автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.01, диссертация на тему:Разработка процесса и систем автоматическойприводки технологических операций в машинах с запечатанной лентой

Л/

■V

На правах рукопису

Петрів Роман Іванович

РОЗРОБКА ПРОЦЕСУ І СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО ПРИВЕДЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ В РОТАЦІЙНИХ МАШИНАХ ІЗ ЗАДРУКОВАНОЮ СТРІЧКОЮ

Спеціальність 05.05.01 - машини, агрегати і процеси

поліграфічного виробництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Львів - 1997

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українській академії друкарства

Провідна організація - Український науково-дослідний

інститут поліграфічної промисловості ім.Т.Шевченка (м.Львів)

Захист відбудеться 27 червня 1997 р. о 14.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К.04.11.02 в Українській академії друкарства (290020, м.Львів-20, вул.Підголоско,19, зал засідань Вченої Ради)

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати на адресу: 290020, мЛьвів, вул.Підголоско,19, вченому секретарю ради К.04.11.02.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Української академії друкарства (вул.Підголоско,19)

Автореферат розісланий 27 травня 1997 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради

Дідич В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Робота спрямована на дослідження стрічкопровідних систем і розробку систем автоматичного приведення технологічних операцій на машинах, які працюють із застосуванням попередньо задрукованого рулонного стрічкового матеріалу, з метою підвищення їх продуктивності і поліпшення якості та товарного вигляду готової продукції.

Актуальність теми. Ефективність роботи різних галузей промисловості передусім визначається випуском високоякісної продукції. З цією метою більшість розробок сьогодні спрямована на вдосконалення існуючих і розробку нових технологій та устаткування. Водночас починають розглядатись завдання підвищення товарного вигляду готової продукції, упаковки і тари, яким ще донедавна приділялось мало уваги. Тому стає перспективним і розширюється використання задрукованого рулонного стрічкового матеріалу для оздоблення та пакування, поліпшення якості та товарного вигляду готової продукції в машинах для виготовлення палітурок, конвертів, упаковки поштучної продукції та в інших машинах, які працюють із попередньо задрукованим рулонним стрічковим матеріалом.

Характерною особливістю таких машин є дискретне виконання технологічних операцій і потреба в приведенні технологічних операцій, послідовно виконуваних робочими органами на стрічковому матеріалі при його переміщенні на окремих технологічних позиціях. Контроль процесу приведення здійснюється дискретно з великим періодом дискретності, який визначається циклом роботи машини. Це ускладнює розробку системи автоматичного приведення техно-

логічних операцій відомими методами, застосування яких є малоефективним для таких систем.

•* Проблема вдосконалення машин, які працюють із задру-кованою стрічкою, поліпшення якості готової продукції та упаковки зумовлює необхідність розвитку теорії стрічко-провідних систем, аналізу процесу зміщення технологічних операцій і на їх основі пошук і наукове обгрунтування нових ефективних систем автоматичного приведення технологічних операцій. Ця проблема є актуальною в галузі поліграфічного машинобудування та інших галузях промисловості.

Мета роботи та основні завдання наукових досліджень. Метою роботи є дослідження процесу зміщення технологічних операцій на машинах, які працюють із задрукованим рулонним стрічковим матеріалом, розробка і створення систем автоматичного приведення технологічних операцій, виконуваних на стрічковому матеріалі, для підвищення продуктивності машин, поліпшення якості та товарного вигляду готової продукції.

Для досягнення поставленої мети в роботі розглядаються наступні завдання:

побудова математичних та структурних моделей і проведення аналітичних досліджень стрічкопровідних систем, які враховують розмотувальний пристрій, робочі циліндри та механізм приводу, а також процесу зміщення технологічних операцій на машинах, що працюють із задрукованою стрічкою;

побудова математичних та структурних моделей і розробка методики комп'ютерного моделювання процесу зміщення технологічних операцій з врахуванням регулюючої дії та її впливу на приведення технологічних операцій, що виконуються на наступних технологічних позиціях;

з

розробка та аналіз систем приведення технологічних операцій з різними виконавчими механізмами;

розробка алгоритму управління та синтез системи автоматичного приведення технологічних операцій, проведення її моделювання на ЕОМ;

розробка і налагодження системи автоматичного приведення технологічних операцій, випробування її у виробничих умовах.

