【正文】 的份額會(huì)逐步提高。自從中國(guó)加入世界貿(mào)易組織以來，國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備一直占據(jù)著主體，因此提升本國(guó)絲網(wǎng)印刷機(jī)的高端產(chǎn)品變得越來越重要。 課題研究的背景、目的及意義 本課題來源于中北大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)基地北京清大天達(dá)光電科技有限公司的開發(fā)項(xiàng)目。該公司生產(chǎn)的設(shè)備主要以平面絲網(wǎng)印刷為主，用于液晶屏生產(chǎn)工藝中的的銀點(diǎn)印刷。在觸摸屏的生產(chǎn)中，由兩塊玻璃疊加組合而成，其中上面的玻璃稱為面玻璃，下面的玻璃稱之為底玻璃。觸摸屏在面玻璃與底玻璃組合之前，需要在底玻璃上絲印銀點(diǎn)。為了滿足生產(chǎn)需求，需要在早先設(shè)備上安裝視覺定位系統(tǒng)對(duì)底玻璃位置進(jìn)行精確調(diào)整。當(dāng)前國(guó)內(nèi)少數(shù)廠商采用了最新的機(jī)器視覺定位技術(shù)，取得上述調(diào)整位置過程的自動(dòng)化，在數(shù)秒內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)調(diào)整過程，大大提高了生產(chǎn)效率，全部印刷過程從上料到下料用時(shí)不到20秒，并且印刷的位置精度高達(dá) 。北京清大天達(dá)光電科技有限公司就是上述廠家之中的一家，盡管公司之前開發(fā)的絲網(wǎng)印刷機(jī)已基本實(shí)現(xiàn)了上述需求，但是半自動(dòng)化的絲網(wǎng)印刷機(jī)造成的生產(chǎn)效率已經(jīng)滿足不了市場(chǎng)的需求，所以在原先產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開發(fā)全自動(dòng)的、高精度的絲網(wǎng)印刷設(shè)備成為該公司的首要問題。通過對(duì)原先絲網(wǎng)印刷機(jī)的客觀深入分析，其缺陷主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：(1)原絲網(wǎng)印刷機(jī)還停留在半自動(dòng)狀態(tài)。進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，需要員工事先將底玻璃搬運(yùn)到工作臺(tái)的指定位置上，再由操作人員手動(dòng)操控手柄和按鈕，進(jìn)行位置調(diào)整和銀點(diǎn)的印刷，完成后再由操作人員將底玻璃搬運(yùn)到下一工序的設(shè)備上。這種工作方式耗費(fèi)人力物力比較大，生產(chǎn)效率完全滿足不了市場(chǎng)的需要。(2)原絲網(wǎng)印刷機(jī)控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)對(duì)跑臺(tái)進(jìn)行定位控制，經(jīng)過多家客戶的使用情況反映，當(dāng)跑臺(tái)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，行程不足或者過沖的情況經(jīng)常出現(xiàn)在印刷位，沒有精確到達(dá)指定印刷位置，出現(xiàn)位置偏差，造成了不合格產(chǎn)品的出現(xiàn)。(3)原絲網(wǎng)印刷機(jī)部分機(jī)構(gòu)的控制仍由工控機(jī)來完成。(4)原絲網(wǎng)印刷機(jī)使用5個(gè)CCD獲取玻璃邊緣進(jìn)行定位的算法。當(dāng)前采用2個(gè)CCD的雙角點(diǎn)對(duì)位方法已經(jīng)在平面絲網(wǎng)印刷機(jī)行業(yè)廣泛推廣。(5)原絲網(wǎng)印刷機(jī)功能單一。例如缺乏測(cè)厚功能，在未調(diào)整工作臺(tái)或刮刀（回墨刀）高度的情況下絲網(wǎng)印刷機(jī)對(duì)不同厚度的底玻璃同時(shí)進(jìn)行印刷，會(huì)造成印刷質(zhì)量的下降。