无轴(电子轴)传动窄幅轮转印刷机
从20世纪70年代,柔印技术逐步成熟,随着电力电子、半导体技术以及工业自动化控制水平的不断发展提高。伺服系统已进入全数字化和交流化的时代。柔印设备由过去的传统轴传动发展的今天的无轴(电子轴)传动。在PAC(Program Automation Control)和PLC(Programmable Logic Controller)不断成熟以及推陈出新的今天,以现场总线为基础的高速可靠数据通讯交换使无轴传动技术应用变为现实,更为支持人性化的人机交换界面提供了保证。无轴传动技术(电子轴)由于自身的高精度为设备的精密定位、比例及速度的控制提供了保证。系统的闭环设计和快速的响应能力使设备在高速运转的状态下能够保证极高的控制精度,使预套准、以及套准功能得到保证。
以现场总线为基础的数据交换通信是无轴(电子轴)传动的有力保证
无轴(电子轴)传动设备每一个单元由高性能的交流伺服电机驱动,每一单元通过现场总线进行同步控制,采用了现场总线的无轴(电子轴)传动使得每一单元之间相互随动,从而可以很容易的实现套准,每一单元通过色标传感器检测套准误差,并通过现场总线将数据传送到中央控制器,经过数据分析在通过网络传递给高性能的交流伺服控制电机进行调相控制,从而达到套印正确的目的。由于无轴(电子轴)传动代替了传统的机械轴传动,使得设备具有了预套印功能,从而大大提高了设备的初期套印速度,使得设备升速快、接料废品率低。缩短了印刷准备时间、简化了机械结构。同时简化了机械润滑系统,降低了设备振动、噪音。最大限度的提高了性价比。
无轴(电子轴)传动技术是以相互独立的伺服电机驱动系统代替了原有的机械长轴传动。通过网络,程序软件形成了内部虚拟的电子轴,各电子轴通过现场总线进行高速的数据交换传输,保证各机组的同步。以现场总线为基础的无轴传动技术具有抗干扰能力强、数字化、高速化、自诊断、双向传输等优点。
恒定的张力控制系统
众所周知影响印刷质量的因素很多,如印前的图文设计、分色、制版、选择水基墨;印刷时的模切、横切、烫金;印刷的张力控制、网纹辊选择、印刷压力调节等。对于机组式设备来说,最重要的就是张力控制,作为轮转机,采用连续进纸、连续印刷模切的方式,一旦张力不稳,套准偏差大,浪费的印刷材料少则十几米,多则几十米,不仅影响质量,也使废品率上升。
供纸部分(unwind unit)的张力控制部分由刹车片、制动器、浮动辊等组成,为了使纸带张力保持恒定,纸卷制动器必须能够根据纸带张力的波动情况自动进行调整以保证纸带匀速、平稳地进入印刷装置。在机器平稳运行过程中,应保证纸带张力稳定在给定值上,在启动和刹车时防止纸带过载和随意松卷。在印刷过程中,随着纸卷直径不断减小,为保持纸带张力的恒定,需要对制动力矩进行相应的调整。在不考虑由角加速度产生的惯性力矩和阻力矩的前提下,为保证纸带稳定运行,应该满足下面的条件:
F×R=T×r
F为纸带张力,R为纸卷半径,T为纸卷轴芯的制动力,r为纸卷轴芯制动力半径。
可以看出,随着纸卷半径的减小,如果不改变制动力的大小,纸带所受到的张力会越来越大,最终会使纸带被拉断。因此,在保持纸带张力稳定的前提下,随着纸卷半径的减小,制动力必须按照一定的规律随之减小。在供纸单元张力控制上采用PID/IDP(比例微分积分)算法控制方式。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。目前PID/IPD(比例微分积分)比较常用的算法主要有控制切换、前馈控制、速度实时监控、共振抑制控制、可变增益控制、振动抑制控制、模型规范适应控制、反复控制、预测控制、模型跟踪控制、在线自动修正控制、模糊控制、神经网络控制、H∞控制等。通过采用这些功能算法,可以使无轴(电子轴)伺服控制器的响应速度、稳定性、准确性和可操作性都达到很高的水平。为了保证更加恒定的张力控制在设备上应具有独立的进料张力控制单元(Infeedunit),在收卷前和放卷后都应有独立的张力控制单元,并采用闭环控制系统。作为无轴(电子轴)传动彻底改变了以往依靠机械装置控制张力的模式,它是通过数字电动机之间转速变化形成的相对速差实现对张力的控制的,以达到张力恒定的目的。从而保证优秀的印刷质量。
PMC(Printing Management Center)印刷管理中心
无轴(电子轴)传动技术的发展与电力电子技术的发展息息相关,50年代初使用的功率电子器件为电子管、闸流管,体积大、寿命短、效率低。60年代之后,又相继出现了晶闸管(可控硅整流器)、功率晶体管(GTR)、功率场效应管MOSFET、绝缘栅三极管IGBT、智能功率模块IPM等,把功率放大、触发控制、驱动、保护电路集成在一起。这些器件的出现,大大提高了系统的控制性能集成度、可靠性、以及自保护功能。更重要的是它的输入逻辑电平可以完全与TTL电平完全兼容。PLC(Programmable Logic Controller)和PAC(Program Automation Control )可编程自动控制器是一 |