Filmiliimauslaitteen suunnittelu ja toteutus

Abstract

Tämän insinöörityön aiheena on suunnitella ja rakentaa filmiliimauslaite tuotantokäyttöä varten Ifolor Oy:n kuvavalmistamolle Keravalle. Laitteen tarvitsema ohjelmointityö on osa insinöörityötä.

Filmiliimauslaitteelta edellytettävät perustoiminnot ovat: filmin syötön jälkeiset filminsiirrot, filmien yhteenliimaus splice-teipillä kuumaprässäyksellä ja filmikelan muodostaminen. Suunniteltavan lait-teen ohjaus tapahtuu tehtävään valittavalla PLC:llä, Omronin SYSMAC-sarjan CJ1M-CPU22 ohjel-moitavalla logiikalla, jossa on pulssilähdöt kahdelle askel- tai servomoottorille sekä nopeat pulssianturi-tulot. Askelmoottorikäyttöjen ohjelmointi ladder-kielellä ja laitteen vaatimien toimintojen ohjelmointi ja ohjelmointitapojen oppiminen on olennainen osa tätä työtä.

Laitteessa on muun muassa kolme askelmoottorikäyttöä, valokuitu-anturointeja, filmin kelausyksik-kö ja muutamia paineilmakäyttöjä. Laitteelta edellytetään herkästi naarmuuntuvan filmin varovaisen käsittelyn lisäksi pitävän liitoksen muodostamista riittävällä tarkkuudella. Laitteelle tehdään vaati-musmäärittelyt ja suunnitteluvaiheessa huomioidaan myös koneturvallisuus-näkökohdat. Toteutus-vaiheessa mitoitetaan ja valmistetaan puuttuvat mekaaniset osat työstökoneilla, rakennetaan kuu-maprässäysyksikön, splice-teipinsiirtoyksikön ja askelmoottoreilla varustettujen filmiratojen muodostama pääyksikkö. Liimauslaite rakennetaan alumiiniprofiilirungolle, johon kiinnitetään rakennetun pääyksikön lisäksi PLC ja muu elektroniikka DIN-kiskoihin asennettuna.

Laitteen mekaniikka ja elektroniikka valmistui ajallaan. Tiukaksi asetettu projektiaikataulu ei aivan pitänyt askelmoottoriohjauksissa esiin tulleen ohjelmoinnin haastavuuden johdosta. Filmiliimaus-laite valmistui ohjelmoinninkin osalta riittävän kattavaksi ja toiminnoiltaan vakaaksi insinöörityön arviointikäsittelyihin mennessä ollakseen valmis ensimmäisiin tuotantotesteihin.

This thesis describes the development and construction of a film splicing machine for photographic production at Ifolor Oy, Kerava. The programming of a PLC is an essential element in this thesis.

The main functions of the splicing machine after insertion of a film are: film transfer, film bonding to each other with a splice tape by heat press function and the formation of a film reel.

The control of the splicer machine implementation is PLC based. In this case selected the PLC will be OMRON SYSMAC CJ1M-CPU22. It has two pulse outputs for step or servo motors and high speed counter inputs. In this thesis learning of step motor control and complex programming with ladder diagram (LD) is one of the main tasks. The implementation has control of three-axis stepper motors, a take-up unit and some pneumatic devices. The machine is expected to handle scratch-sensitive films carefully as well as to have precise film handling and good heat-press splicing capabilities.

After requirement specifications for a system and planning, with safety taken into account, construction of the machine is started. After designing and milling necessary parts, the heat press unit and both film tracks with stepper motors are assembled together. This unit will then be fixed to a frame made from aluminum profiles. Two DIN-rails hold the PLC and all electrical parts. Even though all mechanical and electrical work was finished in time, there was not enough time to getthe machine ready for production tests within the project’s timetable due to extra time spent with the programming of stepper drive controls.

By the time the thesis is reviewed the program of the machine´s PLC is already so comprehensive and stable that the first production tests can be done.