印版輥版庫的設(shè)計(jì)原理與研究

王立波 段新澤 耿鵬江 謝沖沖

印版輥版庫是一種高效的印版輥存取倉庫，印版輥版庫的設(shè)立在印刷企業(yè)生產(chǎn)中具有很大的實(shí)用價(jià)值，本文所述的印版輥版庫采用PentiumⅡ工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和相應(yīng)輔助軟件來控制印版輥版庫的運(yùn)作及其管理，印版輥版庫的設(shè)計(jì)與研究主要基于FUZZY理論的堆垛機(jī)控制系統(tǒng)及PLC控制的運(yùn)用，由此來完成貨物的入庫、出庫任務(wù)。印版輥版庫為立體儲(chǔ)存設(shè)施空間利用率高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了印版輥的自動(dòng)化管理，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)記錄印版輥存儲(chǔ)信息，印版輥版庫的使用可有效提高車間生產(chǎn)效率。本文同時(shí)介紹印版輥版庫設(shè)計(jì)區(qū)別于普通立體倉庫的自身特殊性。

概述

印刷機(jī)印版輥的存儲(chǔ)和使用一直是印刷企業(yè)較為重視的問題，不僅要保證印版輥的安全存儲(chǔ)（印刷生產(chǎn)對(duì)印版輥表面質(zhì)量的要求極高），同時(shí)還要保證更換產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)能夠及時(shí)更換印版輥，滿足生產(chǎn)效率的要求。根據(jù)企業(yè)對(duì)車間印刷生產(chǎn)、使用及其他系統(tǒng)聯(lián)接的要求，印版輥版庫通過使用堆垛機(jī)完成印版輥的存取，同時(shí)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)對(duì)印版輥版庫管理系統(tǒng)中的印版輥數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)記錄處理，為版庫管理提供必要的記錄信息。

印版輥版庫作業(yè)

印版輥版庫設(shè)計(jì)目的主要為滿足印刷車間生產(chǎn)中對(duì)印版輥入庫、出庫作業(yè)和存儲(chǔ)的要求。

1.印版輥入庫作業(yè)

對(duì)于印版輥的入庫，分首次入庫和二次入庫。印版輥首次入庫時(shí)，將需要入庫的印版輥由人工放置在堆垛機(jī)貨叉上，操作人員在計(jì)算機(jī)上輸入入庫單號(hào)并確認(rèn)入庫，印版輥由計(jì)算機(jī)控制開始進(jìn)行印版輥首次入庫作業(yè)流程，操作人員填寫的入庫單將需要入庫的印版輥信息傳送給計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)程序，在接受信息命令后數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)程序則根據(jù)貨位均勻分布、入庫就近以及高號(hào)數(shù)貨位入庫優(yōu)先等原則進(jìn)行印版輥入庫的貨架地址分配，數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)程序?qū)⒎峙浜玫挠“孑伻霂熵浖艿刂沸畔⒓跋鄳?yīng)操作命令下發(fā)給對(duì)應(yīng)的的堆垛機(jī)PLC控制器。同時(shí)與相應(yīng)的堆垛機(jī)控制器進(jìn)行通信傳遞，使堆垛機(jī)按循序入庫作業(yè)命令進(jìn)行入庫作業(yè)。在完成首次入庫作業(yè)后，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)程序把作業(yè)完成與印版輥信息等傳送給版庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，進(jìn)行印版輥入庫的登記并將印版輥信息進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)于印版輥第二次以及以后的入庫作業(yè)，印版輥貨位為特定貨架，所以印版輥二次入庫可按照首次入庫時(shí)的入庫記錄信息回到該印版輥首次入庫存放時(shí)的貨架，印版輥入庫作業(yè)流程如圖1。

2.印版輥出庫作業(yè)

