无轴传动瓦楞纸印刷机控制系统

一、概述

系统采用PLC作为主控系统,印刷版辊﹑墨辊﹑送纸辊﹑电子凸轮皆为伺服传动,步进电机调整间隙,人机界面集中监控,现场总线采集传递信号,再结合高精度减速机﹑联轴器﹑编码器﹑滑轨丝杠﹑同步皮带等机构,实现高速运转下的各辊筒速度同步及相位同步,真空吸附电子凸轮送纸机构保障快速精确送纸,系统的相位调整功能使调整变得简单易行。所有这些,极大地提高了生产速度﹑套印精度以及操作的简便性。

二、系统构成简介

系统由送纸部和四色印刷部组成,送纸部主要包括电子凸轮真空吸附送纸机构和送纸辊。电子凸轮真空吸附送纸机构利用风机产生的负压使纸板紧密吸附在送纸平台上,两台电子凸轮伺服电机驱动送纸平台在送纸上下位间同步往复运动,配合送纸滚轮和送纸辊完成纸板依次传送。在滚轮摩擦系数和纸板压力稳定的基础上,送纸时机与一色印版的位置和生产速度相关,在一定速度下,当一色印版转到某一位置时开始送纸,转到另一位置时停止送纸,以保证印版能每次将图案准确印在纸板的相应位置上。不同规格的纸板,送/停纸时机也相应变更,操作人员仅需调整人机界面上的料号,系统会立即自动调整,保证印刷位置准确。两台电子凸轮电机的动作、速度与旋转角度要完全一致,才能保证电机和机构连续稳定运转,以及纸板平直送出。在这里,我们采用两轴同动直线补间功能来实现两轴实时同步。另外,凸轮电机还要满足长时间频繁往复正反向运转需要,要求系统选配高响应的伺服系统,并结合负载调整伺服参数,充分发挥伺服系统的高速高响应特性,尽量减少传动环节及各环节延迟,同时,还要充分考虑系统发热和回生保护问题,使电机工作在轻载状态。

纸板送出后进入四色印刷部,每一色部控制由印刷版辊﹑墨辊﹑托纸辊﹑牵纸辊和气缸等共同完成,各辊筒皆直接或间接通过伺服驱动,同时有步进电机和编码器调整辊筒间隙和位置。

印刷版辊的轴径通常很大,运行速度很快,而印刷套印精度要求较高,因此印刷版辊间微小的速度差在很短的时间内就会造成套印超差。设任一时段任意两印刷版辊的速度差为△V,系统速度环在△t时间内将速差调整过来,因传动机构延迟很小,设为0,则将△t时间内由速度差△V产生的偏差设为ε,可总结公式如下:ε=∫0△t△Vdt

由此可见,负载间速度差△V越小,系统响应越快(即△t越短),则产生的套印偏差ε越小。这就要求一方面要提高机械精度,如安装同心度要好、负载惯量要均匀等；另外在系统选配时要充分考虑与负载匹配,在提供足够负载扭力的同时还要提供足够的响应能力。同时,调试工作也非常重要,要结合负载使系统发挥最优性能。