基于双驱柔版无轴传动方案的设计与实现

基于双驱柔版无轴传动方案的设计与实现

在本文中，贝加莱最新的双驱动动箱无轴传动方法有一些先见性。首先，中国首次采用了高速实时映射技术的智能色度处理模块，这可以有效提高机器的灵活性，使机器更加强大。并且，通过网络分配本地数据，可以监控各种变量，显著提高数据检测的维度，从而使机器更高效地监控。其次，由于方案的色组驱动部分采用了双驱技术，即网络辊与底辊之间的分离，以及减速段的精度和改进速度之间的飞跃。其废料少及换单迅速、操作方便等特点,非常适合柔版印刷机小批量订单及个性化订单的需求。电子轴驱动的柔版印刷机已经有十多年的历史,但是,双驱技术——突破传统印刷版辊的驱动的全新双驱技术则又进一步提升了印刷品质与机器的整体性能,来自贝加莱的先进控制技术得以在这一领域率先使用。1分布式整台机械系统贝加莱提供从上位显示、逻辑控制、运动控制、张力控制和集成套色等为一体的整体解决方案。基于PowerPanel一体化触摸屏,可实现对整台机器的控制与操作;X20分布式I/O通过X2X总线实现了分布式连接;通过POWERLINK,26个伺服轴与12个集成套色模块根据功能与机器的布局进行了最优配置,采用了3个不同底板的ACOPOSmulti驱动模块。这样的系统易于扩展,也更容易实现机器的模块化设计,从而提高其灵活性和开放性。双驱柔版无轴传动方案控制系统硬件架构图,如图1所示。2贝加莱系统的优势在这个项目中,贝加莱产品与技术的优势得到了很好发挥。(1)采样周期和处理循环周期对于150m/min的印刷速度而言,可以计算出当其精度要求为+/-0.05mm时,对套色系统的采样周期与处理循环周期就提出了相当高的要求。(2)高速同步性网络的构建基于双驱控制的伺服轴总计为26个,加之多个I/O站,其对于同步性的需求也极其苛刻,因此,需要一个更加强大高效的网络支撑,以实现高速的数据交换。(3)高精度同步控制与单驱无轴传动相比,双驱对于同步性的要求也更高,这些问题通过贝加莱产品的固有优势及针对具体行业的核心算法得以解决。举例如下:m的采样精度基于全新的X67BC8591.L12色标检测模块,贝加莱可以实现最快为5µm的采样精度(速度),即有可能达到600m/min的印刷速度。目前在国内已得到验证的是400m/min的凹印机。轴之间的同步关系POWERLINK是双驱方案的不二选择,对于26个伺服轴的同步而言,其任务周期可以达到500µs,由于双驱方案的印刷单元轴与轴之间的同步关系,可以通过交叉通信的方式来实现轴关系的绑定。单个的伺服轴可以作为一个参考轴,它可以与其它轴建立交叉通信关系,可以无需经过主站,各轴之间即可实现直接的数据通信,这种方式确保了速度的同步,也使得主站CPU的数据负荷大幅降低,这是POWERLINK所独有的技术。另外,M12接头的POWERLINK连接也确保了印刷机这类设备对于油墨、纸屑等恶劣工作环境的适应能力。通过权利义务同步来实现传动精度的设计对于高精度的电子齿轮同步控制而言,贝加莱的运动控制库提供了高达32阶次的齿轮精度,可以理解为无误差的一个理想系统,而所有轴均按照虚拟主轴同步的设计建立完全的轴位置关系的绑定,通过POWERLINK,在每个固定的周期进行数据的同步,POWERLINK同步精度可以达到0.1µs,这也确保了极高的传动精度。优化程序,缩短开发周期贝加莱设有专门致力于算法标准化方案的贝加莱研究院,这样可以大大提升程序的稳定性,缩短开发周期。该项目中应用贝加莱的张力库、套色库、解耦库能很方便地解决有关项目的难点。3预对版的升级改造全伺服双驱方案与传统有轴传动相比最大的优势就是套准迅速、废品率低,这些优势是预对版、自动套色与配方管理功能的集中体现,尤其是面对需要频繁的换料、换版的多个小批量订单生产,优势尤为明显。预对版:通过版辊上的“零位标记”作为参考点,通过传感器检测到该信号后驱动伺服电机进行相位调整使印辊到达自动套准系统可自动捕捉的范围,可大大节省套准时间,提高工作效率;由于采用双驱方案,版辊可单独驱动,无需带料一起动作,又可以节省承印材料、油墨。该功能对于重新贴版后第一次开机作用很大。自动套准:通过模拟量双关眼检测色标件误差,经过贝加莱成熟的解耦算法和套色算法运算调整伺服电机,保证印刷质量,降低废品率;由于伺服电机可自动记忆套准位置,停机后可自动套准,提高工作效率。配方管理:通过该功能可自动调用曾经生产过的订单参数,无需人工重新设置,节约时间。4检测模块的应用对于客户而言这是第一次开发如此高性能的设备,其技术储备在需求分析阶段会存在一定的欠缺,但是,依赖双方经验丰富的工程师不断的沟通,很多问题得到了解决,另外,色标检测模块首次使用也遇到匹配值与最优参数设置的问题,滤波算法,通过MATLAB/Simulink建模分析,最终可以获得针对不同的色标类型、不同应用类型在不同速度和加速度下的应用模型,这个过程花费了较长的时间。5贝加莱先进的污水处理技术基于贝加莱的双驱解决方案实现了套印精度可以达到加减速时+/-0.1mm,在稳态可以达到+/-0.05mm,满足客户对于高品质印刷品的需求,另外,预对版功能使得产品可以快速的打样,缩短进入稳态时间,从而降低开机浪费。赵少华贝加莱工业自动化(上海)有限公司印刷行业客户经理Q:贝加莱在印刷行业的优势是什么?A:印刷行业是贝加莱传统的领域,就技术和方案而言,贝加莱为印刷行业在过去和未来持续发展提供更具竞争力的解决方案。(1)集成套色控制技术:这使贝加莱可以为印刷机械行业提供更为经济的解决方案,而达到同样的印刷效果,这来自于PCC技术的算法设计与集成能力,已经在凹版、柔版、瓦楞纸印刷等领域得到了广泛应用。(2)色标检测模块:可以为高达1000m/min的印刷提供色标采样及处理,基于POWERLINK高速实时以太网使机器效率更高。(3)直驱技术:通过驱动器的内部齿槽间隙补偿算法以及重复控制算法,贝加莱可以使直驱获得更高的精度,消除抖动,而这一技术领域贝加莱处于绝对的领先地位。(4)设备预测性维护:状态监测技术ConditionMonitoring提供了两种方式的应用,通过对运转的设备的机械频率进行监测发现其安装、结构设计的问题进而优化,另一种则是在长期运行的设备上针对版辊、减速机构这些关键部位的监测,确保机器的故障被提前预测,而非事后控制。(5)印刷工厂全局能源优化E