甘德韶

（松德智慧裝備股份有限公司，中山 528427）

印刷機無軸傳動的關鍵技術

甘德韶

（松德智慧裝備股份有限公司，中山 528427）

印刷事業(yè)自古以來就是我國的四大發(fā)明技術之一，具有很強的技術性和專業(yè)性。但是，在實際的印刷過程中，印刷機無軸傳動的關鍵技術依舊有待完善。本文主要針對印刷無軸傳動技術進行分析，并提出了相應的優(yōu)化措施。

印刷機無軸傳動硬件同步控制

近年來，印刷機的無軸傳動技術已經(jīng)取得了相當大的進展，已作為一門技術進入商業(yè)化階段。雖然如此，它仍有一些有待解決的關鍵性技術問題。首先，因為傳統(tǒng)機械技術的發(fā)展速度慢于數(shù)字控制技術的發(fā)展，所以研究設計人員為了滿足快速響應的要求，不得不選用30 kW以上的大功率電機，導致印刷過程中常常出現(xiàn)很多的技術性問題。所以，對無軸傳動技術施以多方位、多層面的分析顯得尤為重要。

1　印刷無軸傳動技術的應用

（1）無軸傳動技術的應用價值。無軸傳動系統(tǒng)主動優(yōu)化機電系統(tǒng)，還能適應機械運動系統(tǒng)，所以能達到經(jīng)濟和性能的最優(yōu)化。在發(fā)展的過程中，它以較快的速度實現(xiàn)了整個印刷體系的普及。同時，印刷機無軸傳動系統(tǒng)具有響應速度快、控制精度高、維護方便等的優(yōu)勢。綜上所述，關注印刷機無軸傳動關鍵技術的研究具有重要的實踐意義。

（2）傳統(tǒng)印刷與無軸傳動的對比分析。在傳統(tǒng)方式中，印刷機由于使用過程中的磨損和材料方面的因素會使其工作精度降低，并且整個運行系統(tǒng)最終執(zhí)行的好壞受皮帶、軸、齒輪等在整個加工和裝配過程中誤差的影響。再者，為了彌補加工和裝配主軸的誤差，機組之間不得不采用彈性聯(lián)軸器。相較于傳統(tǒng)方式，在無軸傳動系統(tǒng)中，自適應的電動機是印刷滾筒直接的驅動設備，并且相一致的控制系統(tǒng)實現(xiàn)各單元的動作同步。這樣機械結構得以簡化的同時也避免了機械誤差的影響，降低了機械加工的成本。

無軸傳動技術通過參數(shù)設置就能完成印刷機的無軸控制。它并不需要進行復雜的編程，傳統(tǒng)方式中的機械軸由電子軸所代替，各電子軸之間的數(shù)據(jù)通訊通過光纖實現(xiàn)。在無軸傳動系統(tǒng)中，同步運動的基本保障是其硬件設備，而電子齒輪、運動控制總線技術和電子凸輪適于同步運動控制關系緊密的關鍵技術。其中，機械傳動系統(tǒng)作為無軸傳動系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，是由電子齒輪和電子凸輪實現(xiàn)的。高度精確性的度相位和速度要保持同步進行，并且他們的同步是電子齒輪的精確調節(jié)實現(xiàn)的。引入電子齒輪，使整個系統(tǒng)的同步調節(jié)更方便、快捷。實現(xiàn)不同規(guī)格產品傳輸?shù)耐降姆蔷€性運動，是電子凸輪的功勞。它取代了機械凸輪和特殊齒輪，才使該功能得以實現(xiàn)。連接數(shù)字的驅動器和運動的控制器的總線是運動控制總線。由于數(shù)字的控制設備和驅動設備應用于無軸系統(tǒng)傳動系統(tǒng)，因此傳統(tǒng)上的位置反饋環(huán)就沒有存在的必要，這就帶來了一個優(yōu)勢：控制器的負擔降低了，可控軸數(shù)增加了。

2　無軸傳動系統(tǒng)中的硬件設備

搭建系統(tǒng)控制平臺并實現(xiàn)系統(tǒng)控制算法軟件是無軸傳動系統(tǒng)的關鍵。這里，相對來講比較豐富的是軟件的算法和實現(xiàn)方式。作為控制系統(tǒng)基礎的硬件平臺也是系統(tǒng)的關鍵，具體包括運動控制器、電機驅動器和執(zhí)行伺服電機。