Наукова новизна роботи:

уперше розроблені математичні і структурні моделі процесу зміщення технологічних операцій, виконуваних на задрукованій стрічці, що містять розмотувальний пристрій, робочі циліндри, враховують деформацію та пружні властивості стрічки, взаємозв’язаність ділянок стрічки і механізмів приводу, які створили основу для їх аналізу та комп’ютерного моделювання;

аналітичним шляхом доведено, що процес зміщення технологічних операцій на машинах, які працюють із задру-кованим стрічковим рулонним матеріалом, залежить від виду робочих циліндрів та регулюючих органів і може бути статичним або астатичним процесом, в якому зміщення поступово наростає, що є основою для обгрунтування вибору типу системи автоматичного приведення технологічних операцій;

запропоновано й обгрунтовано новий ефективний спосіб і пристрій для формування управління в системах приведення технологічних операцій, який на відміну від відомих здійснює формування управління на інтервалі дискретності і може бути використаний для інших систем з великим періодом дискретності для підвищення швидкодії;

розроблено методи синтезу та алгоритм управління

багатоканальною системою автоматичного приведення технологічних операцій на машинах, які працюють із задру-кованою стрічкою, на основі дискретного формуючого пристрою.

Загальні методи дослідження. Методи дослідження базуються на використанні основ теорії стрічкопровідних систем, сучасної теорії керування та методів математичного моделювання. Для дослідження динаміки стрічкопровідних систем та систем автоматичного приведення технологічних операцій використано метод цифрового моделювання на ЕОМ.

Основні наукові положення і результати, винесені на захист:

1. Математичні та структурні моделі процесу зміщення технологічних операцій в машинах, які працюють із задруко-ваним рулонним стрічковим матеріалом.

2. Результати аналітичних досліджень і комп’ютерного моделювання процесів зміщення та регулювання, які виконуються на задрукованому рулонному стрічковому матеріалі за наявності деформації стрічки і регулюючої дії, створеної різними способами.

3. Результати аналізу та методика синтезу систем приведення технологічних операцій на основі запропонованого форсуючого пристрою, який формує управління на інтервалі дискретності.

4. Результати розробки і алгоритм управління багатоканальної цифрової системи приведення технологічних операцій на машинах, які працюють із задрукованою стрічкою.

Обгрунтованість і вірогідність результатів роботи підтверджується коректним використанням математичного апарату, адекватністю розроблених моделей, перевірених на

основі цифрового моделювання і експериментальних даних випробувань системи, апробацією роботи на наукових конференціях, позитивними результатами впровадження. Практична цінність роботи:

розроблені математичні і структурні моделі процесу зміщення технологічних операцій є основою для розрахунків і моделювання процесів зміщення та регулювання технологічних операцій;

розроблена методика розрахунку систем приведення технологічних операцій;

розроблені програми для комп’ютерного моделювання іроцесу зміщення та систем приведення технологічних гаерацій, які дозволяють шляхом цілеспрямованого перебору ¡аріантів вибрати оптимальні параметри стрічкопровідної истеми машини і системи приведення технологічних операцій;

запропоновані в роботі форсуючий на інтервалі кори-уючий пристрій і методика розрахунку підвищують івидкодію системи і можуть бути ефективними для правління різними процесами та промисловими об’єктами іших галузей.

Реалізація результатів роботи. Одержані в роботі ре-ультати використані при розробці рулонної палітуркоробної ашини при виконанні госпдоговірної теми Т475-95 з УНДІПП

і.Т.ІПевченка (м.Львів). Розроблений алгоритм управління і езультати випробуваннь системи на стенді з діючим вико-авчим механізмом передані в УНДІПП.

Отримані в роботі результати впроваджені і викорис-іні на заводі технологічного обладнання «Електрон» (м.Львів) с система для регулювання центрування стрічкового задру-званого рулонного пакувального матеріалу і корекції поло-

ження поперечного шва на автоматі А176 для горизонтального пакування штучних виробів достатньої мінімальної твердості. Впровадження результатів роботи дозволяє отримати економічний ефект за рахунок автоматизації процесу пакування, підвищення продуктивності праці та покращання товарного вигляду продукції.

Матеріали дисертації використані в навчальному процесі, курсовому і дипломному проектуванні в Українській академії друкарства.

