UV平板打印機是一種顏料噴繪裝置，用來噴繪各種圖案，完成標牌、冰箱貼、手機外殼等個性化產品的制造。系統(tǒng)通過運動控制板卡精確控制兩臺伺服系統(tǒng)，完成兩軸聯(lián)動運行，實現(xiàn)對圖案的精確打印。SIGRINER辛格林納交流伺服系統(tǒng)源自德國，深耕亞洲。憑借著高精度、高響應速度、自整定等優(yōu)點被越來越多的應用到工業(yè)控制領域。本文主要介紹SIGRINER辛格林納 Ω6 脈沖型伺服在UV平板打印機上的應用。

圖1 平板打印機

　　UV平板打印機如圖所示，由伺服系統(tǒng)與同步帶輪組合傳動裝置帶動多色顏料噴涂裝置實現(xiàn)縱向和橫向移動，噴繪各種圖案。

圖2 UV平板打印機噴涂裝置&傳動裝置

　　噴涂裝置橫向運動有較高的加減速切換和高響應需求。紅色虛線圈中為噴涂裝置。

圖3 UV平板打印機運行狀態(tài)

　　預設完需要打印的內容后，打印機開始運行，首先回裝置的原點位置，在選擇自動運行后，兩軸和噴涂模塊會自動運行往復打印所有內容，直到完成。同時也可以選擇電動運行模式，用來對每個軸進行測試。

圖4 系統(tǒng)工藝流程圖 

       電氣系統(tǒng)主要由運動控制板卡、伺服驅動器、伺服電機、多色噴涂裝置等組成。

圖5 系統(tǒng)電氣系統(tǒng)示意圖

　　X軸和Y軸伺服分別驅動多色噴涂裝置橫向、縱向往復運動，多色噴涂裝置依據目標圖案噴涂不同的顏色的顏料并控制顏料的用量。

　　本次方案采用Sigriner辛格林納 Ω6s-AP系列脈沖交流伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)配置清單如表1所示。

表1伺服系統(tǒng)配置

　　辛格林納Ω6s-AP系列應用于UV平板噴繪的優(yōu)勢:

　　產品性能足夠強勁：速度環(huán)帶寬3.5kHz，電流環(huán)刷新頻率1MHz。

　　Ω6s-AP系列伺服采用16M脈沖控制接口，控制精度可以提升4倍。采用3路16位模擬量指令輸入，可以分辨2mv的電壓變化，控制精度可以提升16倍。

　　輸出動力充沛，可輕松應對：115%持續(xù)負載過載，350%瞬時過載。

　　摩擦補償+過象限凸起抑制，輕松應對精密加工，正圓度提高80%。

　　針對噴繪打印現(xiàn)場多電氣干擾、多油污的惡劣應用環(huán)境提供全面的安全防護：獨立的散熱風道+溫度監(jiān)控系統(tǒng)+加厚的UV涂層，通過HASS和HALT實驗中的300多項嚴苛測試，面對多種嚴苛環(huán)境依然運行穩(wěn)定;產品通過CE認證，符合歐美市場相關設備安全要求。

　　由于電機驅動皮帶輪帶著噴涂裝置往返運動，噴涂裝置在靠近電機位置受力情況與換向返回時受力情況不同，較長的運行距離和皮帶較軟傳輸性質使得只用一組PID無法解決該問題，Ω6s-AP系列伺服系統(tǒng)具有增益切換功能，可設置兩套增益參數，正向運行和反向運行各一組參數，良好的解決了該問題。

　　Sigriner辛格林納經過長期的測試與總結，定制出一套匹配UV平板噴繪應用現(xiàn)場的伺服系統(tǒng)參數，Ω6s-AP系列系列新開發(fā)的免調試自動整定功能，節(jié)省90%設備調試時間。加工結果如下圖，達到客戶的理想需求。

圖6 打印效果

　　方案總結

　　交流伺服系統(tǒng)的綜合性能決定了uv平板打印機的印刷速度、印刷精度、印刷穩(wěn)定性，比如伺服的高響應性能保證機械對指令的快速準確地執(zhí)行，同時可以通過振動抑制來解決高響應情況下帶來的共振風險;另外如果出現(xiàn)機械材質或安裝問題導致的機械靜摩擦力或內應力不一致的情況，可以通過伺服系統(tǒng)的差異化的摩擦力補償來解決;利用伺服的象限突起抑制功能來彌補機械換向時候的間隙問題;其他如模型制振，負載變動抑制，增益切換等都有相應的應用場景。 

        Ω6s-AP系列伺服驅動器以其較高的性價比、高響應性、高精度以及易用性等優(yōu)點被廣泛應用于通用的工業(yè)控制場合，除了此次分享的UV平板打印機的應用效果得到客戶認可之外，還在工業(yè)機器人、雕刻機、LED分光機等領域都得到了良好的應用效果和一致的用戶好評。

　　辛格林納以驅動控制為核心整合相關接口設備，提供整體自動化控制解決方案，滿足了各個細分行業(yè)客戶提品質、擴產能、降成本的需求。