Beckhoff控制器在烫金机控制中的应用

　　烫金机是一种印后工序加工设备，主要用于各种包装盒、贺卡、杂志封面等烫金工艺的处理。烫金的工艺种类有普通烫金、全息防伪烫金以及避缝烫金等三种。其中普通单色烫金使用最为普遍。从控制的角度讲，全息防伪烫金控制最为复杂。总部位于中国上海的上海高威科电气技术有限公司是一家国内知名的工控系统集成商，在工业自动化领域具备充足的技术研发能力，拥有丰富的项目业绩。2008 年，他们为上海旭恒铁工机械制造有限公司开发了一套基于Beckhoff CX1030嵌入式控制器的全功能自动烫金系统。经过多年来的实践应用证明：该系统运行安全、稳定、可靠。目前，该系统已经处于稳定的批量生产阶段，并已在同行业中得到大力推广。

　　在使用Beckhoff CX1030嵌入式控制器来开发控制系统之前，上海高威科电气技术有限公司曾经使用过若干其它控制产品来开发烫金控制解决方案，但结果都不是特别理想。这些产品往往在做普通烫金的控制时，效果良好，但是，难以满足全息烫金的控制要求。

高速、准确地捕捉色标位置

　　Beckhoff 的 EL5101增量编码器接口端子模块的 Touch Probe 功能为实现全息烫金控制方案提供了很好的功能支持。在 Touch Probe 功能的基础上，当光电传感器以大于 2 米每秒的直线速度扫过电化铝色标时，EL5101 能够非常准确地记录电化铝色标的位置。这一点非常重要，在类似的通过色标校准的控制方法中，高速、准确地捕捉和记录色标位置是所有控制动作能够准确完成的先决条件。在使用 CX1030 控制器之前，高威科公司所选用的其他品牌的控制器是以定义用户中断的方式来处理色标信号的，用户中断的触发和处理方式难以保证检测到的数据是否准确，无法及时、精确地采集到色标的位置，从而产生误差。

Cam曲线的在线调整

　　控制系统可以使用 EL5101 的 Touch Probe 功能获得电化铝色标信号的精确位置，如何使用该位置信息实现精确的控制成为下一个急需解决的问题。Beckhoff 为此提供了相应的软件功能块，用于在线修改当前正在运行的 Cam 曲线。

　　在进给动作启动时，先按照理论进给值对控制轴进行 Cam 控制；当在指定的“窗口”位置捕捉到色标时，再通过比较色标位置和理论位置之间偏差的方式对当前的控制动作进行修正。当然修正数据还需要经过一些统计学方法进行处理，其目的在于识别和避免单次错误采样或者过大的调整动作。Beckhoff 控制器所具备的标准功能为上述问题的解决提供了很好的平台支持。

集成温度控制

　　在传统的烫金控制方案中，电热板的温度控制使用单独的温控器实现。烫金机一般需要 12 至 18 个温区。所以，温控器的成本在整个控制柜中占了很大的比重。为了给用户提供更具竞争力的解决方案，高威科使用了 Beckhoff 的温控模块代替单独的温控器，大大降低了硬件成本，并且将温度控制功能集成到控制系统当中。在此基础上，高威科除了提供传统的温度控制功能，还提供了根据上下班时间自动进行预热、加热的功能，大大节省了工作过程中热板加热所需的时间。

支持通过高级语言开发应用界面

　　烫金机的控制需要复杂的后台支持。传统的控制在标准的触摸屏产品上开发简单的触控画面，这样的产品功能单一，后台的管理和动态后台运算功能难以实现。使用Beckhoff的产品后，可以使用高级语言（比如：Visual C++）开发友好的用户交互界面，通过 ADS 接口和下位运动控制部分进行数据交互。

　　在复杂的运动控制系统实现过程中，Beckhoff 控制平台所提供的开发模式为用户提供了极大的自由和发挥的空间。

　　在以 CX1030 嵌入式控制器为核心的烫金机解决方案中，高威科完整地实现了烫金步法的自动解算功能和大数据量配方的管理功能。同时，还实现了系统的模拟运行功能，为最终用户的使用提供尽可能多的方便。通过自动计算功能，在生产之初，该系统就能够精确预算原材料的使用量，用户可以通过这一数据准确地控制采购成本，避免材料浪费。

　　在这些功能实现之前，烫金机操作也是一项需要很强技能的工种，上述功能的实现，为最终用户解决了技工不足的难题。

　　总之，Beckhoff的产品为烫金机的开发提供了理想的平台，高威科充分利用了这一平台，尽情发挥他们的创造力，开发出了功能完善，操作简单的烫金机控制产品。