Особистий внесок. За результатами наукових досліджень по темі дисертаційної роботи опубліковано 9 одноосібних праць. Розробка і аналіз всіх математичних та структурних моделей, методики синтезу та алгоритму систем автоматичного управління, розробка, налагодження, експериментальні дослідження та впровадження системи автоматичного приведення технологічних операцій проведені автором особисто під керівництвом наукового керівника. Розробка методики та програми для моделювання на ЕОМ здійснювались разом з доц. О.В.Тимченком. В цілому особиста участь автора становить близько 75%.

Апробація роботи. Основний зміст і результати дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на: всесоюзній нараді по методах розрахунку поліграфічних ма-шин-автоматів (м.Львів, 1991); 3-ій науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів «Молодь. Друк. Ринок» (м.Москва, 1992); міжнародній конференції «Комп’ютери: технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи «ДРУКО-ТЕХН-96» (м.Львів, 1996); звітних науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу, науковий працівників і аспірантів Української академії друкарства.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п’яти розділів, основних результатів та висновків, списку літератури і додатків. Вона містить 119 сторінок друкованого тексту, ілюстрованого 43 рисунками на ЗО сторінках, список літератури з 80 джерел на 8 сторінках.

ЗМІСТ І ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

У вступі подана загальна характеристика роботи, її актуальність, сформульовано мету і основні завдання наукових досліджень, визначена наукова новизна винесених на захист положень, обгрунтована їх практична цінність, наведені відомості про реалізацію та впровадження результатів роботи.

У першому розділі на основі аналізу літературних джерел і проведення досліджень показано, що рулонним ротаційним машинам, які працюють із застосуванням попередньо задрукованого рулонного стрічкового матеріалу, приділяється надто мало уваги.

Проведений аналіз свідчить, що сьогодні вітчизняне машинобудування з випуску таких машин, як палітуркоробні, конверторобні, пакувальні та інші, які використовують в технологічному процесі наперед задруковану стрічку, перебуває лише на початковій стадії розвитку. Саме тому перед поліграфічною промисловістю України стоїть ряд нових завдань, зумовлених розвитком пакувальної справи і переростання її в окрему галузь.

Постійно зростаючі вимоги щодо продуктивності машин. якості та товарного вигляду готової продукції зумовлюють перспективність використання задрукованого рулонного

стрічкового матеріалу для оздоблення і пакування, поліпшення якості та товарного вигляду готової продукції в машинах для виготовлення конвертів, палітурок, тари та ін.

Проведено огляд і аналіз теорії стрічкопровідних систем, основні положення якої викладені в роботах В.П.Митрофанова, А.А.Тюріна, Я.І.Чехмана та ін. Виявлено, що сучасна теорія стрічкопровідних систем розроблена відповідно до рулонних друкарських машин. Опис стрічкопровідних систем машин, що працюють із задрукованою стрічкою, відсутній. Специфіка даних систем полягає в багатоопераційності технологічного процесу. Задрукована стрічка зазнає на окремих технологічних позиціях різноманітних впливів при виконанні операцій робочими механізмами, котрі суттєво різняться з точки зору кінематики.

У результаті аналізу технологічного процесу встановлено, що характерною особливістю цих машин є дискретне виконання і потреба в приведенні технологічних операцій, які виконуються на стрічковому матеріалі робочими органами послідовно на окремих технологічних позиціях.

З вищесказаного випливає, що одним із основних за-вданнь на шляху створення сучасних рулонних машин, що працюють із задрукованою стрічкою, є дослідження процесів зміщення технологічних операцій і створення систем для їх автоматичного приведення.

Дискретне виконання технологічних операцій і необхідність їх приведення змушують розглядати стрічкопровідні системи даних машин як неперервно-дискретний об’єкт управління. Встановлено, що відомі методи синтезу дискретних систем автоматичного управління, викладені в роботах Е.Джурі, В.АІванова, Е.ІІзбіцкого, В.Д.Романенка, В.К.Стеклова

та ін., не можуть бути безпосередньо використані для систем автоматичного приведення технологічних операцій, які мають великий період дискретності.

В другому розділі побудовані і проаналізовані прості моделі стрічкопровідних ділянок, які враховують рулон, що розмотується, ділянку задрукованої стрічки і робочий циліндр. В результаті аналізу отримано залежність зміщення X! рисунка (контрольної мітки) від різниці кутових швидкостей рулону со0 і робочого циліндра сог:

Х1(5) = —------ ^ ^ - -■ [НхСО^Б) - IV» 0 (5)] , (1)

[(10э + а0) в + с^оКТ^ + 1)

де Т^І^/Уі - час проходження стрічки від рулона до робочого циліндра з швидкістю (стала часу ділянки довжиною 1^); С! - жорсткість стрічки на ділянці; К0, .І0 - радіус рулону і його момент інерції; 1^, - радіус робочого циліндра і його

момент інерції.