針對(duì)原先設(shè)備的上述缺餡，本課題對(duì)該設(shè)備的的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，研發(fā)出一套擁有功能全面、PLC單獨(dú)控制、性能先進(jìn)、高精度的全自動(dòng)印刷的新型絲網(wǎng)印刷機(jī)，同時(shí)具有手動(dòng)功能，將其命名為TSTD絲網(wǎng)印刷機(jī)，開發(fā)其對(duì)于公司乃至于國(guó)內(nèi)的絲網(wǎng)印刷設(shè)備都具有積極的推動(dòng)作用，意義重大。 本文研究的主要內(nèi)容本課題鉆研的主要內(nèi)容是在原有的絲網(wǎng)印刷機(jī)的基礎(chǔ)上，以PLC為基礎(chǔ)改造原本老化老舊的繼電器控制系統(tǒng)，再對(duì)可編程控制器硬件和軟件的編排，設(shè)計(jì)出一套可以具備自動(dòng)和手動(dòng)一體的高性能，高可靠性，線路簡(jiǎn)單的電氣控制系統(tǒng)。本文的主要內(nèi)容是先對(duì)絲網(wǎng)印刷機(jī)的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，而后是系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，最后再對(duì)所設(shè)計(jì)的軟件進(jìn)行仿真與調(diào)試。本次課題設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是將原來的由繼電器控制的系統(tǒng)改造為由可編程控制器控制的系統(tǒng)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)維護(hù)維修，檢測(cè)方便，控制速度快的目的。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 絲網(wǎng)印刷機(jī)的工作原理絲網(wǎng)印刷是把帶有圖案的模板附在絲網(wǎng)上，運(yùn)用油墨滲透過印版的原理進(jìn)行印刷的。通常絲網(wǎng)是由尼龍、玻璃、聚酯、絲綢或則金屬網(wǎng)制造而成的，把承印物直接放置在帶有模板的絲網(wǎng)下面，絲網(wǎng)印刷油墨或涂料在刮墨刀的擠壓下穿過絲網(wǎng)未堵塞的網(wǎng)孔使圖案印刷到承印物。絲網(wǎng)上的模板把一部分不需要的絲網(wǎng)小孔封住使得顏料不能通過絲網(wǎng)，而只有圖像部分能夠穿過油墨，所以在承印物上只有圖形部分有印跡。絲網(wǎng)印刷由五部分構(gòu)成，即絲網(wǎng)印版、刮板、油墨、工作臺(tái)、承印物。由電機(jī)傳遞動(dòng)力，讓刮刀在運(yùn)動(dòng)中擠壓油墨和絲網(wǎng)印版，使絲網(wǎng)印版與承印物形成一條壓印線，因?yàn)榻z印網(wǎng)具有張力，對(duì)刮刀產(chǎn)生一個(gè)回彈力，所以絲網(wǎng)印版除壓印線外都不與承印物相接觸。油墨在刮刀的擠壓力的作用下，通過網(wǎng)孔，從壓印線漏印到承印物上。在印刷過程中，絲網(wǎng)印版與刮刀做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而絲網(wǎng)在印刷過程中，不斷處于變形和回彈狀態(tài)。刮刀在完成單向印刷后與絲網(wǎng)印版同時(shí)脫離承印物返回，進(jìn)行回墨操作，則完成一個(gè)印刷循環(huán)。絲網(wǎng)印刷機(jī)的主要結(jié)構(gòu)一般分為：大臂升降結(jié)構(gòu)、應(yīng)刷工作臺(tái)、印刷機(jī)構(gòu)、印物定位、網(wǎng)版加持以及網(wǎng)臺(tái)距調(diào)節(jié)、氣動(dòng)部分、電動(dòng)部分和電氣控制部分[1]。 網(wǎng)框 絲網(wǎng) 刮墨刀 油墨 承印物 印刷臺(tái) 圖 絲網(wǎng)印刷機(jī)的工作原理圖 設(shè)計(jì)原則 （1）操作性在現(xiàn)代印刷機(jī)的特點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，可以直接控制印刷機(jī)送料，輸送油墨，潤(rùn)濕，印刷，收紙裝置，可以控制顏色，自動(dòng)清洗，印刷質(zhì)量，可以監(jiān)控印刷機(jī)的工作狀態(tài)及故障顯示。