在印刷機(jī)換置生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)需要換置相對(duì)應(yīng)的印版輥。印版輥出庫時(shí)，首先需要操作人員根據(jù)印刷機(jī)需要生產(chǎn)的產(chǎn)品要求將需要出庫的印版輥信息依次輸入到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的出庫單上，并將出庫單信息發(fā)送給系統(tǒng)命令程序，系統(tǒng)命令程序接收并讀取出庫單上需出庫印版輥的信息進(jìn)行庫存查詢，印版輥出庫按巷道內(nèi)就近出庫、各巷道均勻出庫、先入先出（FIFO）等原則選擇首先出庫的貨位地址及相應(yīng)的堆垛機(jī)，待程序排出印版輥批量出庫命令后，操作人員可根據(jù)當(dāng)時(shí)出庫作業(yè)的特殊要求對(duì)出庫排序作業(yè)命令進(jìn)行印版輥出庫作業(yè)的調(diào)整，操作人員可根據(jù)情況調(diào)整印版輥出庫循序和各巷道堆垛機(jī)的作業(yè)次序，操作人員把調(diào)整好的印版輥出庫作業(yè)命令信息逐條傳送給對(duì)應(yīng)的堆垛機(jī)PLC控制器。堆垛機(jī)會(huì)對(duì)系統(tǒng)程序的出庫命令進(jìn)行指定貨位的印版輥進(jìn)行出庫，出庫時(shí)，堆垛機(jī)會(huì)將印版輥從貨架取出并運(yùn)送到巷道口的出庫平臺(tái)上，由工作人員將印版輥從堆垛機(jī)上取下。堆垛機(jī)控制器會(huì)根據(jù)印版輥貨架的位置信息判斷需要運(yùn)行的距離和貨架的高度選擇合理的運(yùn)行速度和升降速度。當(dāng)堆垛機(jī)完成一次印版輥出庫作業(yè)命令后，控制器會(huì)向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序反饋印版輥出庫作業(yè)完成命令，并申請(qǐng)執(zhí)行下一個(gè)印版輥出庫作業(yè)，等待計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)確認(rèn)并同意進(jìn)行下一個(gè)出庫作業(yè)命令。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序接收到堆垛機(jī)的作業(yè)完成信息后，會(huì)向版庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)傳遞該印版輥的出庫完成信息，并確認(rèn)堆垛機(jī)的下一個(gè)印版輥出庫作業(yè)命令。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)會(huì)對(duì)接收到的印版輥出庫完成信息進(jìn)行出庫記錄，印版輥出庫作業(yè)流程如圖2。

3.廢版輥處理

印版輥在使用一定周期后，需要進(jìn)行報(bào)廢處理。對(duì)于使用壽命到期需要報(bào)廢的印版輥，需先對(duì)廢版進(jìn)行出庫作業(yè)，然后由操作人員在版庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上對(duì)廢版信息進(jìn)行刪除命令，將其全部信息從數(shù)據(jù)庫中永久性刪除后，所空出來的貨架可由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序來分配給未來第一次入庫的新印版輥。

版庫安全系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中在對(duì)于印版輥入庫、出庫作業(yè)任務(wù)運(yùn)行設(shè)有完善的安全運(yùn)行系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)行印版輥入庫、出庫作業(yè)的堆垛機(jī)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)措施。如果堆垛機(jī)在入庫、出庫過程中發(fā)生運(yùn)行系統(tǒng)故障，堆垛機(jī)控制器會(huì)及時(shí)向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序反饋運(yùn)行故障及其故障類別信息，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)程序接收到故障信息后會(huì)自動(dòng)發(fā)出安全命令使堆垛機(jī)PLC控制堆垛機(jī)立刻停止運(yùn)行，在計(jì)算機(jī)發(fā)出安全命令時(shí)會(huì)同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)故障的報(bào)警和對(duì)故障進(jìn)行記錄，在操作人員排除故障確認(rèn)堆垛機(jī)可運(yùn)行之前，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不會(huì)向已發(fā)生故障的堆垛機(jī)分配入庫、出庫任務(wù)的命令。同時(shí)，堆垛機(jī)控制器也會(huì)配有一系列的安全保護(hù)措施和故障處理能力，避免因運(yùn)行故障造成安全事故。