Виявлено, що залежність (1) має інтегральний характер. Це означає, що в процесі роботи машини зміщення за-друкованого рисунка відносно робочих органів поступово зрос-татитме, що призведе до появи бракованої продукції.

Побудовано і проаналізовано модель стрічкопровідної системи «рулон - робочі циліндри». Отримано систему рівнянь, які характеризують залежність зміщення рисунка х^^ від видовження і;.! стрічкового матеріалу на довільній ділянці:

^І/І-1(®) 1

Ті5

1 -Тэ

-Є 1

Іі-і(8) , • (2)

де Ті - стала часу довільної ділянки.

З проведеного аналізу стрічкопровідної системи «рулон

- робочі циліндри» машин, котрі працюють із задрукованою стрічкою, на якій здійснюється виконання технологічних операцій, робимо висновок, що стрічкопровідна система є інтегруючим (астатичним) об’єктом. Таким чином, доведена потреба в приведенні технологічних операцій, виконуваних робочими органами на стрічковому матеріалі, на першій і наступних технологічних позиціях.

Аналіз показав, що існує два основні методи створення регулюючої дії: шляхом впливу на стрічковий матеріал і на робочі циліндри машини. Встановлено, що для приведення технологічних операцій на першій ділянці доцільно використати регістровий валик. На основі проведених досліджень побудована модель стрічкопровідної системи «рулон - робочий циліндр» з регістровим валиком. В результаті аналізу отримана залежність зміщення рисунка (контрольної мітки) при наявності малого постійного переміщення АІг стрічкового матеріалу і регулюючої дії Zpl регістрового валика:

xi/o(s) = ----------Дії (s)-------------- —lD i(s)' , (3)

1/0 (TS + 1)T;S TjS +1

Із залежності (3) випливає, що для компенсації зміщення задрукованої мітки відносно робочого органу регістровий валик потрібно блокувати з інтегруючим виконавчим механізмом.

Проведено аналіз моделі стрічкопровідної системи, яка враховує розмотувальну секцію машини і регістровий валик з інтегруючим виконавчим механізмом. Отримана залежність зміщення контрольних міток від гальмівного моменту Мг на валу рулона і управління Uj виконавчим механізмом регістрового валика:

Xi/0(S)

(Tjs +1) s

--------^--------âMr(s) - kMT1U1(s)

(J0s + a0)s + CjRq

де Цд - коефіцієнт передачі виконавчого механізму.

Проаналізувавши залежність (4) робимо висновок, що за рахунок управління иг виконавчого механізму можна ском-пенсувати вплив гальмівного моменту Мг на зміщення технологічних операцій.

Регулюючу дію для приведення технологічних операцій на наступних технологічних позиціях доцільно здійснювати зміною фази робочих циліндрів. В результаті аналізу моделі стрічкопровідної системи, яка враховує регулюючу дію зміни фази робочих циліндрів, отримані залежності зміщень технологічних операцій від регулюючої дії Ьф2 на наступних технологічних позиціях за умови, що інші дії відсутні:

хз/г(й)

1

ТоЗ+1

— е

-Т35

1

1

Т2Б + 1 + І

(5)

х

4/з(5)-'

1 1 с-т<5 т2 Тз

Т4 Т^Б + І _(Т2з+1)(Т3з + 1) Т3з+1_

•^фг^) ■ (6)

де Т2, Т3, Т4 - сталі часу відповідних ділянок.

З проведеного аналізу випливає, що регулююча дія шляхом зміни фази робочих циліндрів створює додаткову постійну дію тільки на наступну ділянку. Вплив такої регулюючої дії на подальші ділянки не є постійним, і ця дія поступово затухає, прямуючи до нуля. Тому при розробці системи автоматичного регулювання приведенням технологічних операцій достатньо враховувати основний постійний вплив зміни фази робочого циліндра на наступну ділянку.

У роботі проаналізовано модель стрічкопровідної системи з робочим циліндром, що приводиться від двигуна постійного струму. Отримано залежність зміщення задруко-ваної мітки від гальмівного моменту Мг на валу рулону:

Х1/0(б) = -------------—------------2

1/и (Ло5 + а0)(Т15 + 1)Т182

с2

1 +

Сд / Кя

+ а1)(Тяз + 1)

Д^ЫМДз) , (7)

де - визначник структурної схеми моделі; К.я, Тя, сд - опір кола якоря, стала часу і електромеханічна стала двигуна;

- приведений момент інерції робочого циліндра і ротора двигуна.