運(yùn)營(yíng)商為了方便操作，控制和故障排除，也與印刷，印前系統(tǒng)的車間，管理信息系統(tǒng)，構(gòu)建在一個(gè)完美的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)環(huán)境管理、生產(chǎn)管理等部門，真正的印刷系統(tǒng)是數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化。 （2）接近性在印刷機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)器占地面積比較小的前提下，各機(jī)組和色組之間要有比較寬敞的空間?，F(xiàn)有印刷機(jī)看重人機(jī)協(xié)調(diào)關(guān)系，在設(shè)計(jì)理念上符合人類工程學(xué)的觀點(diǎn)。這樣，操作者在更換印版、橡皮布、襯墊，洗滌滾筒和進(jìn)行機(jī)件調(diào)整、維護(hù)、保養(yǎng)時(shí)，有足夠的操作活動(dòng)空間。 （3）安全性為了保證操作者在工作中時(shí)人身和機(jī)器的安全，印刷機(jī)上必須設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，而且要靈敏高、可靠強(qiáng)，萬無一失，只要機(jī)器發(fā)生故障，就自動(dòng)停機(jī)。這一點(diǎn)必須保證。 （4）經(jīng)濟(jì)性印刷機(jī)的價(jià)錢是權(quán)衡印刷機(jī)具有競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素，只有價(jià)廉質(zhì)優(yōu)的印刷機(jī)才會(huì)具備強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)力。應(yīng)該按照經(jīng)濟(jì)能力，尋求最合理的性價(jià)比，同時(shí)還要長(zhǎng)期保證印刷機(jī)良好的機(jī)械精度，有較長(zhǎng)的使用壽命，保證印刷品具有良好的質(zhì)量。 （5）適應(yīng)性印刷機(jī)應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能印刷從薄紙到塑料和玻璃等承印材料；同時(shí)也要快速、方便，安全地進(jìn)行單雙面印刷的相互轉(zhuǎn)換。以滿足不同層次和印品要求。 （6）藝術(shù)性印刷機(jī)的造型應(yīng)比例協(xié)調(diào)、和諧、平整。和諧的外形和顏色可使操作者減少疲勞，使操作者有一個(gè)良好的工作情緒和環(huán)境，以更好地工作。 整體設(shè)計(jì)（1）大臂升降結(jié)構(gòu) ①大臂擦版位升降小于400mm.②升降由氣缸提供動(dòng)力。③使用高精度線性滑軌作為大臂升降導(dǎo)向。（2）印刷結(jié)構(gòu) ①印刷、回墨運(yùn)動(dòng)由同步伺服電機(jī)控制。②刮刀、回墨刀升降均由氣缸提供能源，而且印刷壓力可由調(diào)壓開關(guān)調(diào)整控制。③刮刀和回墨行程由左右臂上的光電行程開關(guān)調(diào)整大小，改變左右臂的位置即可完成對(duì)印刷行程的調(diào)節(jié)。（3) 印刷工作臺(tái)　 ①印刷工作臺(tái)主要采用鋁制，因?yàn)殇X較軟，所以表面鍍上一層光滑的鋼片?！? ②印刷工作臺(tái)也可以利用吸盤設(shè)計(jì)為吸氣功能?！? ③印刷工作臺(tái)也可以調(diào)整位置的升降，調(diào)整左右位。（4）網(wǎng)板定位 工作段的可升降定位支撐梁上可以完成網(wǎng)板定位，可調(diào)節(jié)其位置，定位支撐梁設(shè)計(jì)為氣缸氣動(dòng)控制。（5）氣動(dòng)部分 主要包含氣泵機(jī)、氣缸、氣壓控制表、氣控開關(guān)、輸氣管道等。主要作用是由氣泵機(jī)提供氣源，氣泵機(jī)通過輸氣管道為氣缸提供源動(dòng)力能源。絲印機(jī)的大臂升降、刮刀、機(jī)頭的左右運(yùn)動(dòng)的閥門等均采用氣動(dòng)。（6）電氣控制部