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瓦楞纸柔版印刷机伺服电机同步运动虚轴法

时间:2019-06-24 09:25 作者:劲翔机械 
由伺服电机驱动的瓦楞纸柔版印刷机,可以采用第一台传送纸板的送纸机的伺服电机作为主传动轴,从第一组印刷机到第六组印刷机及输纸机的伺服电机按照传动关系比例跟随送纸机的位置。作为主传动轴的送纸机伺服电机不做速度和位置的调整,通过安装在负载上的编码器反馈数据,需要调整其余跟随主轴的伺服电机的位置和速度。被控对象仅仅是从动轴,跟随法在主传动轴稳态运行时,仅仅通过电子齿轮调整从动轴的参数。但是瓦楞纸柔版印刷机送纸机的负载转矩在一个伺服周期中是不断变化的,送纸机的速度在每一时刻也是在变化的,那么从动轴所跟随的速度和位置参数也是不断振荡的,跟随一个不断变化的变量要求伺服电机具有更快的响应和跟随性。
瓦楞纸柔版水墨印刷开槽机从送纸机到印刷机和输纸机的伺服电机均采用固定的位置指定,没有任何一台伺服电机跟随其他的轴,他们都按照设定的比例跟随上位机设定的速度和位置,每个伺服电机轴都是独立的伺服系统,轴与轴之间的同步是通过跟随虚拟主轴实现同步,没有主动轴和从动轴的区别,U1vlAC伺服控制器通过独立的控制每一个伺服轴的随动误差,保证所有轴的同步。U1vlAC控制器调整所有伺服轴的电子齿轮,不存在跟随法中的时间差问题,也不会因为其中一个伺服轴的扰动影响其他的伺服轴,每个伺服轴相互独立运行,如果运行中伺服轴受到的干扰不同,有可能两个伺服轴的跟随误差是方向相反的,会出现加权误差增大,导致套色不准,虚轴法要求伺服电机具有更好的稳定性。
瓦楞纸柔版印刷机的同步是通过机器上的伺服电机同步实现的,经过长时间的筛选和改造,对比多个伺服控制方案最终确定了以UMAC为控制核心的瓦楞纸柔版无轴印刷机伺服控制系统。为更有效发挥UMAC多轴伺服控制器的优势,尝试各种算法参数,最终完成印刷机的调试工作。瓦楞纸柔版无轴印刷机自动控制系统采用美国Allen-Bradley公司的PLC作为辅助控制核心,远程模块采用分布式模块和伺服驱动模块,作为印刷机各单元的v0模块,利用先进的devicenet总线技术进行通讯,AB伺服控制系统作为调整印刷压力和印刷辊左右位置的精确定位。无刷伺服电机直接驱动印刷滚筒和传送下托滚筒,各机组间及单机组的各传动轴之几间,没有复杂的齿轮传动,也没有主传动轴连接,有效的避免了由于齿轮传动甚至齿轮老化磨损导致的传动误差。各印刷机组相对独立,机组间距离不受齿轮传动的限制,相互之间有一定距离,适合的传动距离保证印刷时可以使纸板上的油墨充分自然挥发,使多种颜色的叠色印刷更加精美。
伺服电机作为瓦楞纸柔版无轴印刷机的动力驱动元件的核心,首先根据负载的情况选择能够合理驱动的伺服电机,在从价格、重量、体积等经济技术指标选择最合适的电机。同时电机的品牌决定了伺服驱动与伺服控制器的接口方式。伺服电机的型号选择按照以下步骤:首先根据负载的结构决定电机的运行方式、启动时间、加减速时间、确定电机轴的转动惯量,电机所需要提供的连续输出扭矩,电机的功率,转速,还有电机的机械结构的安装方式与传动方式。在机械结构的选型中,往往设计人员会重视电机的扭矩而忽略转动惯量对负载运行状况的影响,由于瓦楞纸柔版印刷机的主要功能是在匀速运动时的印刷,对于机器在启动停机时的精度的时间没有特殊的要求,我们直接计算印刷辊的转动惯量,再折算到电机轴。
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