Запишемо залежність зміщення мітки від різниці кутових швидкостей ш0 рулону і а»! робочого циліндра:

(І оЗ+а0 )(Д1Б+а1 )(Тя5+1)+с^/В.

і/о (3)~

А1(8)(Т1Б+1)Та8

Кі ’

—!-СО1(5)-К0(й0(5)

, (8)

де А! - характеристичний поліном моделі; і - передаточне число редуктора.

Таким чином, залежність зміщення технологічних операцій на першій ділянці має інтегральний характер. Параметри приводного електродвигуна створюють додатковий вплив на швидкість наростання зміщення технологічних операцій.

На основі розроблених моделей стрічкопровідних систем та отриманих залежностей на рис.1 побудована структурна схема моделі стрічкопровідної системи машини з регулюючими органами. Приведення контрольних міток з виконавчим органом на першій ділянці здійснюється за допомогою регістрового валика з інтегруючим виконавчим механізмом. Приведення технологічних операцій на наступних технологічних позиціях - шляхом зміни фази робочих циліндрів.

Зазначимо, що в технологічному процесі можуть

CrpyKTypira cxeMa Modern cipi'iKoiipoBWioi chctcmh Mannooi

X2/01 X3/0 i

’iAr* e J e 1

xl/0 X2/1T x3/2|

Xi/oi

Xi/i-1

1 i 1

T*s T,s T3s

u, kM Tts

s Tjs +1

Tjs +1

e-T2s

1

T2s + i

i'^s

I

TiS

■o£

Wn

lt

Ro Ri/i

s Ci s

T3s + 1

1 Fi 1

Jos + a0 Jis +ai

CA

c a/Ra

)* T„s +1

-*■ e‘‘i* —

1

TiS + 1

Li

T2s T3s TlS

T2s + 1 T3s + 1 TiS + 1

L(j2 4 . h >)

L43 1 Lcjii

PllC.l.

використовуватись робочі механізми, які не контактують постійно зі стрічкою, а виконують технологічні операції упродовж малого проміжку часу. В роботі розроблені математична та структурна моделі стрічкопровідної системи і зміщення технологічних операцій, виконуваних робочими механізмами, які короткочасно контактують із стрічкою і мають окремий електропривод. При аналізі даних моделей використано математичний апарат дискретних функцій. На основі отриманих результатів доведено, що залежність зміщення технологічних операцій за наявності в системі окремого приводу робочого механізму мас інтегральний характер. Цим підтверджується необхідність в системі автоматичного приведення технологічних операцій, виконуваних на стрічці.

У третьому розділі вирішується задача синтезу системи автоматичного приведення технологічних операцій, специфіка якого полягає в тому, що такі системи мають великий період дискретності, котрий є параметром об’єкта, а не параметром налагодження системи. В результаті проведеного аналізу встановлено, що існуючі методи синтезу дискретних систем є малопридатними в даному випадку, оскільки не забезпечують належних показників якості перехідних процесів і швидкодії системи автоматичного управління з великим періодом дискретності.

На основі проведених досліджень запропоновано використати в системі автоматичного управління дискретний коригуючий пристрій з форсуючою на інтервалі дискретності ланкою, передаточна функція якого запишеться:

т Т

рт = -сі0 + к0(1-е т'-Т»)

(Ю)

ш Т

сш = е ш° Т° ; ш = О, 1, 2, К , ш0 ,

(П)

де Т - період дискретності системи; т0 - кратність періоду дискретності; сі0, к0, Т0 - відповідні параметри коригуючого пристрою.

На основі структурних моделей стрічкопровідних систем машин, які працюють із задрукованим стрічковим матеріалом, результатів їх аналізу як об’єкта управління і форсуючого на інтервалі коригуючого пристрою побудована узагальнена схема локальної системи автоматичного приведення технологічних операцій. Отримано передаточну функцію замкнутої системи:

де Н0(г) - передаточна функція фіксатора нульового порядку;

- приведена передаточна функція об’єкта.

