無軸驅動瓦楞紙印刷和處理的未來

2011-11-15

這幾年以來,市場對瓦楞紙印刷和處理的要求正不斷地增長.更快的生産速度,更高的印刷質量的要求被不斷地提出.傳統機械傳動的印刷機主要由主電機,傳動齒輪,皮帶,齒輪箱以及印刷相關的輥筒組成.機械傳動的扭性幹擾,間隙限制了生産質量的提高,越來越難以适應市場的需求.
博世力士樂SYNAX200,各單元獨立模塊化的無軸驅動自動控制系統,就是在這種市場的要求下應運而生的.傳統的機械長軸将被”電子長軸”所取代.這裡,讓我們以瓦楞紙印刷機為原型而展開了解機器各單元如何在SYNAX200系統控制下獲得性能的提升.

前緣進紙

這被認為是影響到整體印刷效果的關鍵部分.在傳統機械傳動中是機械凸輪的關鍵技術,它牽涉到凸輪的設計和制造.即使對前緣進紙凸輪曲線有全面的認知,或有新的創意去提升整台機器的效率,制造出這樣一個高精度的凸輪似乎又是另一個瓶頸.目前, 前緣進紙的高精度的凸輪機構主要依靠進口.而一旦進紙部分機械結構或尺寸需要更改,對機械凸輪要作出相應的改動,這對于機械制造商幾乎是不可能的.
博世力士樂電子凸輪方案的出現,徹底打破了機械凸輪所存在的瓶頸和格局.所謂電子凸輪,即在機械傳動部位加裝高精度的伺服電機,電機以事先計算得出的凸輪軌迹運行,從而取代原先的機械凸輪機構,這得益于博世力士樂所獨有的電子凸輪衍算和生成工具軟件(CamBuilder).用戶可以按照自己機械的實際情況,以位置,或速度,加速度,變加速度去生成凸輪曲線,為自己度身定造”凸輪”.更值得一提的是,即使是第一次接觸凸輪曲線的設計者,也可通過内置的凸輪曲線設計向導,按部就班地生成凸輪.通過内部的計算,可以非常直觀地了解該凸輪在不同印刷速度下的速度,加速度,或變加速度,從而得出你所需要的電子凸輪曲線.這裡要特别聲明的是,一條合理的電子凸輪曲線直接影響到執行伺服電機的工作效率.換句話說,在同樣的工作效率下,合理的電子凸輪曲線決定了最具性價比的伺服電機.
目前, 博世力士樂公司提供兩種電子凸輪方案,方便用戶的選擇.其一稱為電子凸輪的系統解決方案,即電子凸輪控制成為整機的無軸驅動系統方案中的一部分,由運動控制系統(MC)内置的電子凸輪同步功能來實現凸輪運動.這是針對高端的全無軸傳動印刷機的解決方案.
另一種是驅動器内集成的電子凸輪功能的系統解決方案.也就是電子凸輪功能可由單個驅動器來實現.博世力士樂公司最新系列的驅動器(IndraDrive)集成了運動和邏輯的功能(MLD).這樣,隻需要在原有的機械長軸或主傳動齒輪上加裝一個編碼器,即可實現前緣進紙機構和整台機器的同步.驅動器集成的PLC功能,可在不用修改原有機器程序的情況下,對前緣進紙機構獨立控制.這對于原有機器功能的升級和改造,是一個性價比非常高的解決方案.
由伺服驅動的傳輸輥,以平滑的加速度傳輸紙闆,最大程度地避免打滑産生的影響,從而最小化由進紙機構導緻的印刷套準誤差.并且,可以配合力士樂SYNAX200内部的自動套準控制功能.

印刷單元
傳統機械傳動影響印刷效果的主要因素有
1. 傳動機械剛性和間隙
2. 制版或貼版的精度
3. 印刷版棍,網紋輥和壓印輥之間合适的壓力
通過在每個印刷輥筒安裝伺服電機,使印刷輥筒成為真正的”電子軸”.這些位置分辨率達到1/8000000轉的”電子軸”,和運動控制系統(MC)内部的”虛拟主軸”(分辨率為220)同步.電子同步剛性效果遠超過機械剛性,并且”電子軸”直接傳動能避免間隙的影響.
印刷輥筒的獨立驅動避免了從機械傳動齒輪上傳遞的扭性幹擾,帶位置記憶功能的”電子軸”可在每次開機前輕松進入預先建立的套準位置.通過電子齒輪可對印刷長度進行精調,減小制版或貼版過程中沒對準導緻的套準誤差.力士樂SYNAX200内部的自動套準控制功能可最大程度地保證印刷質量,

壓痕和開槽

在壓痕刀輥側安裝伺服電機,實現在開機前,刀具根據紙闆的寬度快速而精準地定位.甚至可在系統中生成常規紙闆尺寸的數據庫,用戶隻需在操作前選擇要生産的紙闆規格,就可完成所有的參數設定.
開槽的基本任務是在紙闆固定的位置上開一個或兩個槽.通過在開槽刀上安裝伺服電機,改變槽在紙闆上的位置,或調整開槽刀周向的角度都可自動完成,無需人工操作.這種柔性的調整方式,減少了不同生産定單之間切換所需的設定時間.

圓模切

圓模切引起的振動,是傳統機械齒輪傳動中幹擾源的主要組成部分.一方面,産生的幹擾傳遞到印刷單元,影響了印刷質量,另一方面,通過機械齒輪傳動分配到各個單元上的動力不均勻而又相互幹擾,反過來又影響了圓模切的質量.
模切刀輥和砧輥用兩個伺服電機獨立驅動,是全面保證生産質量的解決方案.模切刀輥得到了足夠的動力和位置控制,又不會把振動帶到其他單元,砧輥在伺服電機的控制下減少了磨損.
除了使用SYNAX200系統的解決方案,和先前介紹的前緣進紙方案一樣,也可通過最新系列的驅動器(IndraDrive)集成的運動和邏輯的功能(MLD), 對原有機器進行升級和改造.



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