自主設(shè)計噴水吧測試器

魯駿

噴水吧也叫噴水桿，是印刷設(shè)備的重要部件，其在印刷機(jī)中的位置如圖1所示。噴水吧控制的精細(xì)程度決定了印刷產(chǎn)品墨色質(zhì)量的好壞 。

但噴水吧也是容易出問題的部件，當(dāng)使用時間久了之后，經(jīng)常出現(xiàn)不噴水、噴水量減小或噴水時斷時續(xù)的情況。最麻煩的是，經(jīng)過維修后的噴水吧，需要安裝到機(jī)器上才能測試是否修復(fù)成功。

雖然我公司使用的高寶印刷機(jī)配有手動噴水的按鈕盒，方便測試噴水吧是否維修成功，但其噴水量較低且頻率不可調(diào)。一旦機(jī)器運轉(zhuǎn)加快，噴水頻率提高，就有可能因維修后的噴嘴的噴水量達(dá)不到要求而導(dǎo)致紙張上臟。此時又要將其重新取下，進(jìn)行維修，如此，既耽誤時間又增加了印刷成本。因此，制作一個完全脫離于印刷機(jī)，且可以控制噴水量大小的噴水吧測試器是非常有必要的。

噴水吧的噴水原理

我公司使用的印刷機(jī)為高寶Colora機(jī)型，一個噴水吧有8個噴水閥。其中，單個噴水閥的噴水原理如圖2所示。

噴水閥大致由3個部件組成，即作為潤版液載體的閥體，由水通道B和噴嘴D構(gòu)成；作為噴水閥門開關(guān)的閥芯A；產(chǎn)生磁場的電磁線圈C。

當(dāng)噴水閥關(guān)閉時，電磁線圈C沒有電壓，閥芯A由于彈簧的作用，將噴嘴D的入口堵死，使?jié)櫚嬉哼M(jìn)入通道B后停止流動，導(dǎo)致噴嘴D中沒有液體，停止噴水。

當(dāng)噴水閥打開時，電磁線圈C兩端加載電壓，通過電磁作用，將閥芯A吸入腔體中，使得彈簧壓縮。由于之前閥芯A將噴嘴D堵死，此時A被拉開，加了壓的潤版液如箭頭所示，會經(jīng)過通道B流入噴嘴D并射出。

測試器的設(shè)計制作

通過分析噴水閥的工作原理，我們可以得出結(jié)論，控制噴水閥的噴水頻率，實質(zhì)上就是控制電磁線圈的通電頻率。根據(jù)現(xiàn)場測量的數(shù)據(jù)，單個噴水閥通電時，電磁線圈兩端的實際電壓為24V，內(nèi)部電流為500mA左右。由此可以選擇電子開關(guān)元件的型號。我們設(shè)計的測試器的整體框架如圖3所示。

從圖3可以看到，Q1～Q8便是控制電磁線圈的主要電子開關(guān)元件。當(dāng)輸入正電壓時，其內(nèi)部的MOS管DS兩端將會導(dǎo)通，使電磁線圈兩端加載24V電壓，控制噴水閥噴水。而關(guān)斷時只需將Q1～Q8的輸入電壓接地即可，十分方便。本次采用的電子開關(guān)元件是來自IR公司的半導(dǎo)體開關(guān)元件，型號為IPS021L。IPS021L擁有47V耐壓、5V控制輸入電壓以及最大能承受10A的脈沖輸出電流，并且?guī)в羞^溫過流保護(hù)，非常適合控制電磁線圈。在信號輸入方面，采用的是8個獨立的電位器，MCU對各個電位器值進(jìn)行AD采樣后，便可根據(jù)電位器的調(diào)節(jié)量，控制對應(yīng)噴水閥的噴水頻率。本次的微型控制器采用的是8051內(nèi)核的單片機(jī)，其體積小巧、結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，很適合這種低成本制作。

接線調(diào)試

制作好測試器后，需要將測試器和噴水吧連接，噴水吧采用的10芯航空插頭，其接線定義如圖4所示。

按照針腳定義圖接好插座側(cè)接線，并將水管連接至噴水吧，這樣，測試器和噴水吧的物理連接便完成了。

實際調(diào)試時，可先將程序輸出的頻率最大值設(shè)為50Hz，便于觀察。然后增加1號電位器的值，觀察噴水頻率是否跟隨其值同步增大。依次調(diào)整好8個噴水閥后，再逐步提高程序輸出頻率的最大值，直到噴水量接近一條直線，此時便是噴水頻率的最大值（因為再增加控制頻率，閥芯也響應(yīng)不了）。

效果分析

本測試器可以完全脫離機(jī)器獨立運行，并且可以根據(jù)需求獨立控制各個噴水閥的頻率，能夠完全模擬實際運行情況。其不但給維修人員帶來了極大的便利，還在一定程度上提高了維修的質(zhì)量與時效。

值得一提的是，在高寶印刷機(jī)噴水吧控制器損壞而通信部分完好的情況下，本測試器也可以臨時代替噴水吧。對于其他配有噴水吧的印刷機(jī)，本測試器經(jīng)過接線，也可以使用。