Проведений аналіз показав, що форсуючий на інтервалі коригуючий пристрій є ефективним засобом коригування систем автоматичного управління з великим періодом дискретності. Отримані результати стали основою для синтезу систем автоматичного приведення технологічних операцій в машинах, що працюють із наперед задрукованою стрічкою.

На основі структурних моделей стрічкопровідних систем, результатів їх аналізу як об’єкта управління побудовано і проаналізовано схему системи автоматичного приведення з

т=0

т=0 г ' и -Ст

(12)

виконавчим механізмом - регістровим валиком. З врахуванням приведених дискретних передаточних функцій об’єкта і коригуючого пристрою запишемо передаточну функцію замкнутої системи автоматичного приведення задрукованої стрічки, прийнявши кратність періоду дискретності т0=4:

, Вб2-6/4+В5г“5/4+В4г-4/4 +

Ф(г,тп)=-----------гтї----- -----гпг----------1тгл—-»

0 (А6 +В6)г ^ +(А5 +В5)г-5/4 +(А4 +В4)г 7 +

__________+Взг-3/4 +В2г~2/4 +Вхг~1/4 +В0__________

_>+(Аз+в3)2-3/4+(А2+в2)2-2/4+(А1+в1)2-1/4+А0+в0 ' (13)

Коефіцієнти А; і В; визначаються виходячи із заданих параметрів об’єкта управління і коригуючого пристрою.

Аналогічно розроблені і проаналізовані структурні схеми систем автоматичного приведення технологічних операцій з врахуванням регулюючої дії зміни фази робочих циліндрів. Розглянуто і досліджено два варіанти побудови системи: робочі циліндри постійно контактують із стрічкою; робочі механізми короткочасно контактують із стрічкою тільки в момент виконання технологічної операції. На основі розробленої методики з врахуванням заданого об’єкта управління і дискретного коригуючого пристрою з відповідною фомуючою ланкою отримано приведені дискретні передаточні функції системи.

З проведеного аналізу випливає, що шляхом вибору параметрів дискретного коригуючого пристрою (сі0, к0, Т0) можна задавати потрібні коефіцієнти характеристичного рівняння системи і цим забезпечити необхідні показники якості перехідного процесу.

Отримані результати створюють і науково обгрунтовують методику синтезу систем автоматичного приведення технологічних операцій.

У четвертому розділі розроблена мікропроцесорна система автоматичного приведення технологічних операцій на машинах, що працюють із задрукованою стрічкою. Розроблена функціональна схема цифрової п’ятиканальної системи, в яку входять три основні типові САУ: одна система приведення задрукованого стрічкового матеріалу на вході машини; дві системи приведення технологічних операцій, які виконуються робочими циліндрами, що постійно контактують із стрічковим матеріалом; дві системи приведення технологічних операцій, які виконуються робочими механізмами, що короткочасно контактують із стрічковим матеріалом.

Побудована структурна схема цифрової п’ятиканальної системи управління з мікро-ЕОМ. Спряження даної системи управління з машиною здійснюється за допомогою пристрою спряження, в який входять фотодавачі, часо-кодові перетворювачі, мультиплексор, реверсивні тиристорні перетворювачі

і виконавчі електродвигуни з редукторами та диференціальними механізмами.

Розроблена схема основного алгоритму управління роботою цифрової САУ. Виділено три основні, а також контрольний і налагоджувальний режими роботи системи. Кожний режим роботи характеризується своїми діапазонами зміни зміщення, а також величиною сигналу управління.

Запуск алгоритму управління здійснюється за сигналом синхронізації від машини з періодом Т, який рівний циклу роботи машини, за рахунок чого забезпечується робота цифрової системи управління в реальному маштабі часу. За сигналом синхронізації проводиться циклічне опитування п’яти давачів зміщення технологічних операцій. Інформація з давачів через часо-кодові перетворювачі подається на вхід мікро-

ЕОМ, де відбувається порівняння отриманого сигналу з граничним значенням. В залежності від результату порівняння виконується один із основних режимів роботи системи автоматичного управління.

Розроблена схема алгоритму формування сигналів управління, який за вхідною інформацією розраховує сигнали управління і проводить їх видачу за кратним сигналом синхронізації (Т/ш0). Параметри коригуючого пристрою перераховуються залежно від робочої швидкості машини.

