摘要:介紹羅升同步控制器SPC-007 技術特點,與羅升橫河DD 馬達的技術特點。介紹不干膠印刷機電氣構(gòu)架以及同步控制器SPC-007 與橫河DD 馬達在不干膠印刷機上的應用,并展望了不干膠印刷機在國內(nèi)的市場。
關鍵字:羅升橫河DD 馬達,羅升同步控制器, 色標,高精度
0 前言
標簽主要應用于裝飾、信息、識別、防偽、儲運等五大領域。標簽應用較多的行業(yè)和產(chǎn)品主要有:日化、化妝品、電子家電、醫(yī)藥、日用品、食品及飲料、超市零售和物流,工業(yè)相關產(chǎn)品、安全、防偽相關產(chǎn)品、環(huán)保相關產(chǎn)品等。據(jù)有關資料顯示:全球標簽市場發(fā)展迅速,2007 年全球標簽銷售額預計達到620億美元,近30 年來每年增長5%~7%,各種標簽產(chǎn)量達到330 億平方米,其中歐洲已超過10 億平方米,人均消費為15平方米。美國每年增長5%,日本每年增長3%~5%,中國、拉美地區(qū)、歐洲東部增長速度最快,為15%~20%。全自動商標印刷機在國外印標機市場是主流產(chǎn)品,在國內(nèi)也被越來越多地投入生產(chǎn)。為了提高印刷速度與精度,使得設備便于維護與維修,很多標簽印刷設備生產(chǎn)廠商都選用直接驅(qū)動馬達與同步控制器。
1 羅升SPC-007同步控制器產(chǎn)品特點
羅升SPC-007 同步控制器(圖1)是為標簽印刷機設備專門開發(fā)的同步控制器,控制器可以對標記間隔變化的能夠自動更新進給長度予以隨動,保持停止精度。也可與上下動作的印刷滾等工具同步。具有保持工具的周期時間和進給所需的時間之穩(wěn)定比率的功能,工具的周期時間變動后,進給速度自動更新,能防止在印刷材料的進給途中與工具嚙合。圖2 是SPC-007與控制界面、驅(qū)動設備的電氣連接圖。
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圖1 羅升SPC-007 同步控制器
圖2 羅升SPC-007 控制連接圖[/align]
2 羅升橫河DD馬達技術特點
在標簽印刷設備上使用DD 馬達,主要是關于DD 馬達高精度、高剛性、高速度等特性:
間隙誤差被消除。普通的傳動機構(gòu)由于有減速機、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié),間隙誤差是肯定無法避免的,尤其是對于長時間運轉(zhuǎn)所造成的機械磨損更是無法補償。
DD 馬達恰恰能很好的解決以上的問題,由于DD 直接驅(qū)動的安裝方式(圖3),誤差被減為最少;而且它的伺服特性也可以隨時修正誤差,達到最理想的控制精度。
圖3 羅升橫河DD馬達直接驅(qū)動與伺服+減速機驅(qū)動結(jié)構(gòu)比較
高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達選配的編碼器分辨率很高,DM1B-045的解析度為655,360PPR(DM1A系列 達到4096000PPR),電器控制精度高,已經(jīng)超過普通伺服的控制精度1個數(shù)量級。由于制作相當精密,最終的精度控制一般可以達到2秒以內(nèi)。
羅升橫河DD 馬達的驅(qū)動結(jié)構(gòu)(圖4)決定了它的高剛性,結(jié)構(gòu)緊湊,使用效率高。DD 馬達的剛性很強,與負載結(jié)合后特性很硬,對于其驅(qū)動器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。馬達中空獨特設計不但減輕了自身慣量,也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機械結(jié)構(gòu)會更加緊湊,使用效率比較其他方式最高。
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圖4 DD馬達驅(qū)動結(jié)構(gòu)永磁式定子[/align]
