全伺服系統(tǒng)解決方案在瓦楞紙無軸印刷中的應(yīng)用
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4 全伺服自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2為典型的Lenze無軸印刷全伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，主要硬件結(jié)構(gòu)包含Lenze觸摸屏MP1000、3200C運動控制器、Lenze伺服控制器及Lenze伺服電機。
伺服驅(qū)動器使用Lenze性價比較高的i700驅(qū)動器，i700是Lenze在伺服驅(qū)動器領(lǐng)域的新產(chǎn)品，i700分為單軸和雙軸模塊，雙軸模塊可以分別獨立驅(qū)動兩臺伺服電機。i700內(nèi)部不包含驅(qū)動程序，僅包含最基本的位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)等控制閉環(huán)，所有的設(shè)定值、控制命令等設(shè)定數(shù)據(jù)均由3200C通過EtherCAT過程數(shù)據(jù)通道下發(fā)。此外，部分設(shè)備如前緣進紙功率較大，因此需采用伺服9400，伺服9400采用Lenze CIA402模式，其控制思路與方法則與i700相同，均由3200C通過EtherCAT總線下發(fā)設(shè)定值和控制字等命令來控制驅(qū)動器。
Lenze觸摸屏MP1000通過DVI線與3200C通訊。由于運動控制器3200C支持OPC Server及以太網(wǎng)自由口通訊，3200C可以與支持OPC協(xié)議或者以太網(wǎng)自由口通訊的觸摸屏通訊。伺服電機則采用Lenze自身品牌的伺服電機。
系統(tǒng)電源供電較為靈活，i700伺服驅(qū)動器可由i700電源模塊直流DC母線供電，并可以根據(jù)負載大小調(diào)整電源供電模塊數(shù)量，電源模塊之間并聯(lián)連接；9400則可以外接380V，也可以選擇一款大功率的供電模塊，通過直流DC母線同時為9400及i700供電。
5 系統(tǒng)主要功能
1) 無軸印刷
在3200C中，使用虛擬主軸取代機械主軸作為設(shè)備控制的主軸，避免機械主軸的設(shè)備維護成本及控制精度差的特點。所有印刷單元及其它設(shè)備均根據(jù)虛擬主軸運行，以保證印刷設(shè)備動作的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性和印刷精度。這樣，通過控制虛擬主軸的運轉(zhuǎn)就可以控制印刷全線的運轉(zhuǎn)。
2) 相位同步
相位同步是印刷中極為重要的功能，相位同步控制精確與否直接影響到產(chǎn)品的印刷精度。在多色印刷中，為保證印刷精度和印刷圖案精美，必須保證多色印刷單元的十字標(biāo)緊緊的重合在一起，就需要精確的相位同步控制，同時提高系統(tǒng)的魯棒性。
3) 相位回零
在操作人員進行印刷單元維護或者在更換印版時，進行點動或其它操作使各印刷單元相位偏離原來的初始印刷位置。為了使各印刷單元十字標(biāo)重合，再次印刷之前，需要將各印刷單元相位調(diào)整到初始設(shè)定好的某一固定位置。
4) 印版壓力修正
在印刷過程中，由于印版壓力的影響，會導(dǎo)致印刷在紙板上的圖案整體拉伸或者壓縮，進而影響后續(xù)印刷精度或則圖案精美度。為減小壓力對紙板印刷的影響，可通過Lenze電氣控制程序上來補償此壓力影響。
5) 凸輪曲線控制
在前緣進紙單元中，紙張進入拉紙輥或者印刷單元前，需要達到生產(chǎn)線速度。因此，紙張需要從靜止加速到同步生產(chǎn)線速度，實現(xiàn)此要求還需要抬板動作進行配合。這樣，進紙輪和抬板就需要在運動控制器3200C中使用不同的凸輪曲線進行協(xié)調(diào)控制紙張進紙速度。
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