На основі аналітичних досліджень в п’ятому розділі розроблена методика і програма на мові Turbo Pascal 6.0 моделювання процесу зміщення технологічних операцій на ЕОМ. Проведено дослідження процесу зміщення технологічних операцій і побудовані перехідні характеристики при наявності деформації стрічки і регулюючої дії регістрового валика (рис.2) та зміни фази робочого циліндра (рис.З). Досліджено вплив варіації параметрів об’єкта і коригуючого пристрою на . якість процесу регулювання. Встановлено, що системи з коригуючим пристроєм з форсуючою на інтервалі ланкою при варіації параметрів об’єкта регулювання зберігають стійкість, забезпечуючи необхідні показники якості перехідного процесу.

ВИСНОВКИ

У роботі узагальнені результати виконаних досліджень, отримані теоретичні положення, викладені і науково обгрунтовані технічні рішення завдань дослідження стрічкопровід-них систем і розробки систем автоматичного приведення технологічних операцій на машинах, що працюють із задру-

Рис. 2.

Регулююча дія зміною Фази ро&очого циліндра Т1=4.О

Виводяться х21, х32, х43, х54

1.0

20.0

24 .О

Рис.З.

кованою стрічкою, для підвищення їх продуктивності, поліпшення якості та товарного вигляду готової продукції, спрямовані на впровадження досягнень науки у виробництво.

Найбільш важливі результати досліджень:

1. Побудовані моделі стрічкопровідних систем і процесу зміщення технологічних операцій на машинах, що працюють із задрукованим рулонним стрічковим матеріалом, які вміщують розмотувальний пристрій, робочі циліндри, враховують пружні властивості стрічки, взаємні зв’язки її ділянок, механізмів та приводу і створюють основу для аналізу та розробки системи автоматичного приведення технологічних операцій.

2. Отримано аналітичні залежності зміщення технологічних операцій від деформації стрічки і регулюючої дії, створеної різними способами і прикладеної на різних робочих позиціях. Встановлено вплив регулюючої дії на зміщення технологічних операцій на наступних технологічних позиціях.

3. Встановлено, що стрічкопровідна система «рулон -задрукована стрічка - робочі циліндри» є інерційним астатичним об’єктом регулювання. При зміні радіуса рулону та інших збуреннях зміщення контрольних міток накопичується і призводить до появи бракованої продукції. Це є характерною особливістю машин, які працюють із задрукованою стрічкою, що і відрізняє їх від моделей зміщення фарб на друкарських машинах.

4. Розроблена методика і проведено моделювання процесу зміщення технологічних операцій за допомогою ЕОМ. Побудовані перехідні характеристики при наявності деформації стрічки і регулюючої дії. Шляхом комп’ютерного моделювання встановлено вплив деформації стрічки і регулюючої

дії, створеної різними способами, на зміщення технологічних операцій в перехідних та усталених режимах.

5. Встановлено три основні типи приведення технологічних операцій: приведення задрукованого рисунка з робочим органом на першій ділянці; приведення технологічних операцій, виконуваних робочими циліндрами, що постійно контактують із стрічкою; приведення технологічних операцій, виконуваних робочими органами, що короткочасно контактують із стрічкою тільки при виконанні технологічної операції. Доведено, що процес приведення технологічних операцій на машинах, що працюють із задрукованою стрічкою, є об’єктом з великим періодом дискретності, рівним часу одного циклу роботи машини і зумовленим способом вимірювання зміщення міток на рухомому стрічковому матеріалі.

6. Науково обгрунтована і розроблена методика синтезу систем автоматичного приведення технологічних операцій з різними виконавчими механізмами на основі запропонованого форсуючого на інтервалі коригуючого пристрою, яка є базою для розробки ефективних систем автоматичного приведення технологічних операцій.

7. Розроблена структурна схема і основний алгоритм управління багатоканальною системою автоматичного приведення технологічних операцій з форсуючим на інтервалі коригуючим пристроєм. Алгоритм запускається сигналом циклу роботи машини і за вхідною інформацією розраховує сигнали управління, проводить їх видачу на виконавчі механізми, що забезпечує якісну роботу машини на всіх режимах.

8. Розроблена система для регулювання центрування задрукованого рулонного стрічкового пакувального матеріалу та корекції положення шва на автоматі А176 для горизонталь-

ного пакування виробів достатньої мінімальної твердості, котра автоматизує даний процес і забезпечує якісне пакування.

9. Результати моделювання, експериментальних досліджень і впровадження систем автоматичного приведення технологічних операцій довели їх ефективність і підтвердили основні теоретичні положення роботи.

СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ПО ДИСЕРТАЦІЙНІЙ РОБОТІ

1. Луцків М.М., Петрів Р.І., Шульжик Ю.О. Дискретний диференціюючий на інтервалі коригуючий пристрій // Автоматизація виробничих процесів і машинобудування та приладобудування: Український міжвідомчий наук.-тех. збірник. - Львів: Вища школа, 1995. - №32. - С.106-110.

2. Луцків М.М., Петрів Р.І., Шульжик Ю.О. Синтез систем приводки фарб з диференціюючим на інтервалі коригуючим пристроєм // Поліграфія і видавнича справа: Наук.-тех. збірник. - Львів: Вища школа, 1996. - №31. - С.106-111.

3. Петрів Р.І. Видовження стрічкових матеріалів при розмотуванні з рулонів на рулонних поліграфічних машинах // Поліграфія і видавнича справа: Наук.-тех. збірник. - Львів: Вища школа, 1996. - №31. - С.134-139.

4. Петрів Р.І. Модель руху ділянки обкладинкового матеріалу в рулонній ротаційній палітуркоробній машині // Поліграфія і видавнича справа: Наук.-тех. збірник. - Львів: Вища школа, 1994. - №29. - С.102-109.

5. Петрів Р.І. Система автоматичного керування суміщенням технологічних операцій на рулонних ротаційних палітуркоробних машинах // Поліграфія і видавнича справа: Наук.-тех. збірник. -Львів: Вища школа, 1995. - №30. - С.86-91.

6. Петрів Р.І. Розподілена цифрова система управління суміщенням технологічних операцій на рулонних ротаційних машинах // Комп’ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи: Наук, праці конф. «ДРУКОТЕХН-96»; Львів, 16-18 жовтня 1996 року; Тези доп. - Львів: УАД, 1996. - С.147.

7. Петрів Р.І. Синтез цифрових систем управління з великим періодом дискретності // Звітна наук.-тех. конф. проф.-викл. складу, наук, працівників і аспірантів за 1996 рік: Тези доп. -Вип.З. - Львів: УПІ, 1997. - С.71.

8. Петрів Р.І. Система суміщення технологічних операцій рулонних ротаційних машин з однодвигунним приводом // Комп’ютерні технології друкарства: алгоритми, сигнали, системи: Наук, праці конф. «ДРУКОТЕХН-96»; Львів, 16-18 жовтня 1996 року; Тези доп. -Львів: УАД, 1996. - С.148.

9. Петрив Р.И. Система автоматического управления рулонной крыкоделательной машиной // Всесоюзное совещание по методам расчета полиграфических машин-автоматов: Тезисы докл., 15-17 мая 1991 г. - Львов, 1991. - С.105-106.

10. Петрів Р.І. Суміщення технологічних операцій рулонних ротаційних палітуркоробних машин // Звітна наук.-тех. конф. проф.-викл. складу, наук, працівників і аспірантів за 1992 рік: Тези доп. - Вип. 1. - Львів: УПІ, 1993. - С.14.

11. Петрив Р.И. Управление совмещением технологических операций рулонных ротационных крышкоелательных машин // 3-я научно-практ. конф. молодых ученых и специалистов (22-25 сентября 1992 года). - М.: «Всесоюзный молодежный книжный центр», 1992. -С.42-43.

Ключові слова: процес, зміщення, приведення, технологічна операція, система, алгоритм управління.

ABSTRACT

Petriv R.I. Elaboration of process and automatic-regis-tration systems of technological operations in rotary printed ribbon machines.

Dissertation for competition of Scientific Degree of Candidate of Technical Science on specialty 05.05.01. «Machines, Agregatesand Printing Production Processes,» Ukrainian Academy of Printing, Lviv, 1997.

It was carried out the teoretical ivestigation of ribbon systems and processes of misfit technological operations in such machines which operate by sealing ribbon. Procedure of synthesis automatic-registration discrete systems technological operations was worked out. Results of experimental investigations was represented.

Петрив Р.И. Разработка процесса и систем автоматической приводки технологических операций в машинах с запечатанной лентой.

Диссертация в виде рукописи на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 «Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства», Украинская академия печати, Львов, 1997.

Выполнены теоретические исследования лентопроводящих систем и процессов смещения технологических операций машин, использующих запечатанную ленту. Разработана методика синтеза дискретных систем автоматической приводки технологических операций. Представлены результаты экспериментальных исследований.

АННОТАЦИЯ

Здобувач

Р.1.Петр1в