堆垛機(jī)的運(yùn)動(dòng)定位控制

在堆垛機(jī)入庫、出庫作業(yè)中，沿巷道的水平行走以及貨叉的垂直升降是作業(yè)的重點(diǎn)，印版輥的入庫、出庫作業(yè)需要精確的定位以保證印版輥不受到損傷。同時(shí)為了提高入庫、出庫的作業(yè)效率，需要堆垛機(jī)有高效、精準(zhǔn)的定位。堆垛機(jī)結(jié)合使用齊偶校驗(yàn)和相對(duì)尋址兩種方式來進(jìn)行快速定位，堆垛機(jī)上安裝有檢測(cè)裝置和認(rèn)證器（認(rèn)證器和認(rèn)證片重合時(shí)，為堆垛機(jī)正確停止位置），在每個(gè)貨列靠前位置設(shè)置有認(rèn)證片，當(dāng)檢測(cè)裝置檢測(cè)到經(jīng)過幾個(gè)貨列（認(rèn)證片），將要達(dá)到預(yù)定貨列時(shí)，堆垛機(jī)開始進(jìn)行減速，此后堆垛機(jī)低速運(yùn)行直到堆垛機(jī)檢測(cè)到要求貨列的認(rèn)證片后，堆垛機(jī)上認(rèn)址器與認(rèn)址片完全重合，堆垛機(jī)停止前行，達(dá)到要求作業(yè)貨列位置（例：堆垛機(jī)需要對(duì)第五貨列上貨架的印版輥進(jìn)行入庫，當(dāng)堆垛機(jī)檢測(cè)裝置檢測(cè)到經(jīng)過第四貨列后開始減速，檢測(cè)到第五貨列時(shí)停止前行）。本文設(shè)計(jì)使用雙模FUZZY控制器，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，定位時(shí)間為5s，定位精度為5mm，堆垛機(jī)入庫、出庫時(shí)間存在空載、重載兩種狀態(tài)，考慮到兩種狀態(tài)時(shí)堆垛機(jī)的慣性，設(shè)置了堆垛機(jī)空載運(yùn)動(dòng)速度和重載運(yùn)動(dòng)速度。使用兩種運(yùn)動(dòng)速度可以避免重載時(shí)發(fā)生過沖現(xiàn)象或空載時(shí)浪費(fèi)不必要的時(shí)間，保證入庫、出庫作業(yè)的效率。

版庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)要求，印版輥版庫數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)使用在線、離線操作兩種操作方式：

1.在線操控

數(shù)據(jù)庫在線操控使用Visual Basic語言和Structured Query Language兩種語言共同完成的，在線操控是控制版庫的全自動(dòng)運(yùn)行，在線操控可在線填寫入庫、出庫信息；可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的修改、添加和刪除；可以根據(jù)貨架位置查看印版輥信息，相反也可以根據(jù)印版輥信息查詢印版輥存放的貨架位置。

2.離線操控

數(shù)據(jù)庫的離線操控是在Microsoft Access關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)下進(jìn)行操控作業(yè)的，Access可以組織儲(chǔ)存大量的數(shù)據(jù)信息，方便操作人員進(jìn)行查詢、記錄和統(tǒng)計(jì)。同時(shí)使用Word文字記錄和Excel的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)共同完成離線操控，滿足操作人員版庫計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在單機(jī)自動(dòng)運(yùn)行或手動(dòng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行操控。

印版輥版庫設(shè)計(jì)的特殊性

由于印版輥?zhàn)陨淼奶厥庑?，印版輥版庫和普通用途的立體庫存在差異，特殊性為：

①印版輥的存儲(chǔ)使用較為復(fù)雜，印版輥在印刷使用后，需二次入庫繼續(xù)存放，當(dāng)印刷生產(chǎn)需要時(shí)再出庫，直到印版輥壽命到期需要報(bào)廢，不同印版輥同周期內(nèi)因使用次數(shù)不同在版庫的存放時(shí)間也不相同。

②相對(duì)于普通用途的立體庫，印版輥因自身材質(zhì)原因和表面質(zhì)量的要求，對(duì)版庫內(nèi)的溫度和濕度有特定的要求。

③印版輥?zhàn)鳛樯a(chǎn)印刷的印品，印版輥表面有清晰的產(chǎn)品圖案，為保證印刷產(chǎn)品的質(zhì)量，印版輥表面不能有任何劃碰和破損。

④印刷生產(chǎn)換置新產(chǎn)品，需要換置對(duì)應(yīng)的一批印版輥，在被換置的印版輥入庫的同時(shí)，還需要對(duì)將要使用的印版輥成批出庫，這樣對(duì)印版輥版庫的出庫效率有較高要求。

因印版輥的特殊性要求，在印版輥版庫設(shè)計(jì)時(shí)需要做到以下幾點(diǎn)：

①印版輥版庫操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)簡便易學(xué)，方便操作人員的使用。

②版庫內(nèi)的電氣、濕度和溫控系統(tǒng)要滿足印版輥的特殊環(huán)境。

③堆垛機(jī)在入庫、出庫作業(yè)過程中水平移動(dòng)和垂直升降要?jiǎng)蛩?，堆垛機(jī)的停位要精確，避免印版輥受到劃傷或磕碰。

④堆垛機(jī)的入庫、出庫時(shí)間應(yīng)盡可能短，保證印刷生產(chǎn)快速換版，不影響生產(chǎn)效率。

作者單位：陜西金葉印務(wù)有限公司