羅升橫河DD 馬達的相對轉(zhuǎn)速比較低,額定轉(zhuǎn)速基本在60rpm~240rpm之間,但是這里的轉(zhuǎn)速是最終在轉(zhuǎn)臺上的轉(zhuǎn)速,相對比普通伺服+減速機的構(gòu)架,在最終轉(zhuǎn)速上也是非常有優(yōu)勢。在保持轉(zhuǎn)速的同時DD 馬達保持了高的輸出扭力,由于采用永磁定子,因此在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)羅升橫河DD馬達的扭力輸出曲線能夠保持平滑線性特性(圖5)。
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圖5 DD馬達 轉(zhuǎn)速-扭矩輸出特性[/align]
羅升橫河的GIII驅(qū)動器采用了I-PD 控制方式,同樣帶寬的電流環(huán),采用I-PD 控制的GIII驅(qū)動器達到10Hz 帶寬的位置環(huán),與傳統(tǒng)的PID 控制方式相比,減小了2.5 倍的速度帶寬。這個特點決定了馬達的高剛性(位置帶寬)。
IPD 10Hz ————————> 25Hz~~100Hz, 200Hz
PID 10Hz ————————> 60Hz~~100Hz, 200Hz
PP 10Hz ————————>10Hz~~100Hz, 200Hz
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圖6 橫河GIII驅(qū)動器控制控制圖[/align]
3 羅升同步控制器SPC-007與羅升橫河DD馬達產(chǎn)品在不干膠印刷機的應用
不干膠商標印刷機采用平壓式結(jié)構(gòu)設計,主要完成工藝:送紙,印刷(二次套印),壓凸,燙金,裁切或收卷,計數(shù)。印刷速度為60-180 次/分鐘。一次印刷測定值<0.03mm,二次套印測定值<0.035mm(統(tǒng)計值)。DD 馬達主要用于驅(qū)動輥的拖動,由控制原理圖7所視,1次印刷時單軸控制器SPC007控制DD 馬達的行走長度和速度,印版上下印色;二次套印時,色標傳感器掃描Mark 點,通知SPC007以追Mark模式控制DD 運動,印版上下套色。行走距離和速度的設定可由上位指撥開關或人機界面來完成。比較舊型機種,節(jié)省了人力,尤其針對套色問題,完全是由控制器來完成。避免了機械誤差所造成經(jīng)常作機械調(diào)整的工作,大大提高了工作效率。并且維護簡單,設備安全性好。
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圖7 DD馬達+SPC-007控制原理圖[/align]
羅升橫河GIII 驅(qū)動器的示波器功能(圖8)可以顯示出實施抓取的實時速度命令與實際速度,從而可以分析出共振點的頻率,加適當?shù)臑V波器,可以實現(xiàn)最優(yōu)位置控制。圖8 是在東莞萬鴻機械調(diào)試不干膠印刷機時候?qū)崟r抓取的波形圖。
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圖8 GIII驅(qū)動器示波器功能[/align]
4 結(jié)論
目前,國產(chǎn)較高檔次的標簽產(chǎn)品基本上可滿足國內(nèi)三資企業(yè)和大型國企的需要,但是近年來,中國標簽市場對高檔次、可自動貼標的不干膠標簽機需求量迅速增多,國內(nèi)的一些大印刷廠家陸續(xù)引進了先進的凸版和柔版標簽印刷設備來滿足市場需求。而中國本土化的標簽印刷設備在技術、性能上相對國外產(chǎn)品有一定的差距,使得一些擁有先進技術裝備的國外專業(yè)標簽印刷設備廠商瞄準這一商機,紛紛將設備打入中國市場甚至在中國投資建廠。但為了奪回這一標簽印刷市場,國內(nèi)不干膠標簽印刷設備生產(chǎn)商也在加大研發(fā)力度向高檔次領域發(fā)展。
羅升企業(yè)以引進先進技術,提升制造業(yè)水平為使命,最早將羅升橫河DD 馬達引進到臺灣的不干膠設備生產(chǎn)廠商,并形成規(guī)模生產(chǎn),國內(nèi)廠商也在逐步應用此項技術。隨著國內(nèi)經(jīng)濟快速發(fā)展,越來越多的高新技術被應用到工業(yè)領域。羅升公司希望架起技術的橋梁,更多地將國外成熟的應用技術提供給行業(yè)中人分享。