机械-交流伺服技术改造卷筒纸凹机的探讨(上)

1 前言 在科学技术日新月异发展的今天，为满足人们对商品包装多样化、精美化的需要，对包装印刷传动系统的自动化要求、位置跟踪精度要求越来越高。将微电子技术、信息处理技术、新传感技术、激光技术和新工艺与新材料等利用于印刷机械，实现智能化、高自动化、高效能化，是现代印刷机械的发展方向。2 包装印刷机械现状 我国的包装印刷机械，特别是凹印生产线起步较晚，基础比较薄弱。根据相干资料统计，我国现有的约300台烟包凹印生产线，几近全部从欧、美．日或澳大利亚等工业发达国家进口。其中绝大部分于上世纪90年代引入，1般使用8910年代的技术，有的乃至是6710年代的技术，设备具有以下特点。 (1) 设备的控制电路1般都采取可编程序控制器(PLC)或计算机控制，就这1点来讲。还是比较先进的。 (2) 传动装置1般采取直流调速电机，有些6710年代的设备采取的还是滑差调速电机。主传动通过1台直流调速主机(或1台交换调速主机)驱动1根机械轴拆迁旧房子拆除补偿标准，再通过这根机械轴把各色组单元和模切单元连在1起， 同步转动。这类机械通轴结构直至现在还是卷筒纸凹印机普遍采取的传动情势。 (3) 套准装置1般采取步进电机带减速器机构(包括差速器、无级变速器等)。 (4) 张力控制装置1般也采取步进电机带减速器机构。 最近几年来，电子技术和微电子技术以惊人的速度向前发展，随之也带动了交换传动技术的进步。近代交换传动技术的发展经历了210多年，目前正成为电气传动的主流，1直被直流传动所占据的众多领域已被交换传动所占据。3 机械通轴结构的缺点 卷筒纸烟包6色凹印机可以在卷筒纸上印刷1—6种色采。由于卷筒纸凹版印刷速度快、层次再现丰富、质感好，因此得到了广泛使用。但它对机械制造精度要求很高．特别是由于纸张易受温湿度影响而变形、伸缩，即使套印调理机构制造得非常精细，各部分动作又非常调和准确，但如果自动化程度不高，仍难以避免套印不准，不能保证产品质量。国内大部分卷筒纸凹印设备1般采取机械通轴结构，需要靠人工进行套印预定位，操作复杂，定位误差大，动态调理慢。预定位不准导致设备需要很长的带纸运行时间，从而产生许多废品。4 交换伺服传动的优势 为了解决上述问题，欧美等国1些先进的印刷机制造企业已利用现有的交换伺服传动技术研制出电子无轴卷筒纸凹印机。与传统的有轴{机械轴)传动凹印机相比，电子无轴卷筒纸凹印机取消了印刷单元间的机械通轴结构，每一个印刷单元都采取AC矢量变频电机独立驱动，由电机直接带动印版滚筒，并调解印版滚筒的相位来实现纵向套准，同时由1个步进电机来驱动印版滚筒的横向移动从而实现横向套准房屋被司法强拆了该怎么办。这样的设计带来了以下几个显著优点． (1) 省掉了许多机械传动环节，使因机械磨损而降落套印精度的可能降至最低，增加了可靠性．减少了维修保养本钱。 (2) 套准时间很短，响应速度极快。 (3) 提供了独有的高精度预对版功能，当印版滚筒装入印刷单元后，通过传感器来检测印版滚筒上的零位标记，驱动马达会自动将印版滚筒转动至预设零位。设备通过电机空运转即可实现预套准操作，没必要带纸运行，故预套准进程废品很少．另外由于无轴传动系统对印版滚筒相位的控制精度高，信息交换快，可实现高精度的高速套准，因此在高速印刷状态下仍能获得比机械轴凹印机高很多的套准精度。5 改造方案 我公司是红塔团体投资兴建的烟包印刷厂，具有1条从法国小森——尚邦公司引进的NL650型6色凹版连线模切印刷生产线．这台印刷机所采取的技术基本上体现了当时的技术水平，控制电路采取西门子PLC，套印电路采取尚邦公司的RNP93系统。主传动使用1台直流调速电机通过1根机械轴将动力传到各印刷色组和模切站，各单元的套印(位置随动和补偿)采取步进电机加差速器的结构，因此没法避免上述机械通轴凹印机的缺点。另外还有以下不足． (1) 主电机采取直流调速电机，炭刷和换向器的保护本钱高。 (2) 齿轮箱和无级变速器不但是易磨损的零部件，维修本钱高，而且不可避免地存在机械间隙．当步进电机根据套印指令做出的调解通过这些机构到达印版时，会有所损失，严重时引发振荡。 (3) 上述设备已使用近10年的时间，许多零部件厂家已不再生产，给维修带来很大困难。 这些问题已影响到公司的长远发展，本文即想探讨采取交换伺服系统来改造这台印刷机的可能性。 与步进电机相比，交换伺服电机具有以下明显的良好性能。（1) 控制精度大大提高。（2) 低频特性增强。（3) 矩频特性好。（4) 速度响应性能、控制性能(闭环控制)和过载能力大大提高。5.1整体改造方案（1） 撤除直流调速主机和机械通轴、差速齿轮箱、步进电机等所有主传动和步进伺服传动零部件，用7组独立的交换伺服电机单元取代上述部件来实现传动和位置补偿功能。这里说的7组单元是6个色组加1套模切单元，如果算上2组张力单元则应当是9组，因此轴数会因不同的机型改造方案而不同。（2） 7组交换伺服电机单元通太高精度免保护减速器(速比为5：1或10：1)直接与印版轴或模切轴相连，把电机到版轴之间的机械传动环节减至最少，并实现7轴独立伺服驱动。