本文著重闡述廣州博瑋伺服科技BWS伺服系統(tǒng)在七電機(jī)凹印機(jī)現(xiàn)場的成功應(yīng)用，展示張力伺服在印刷領(lǐng)域的張力與同步控制的先進(jìn)方案，引導(dǎo)一種新的伺服控制技術(shù)。

1.引言

　　凹版印刷機(jī)，簡稱凹印機(jī)，又稱凹版機(jī)。是將雕刻在印刷滾筒表面的凹陷圖文浸沒在油墨槽里轉(zhuǎn)動，用特制的刮墨刀將印版空白部分的油墨刮凈，然后在壓力的作用下將圖文部分的油墨轉(zhuǎn)移到承印物上來完成印刷。具有層次豐富、色澤鮮明，適用的介質(zhì)多（如薄膜、紙張等），適應(yīng)范圍廣泛，耐印性好、印速高等特點(diǎn)，深受業(yè)內(nèi)青睞。根據(jù)顏色的分類，可分為單色凹版機(jī)和多色凹版機(jī)。凹印機(jī)對同步與張力控制的穩(wěn)定性和控制精度要求較高。

2.傳統(tǒng)凹版機(jī)的控制方案組成與缺陷：

　　2.1組成：傳統(tǒng)的七電機(jī)型凹印機(jī)控制系統(tǒng)是由PLC基本單元、模擬量模塊、通用矢量變頻器以及觸摸屏組成。

　　2.2缺點(diǎn)：以上的方案是目前較為傳統(tǒng)的控制方式，所有的控制集中在PLC來完成，變頻器僅起驅(qū)動作用。

　　它雖然也能達(dá)到較好的控制效果，但是還是存在以下不足：

　　1） 由于張力的控制通過PLC的PID運(yùn)算后再輸出相應(yīng)的模擬量給變頻器，運(yùn)算的程序量較大，而這部分掃描處理時(shí)間往往達(dá)到甚至超過30ms的時(shí)間，再輸出到變頻器就會有些響應(yīng)滯后，影響了其控制精度;

　　2） 由于變頻器調(diào)速時(shí)接收的信號是0-10V的模擬量弱電信號，容易受到變頻器本身或外圍所致的信號干擾;

　　3） 系統(tǒng)中因需要數(shù)個(gè)模擬量模塊，導(dǎo)致成本增加，系統(tǒng)變得復(fù)雜化。

3.追剪伺服控制方案

　　以下結(jié)合東莞某印刷機(jī)械公司在七電機(jī)型凹版機(jī)的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，克服以上傳統(tǒng)方案的缺點(diǎn)，總結(jié)追剪伺服在同步與張力控制中的整體解決方案。

　　3.1系統(tǒng)配置：

　　BWS追剪伺服驅(qū)動器不僅具有變頻驅(qū)動的常規(guī)功能，還集成了智能控制技術(shù)。使變頻器同時(shí)具備張力與同步的運(yùn)算控制功能。系統(tǒng)由PLC基本單元、BWS-BBF追剪伺服驅(qū)動器與觸摸屏組成。

　　3.2方案優(yōu)點(diǎn)：

　　1）同步控制與張力的運(yùn)算全部集中在追剪伺服驅(qū)動器里完成，PLC僅完成系統(tǒng)的邏輯控制與通訊。這樣同步與張力的控制無須經(jīng)過PLC運(yùn)算的中間環(huán)節(jié)就可直接運(yùn)算輸出，響應(yīng)速度與精度比傳統(tǒng)方案的要高。

　　2）系統(tǒng)所需的參數(shù)設(shè)置如放卷初徑、印刷輥外徑，均通過PLC的一個(gè)晶體管脈沖輸出信號，所發(fā)送脈沖數(shù)量為相關(guān)參數(shù)的設(shè)定值，發(fā)送完成后追剪伺服驅(qū)動器有一個(gè)應(yīng)答輸出到PLC當(dāng)中。這樣即可完成PLC與變頻之間信號發(fā)送與接收，程序簡單。

　　3）省去PLC控制所需的模擬量模塊，不但節(jié)省成本，系統(tǒng)的硬件與軟件變得簡易化，可靠性增強(qiáng)。

　　4）系統(tǒng)的維護(hù)變得更加簡易與方便。

　　3.3七電機(jī)型凹版機(jī)的工藝控制流程：

　　七電機(jī)型凹版機(jī)是全自動凹版印刷機(jī)的主流產(chǎn)品，具有自動切料、接料的特點(diǎn)。它是由主機(jī)、前牽引、后牽引、雙收卷與雙放卷電機(jī)構(gòu)成。印刷部分在主機(jī)部分完成。收料或收料切換在收卷部分完成，放料或放料切換在放卷部分完成。張力大小的設(shè)定一般是通過調(diào)節(jié)擺桿的氣壓來實(shí)現(xiàn)。

　　3.4凹印機(jī)系統(tǒng)控制接線圖：

　　3.4.1 PLC接線圖：

　　3.4.2變頻控制接線圖：

　　3.5工作過程說明：

　　系統(tǒng)啟動后，主機(jī)為零速，伺服的零速張緊功能起作用，可令各環(huán)節(jié)的擺桿處于平衡位置狀態(tài)。此時(shí)通過加減速按鈕來增加或減少主機(jī)的速度，主機(jī)速度通過模擬量輸出口AO作為放卷、前牽引、后牽引與收卷變頻AI1的公共速度輸入信號的同步給定，各伺服AI2的擺桿平衡位置作為張力給定信號，擺桿的擺動變化作為張力反饋信號，形成張力閉環(huán)反饋的速度控制。雙收卷與雙放卷一般都是只有一個(gè)在運(yùn)行的，當(dāng)前是哪個(gè)運(yùn)行由PLC選定控制，放卷只有在換卷時(shí)，兩個(gè)放卷變頻才同時(shí)工作，收卷也如此。放卷或收卷伺服的速度除了跟主機(jī)速度大小有關(guān)外，還與當(dāng)前的卷徑大小有關(guān)。這樣既可以實(shí)現(xiàn)速度的同步控制，又可以實(shí)現(xiàn)張力的恒定。

　　關(guān)于脈沖通訊：

　　以上系統(tǒng)運(yùn)行前，先通過觸摸屏設(shè)定相關(guān)的印版外徑、放卷的初徑。由于所采用的PLC是晶體管輸出型的，PLC可通過YO的脈沖輸出通道，發(fā)送3K以內(nèi)不同脈沖頻率的脈沖數(shù)到追剪伺服驅(qū)動器的高速脈沖輸入口中，相關(guān)變頻所設(shè)置接收脈沖頻率不一樣，這樣變頻就可接收到PLC發(fā)來的相應(yīng)脈沖頻率的脈沖數(shù)作為相關(guān)參數(shù)的給定。這些參數(shù)以及計(jì)長、翻轉(zhuǎn)預(yù)設(shè)參數(shù)等，均可通過觸摸屏進(jìn)行設(shè)定。

　　3.6調(diào)試過程與參數(shù)設(shè)置：

　　1.裝好編碼器，斷開電機(jī)負(fù)載。

　　2.電機(jī)參數(shù)設(shè)置

　　（1）根據(jù)電機(jī)銘牌參數(shù)設(shè)定到P2組相關(guān)參數(shù)當(dāng)中;:

　?。?）進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)過程：將P0.17設(shè)成1，顯示“RUN-0”，再按鍵盤“RUN” 鍵，電機(jī)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，待鍵盤重新閃爍顯示頻率值時(shí)，參數(shù)自學(xué)習(xí)完成。

　?。?）用鍵盤起動，有編碼器的請將P0.00設(shè)成1,編碼器線數(shù)輸入P3.10,修改P0.10頻率值，觀察零速0.00Hz，低速0.50Hz，中速20.0Hz，高速（最大頻率值）時(shí)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，運(yùn)行電流是否平穩(wěn)，如果不正常請重新進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)。

　　3.設(shè)置以下各項(xiàng)參數(shù)。

　?。?）.主機(jī)

　?。?）.前牽引、后牽引：

　?。?）.收卷

　?。?）.放卷

　　3.7常見問題與處理技巧：

　　3.7.1、張力過松或過緊：

　　調(diào)節(jié)各擺桿氣缸的氣壓。不同材料應(yīng)設(shè)置不同的氣壓大小。調(diào)整時(shí)可通過搖動擺桿力量的大小來設(shè)定氣壓。

　　3.7.2收放卷初始運(yùn)行時(shí)狀態(tài)不穩(wěn)定或主機(jī)部分張力異常：

　　觀察觸摸屏上放卷的初徑設(shè)定、主機(jī)所換上的印刷輥外徑設(shè)定是否準(zhǔn)確、收卷在手動卸料時(shí)是否卷徑清零。

　　3.7.3追剪伺服驅(qū)動器在低頻工作時(shí)抖動，電流波動較大：

　　檢查追剪伺服驅(qū)動器參數(shù)自學(xué)習(xí)是否正確，編碼器安裝與工作是否正常，其屏蔽線是否接地。