運動控制器的功能包括電子齒輪、電子凸輪、過程控制、點動功能、I/O接口、控制器聯(lián)接現(xiàn)場總線連接等，控制著各個跟隨軸的同步運動。目前來講，模塊化的控制器SYNAN200是典型的無軸控制系統(tǒng)，具有基于PC總線的插槽、現(xiàn)場總線、本地與分散的I/O接口、以太網(wǎng)接口、集成快速故障診斷窗口等。

電機驅動器是無軸系統(tǒng)的另一構成部分，它的系統(tǒng)性能由電機驅動器的控制能力、動態(tài)性能和響應時間決定。除此之外，為了使各個電機高精度同步運行，驅動器應具備高分辨率的反饋、響應迅速、安全性高等特點。SYNAX200系統(tǒng)采用數(shù)字智能驅動器減輕了控制器的負荷，應用了多軸擴展，同時還具備串行通信接口、I/O和模擬量接口、編碼器接口等。

對于伺服電機的基礎要求是：大扭矩、靈敏度高、防爆等性能和絕對高精度或增量型的位置反饋編碼器。

3　SERCOS同步控制技術

現(xiàn)今，電子主軸已經(jīng)可以代替機械主軸，但必須注意一個技術上的問題：原先系統(tǒng)中的精確程度要保持同步。實現(xiàn)高速、高效、高精度的關鍵技術之一是基于DSP （Digital Signal Processor）傳動裝置的同步控制和多個控制系統(tǒng)的協(xié)調控制。目前來講，最適合同步和協(xié)調控制的串行 實 時 通 訊 協(xié) 議 是SERCOS（SerialRealTime Communication System）。SERCO的界面具有標準化和國際化，并且其綜合能力較強。對于不同制造商的產品，它可以實現(xiàn)數(shù)字驅動器和控制器之間的無障礙操作而發(fā)揮設備的最佳功能。印刷機是一種精密的機械產品，屬于典型的光機電一體化產品，在要求有很快的速度的同時也要求有很高的質量。在速度方面，卷筒紙膠印機的最高速度可以到達80000張/小時。另一方面，要求運動準確，這是由印刷品的特點決定的。

4　驅動技術是高度精確的自適應控制

在無軸轉動的電子軸上，要保證其高度的精確定位。它非常細致地將每一轉都分為四百萬分之一，滾筒的角位置是通過角位置編碼器來檢測的。在控制臺上進行編程，且轉子的轉動是受運動的控制器掌控。在整個系統(tǒng)中，自適應的電機提供了系統(tǒng)運轉的動力。機電系統(tǒng)具有耦合性的特點，機械的數(shù)字控制由各種凸輪曲線來實現(xiàn)。在進行驅動技術的應用過程中，應當結合無軸印刷的體系結構進行全面配合，對其驅動的精度進行全面控制，還要對設備的整體性能進行全面檢測。在進行印刷前，要對相關的參數(shù)進行全面分析，保證其驅動運行的可靠性。同時，還要調整最為合適的控制系統(tǒng)，讓無軸印刷技術能夠具備較好的自適應效果；與各個機控系統(tǒng)進行全面配合，只有這樣其無軸傳輸系統(tǒng)才能被全面完善。此外，在整個編程體系中，應當不斷提升其編程應用的可靠性，加強其軟件驅動的智能化。只有這樣，其無軸傳動的效率才能不斷被增強。

5　結語

印刷機無軸傳動技術的應用十分重要，不僅能夠全面提升印刷效率，而且與傳統(tǒng)的印刷體系相比，具有十分明顯的優(yōu)勢。在進行該技術的應用過程中，首先應當對其硬件設備體系進行全面完善，然后采用SERCOS同步控制技術對其支部體系進行控制，最后采用高精度自適應控制驅動技術對其進行數(shù)字化控制，從而實現(xiàn)全面優(yōu)化印刷機的印刷效率。

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KeyTechnologyofNonAxisTransmissionofPrintingPress

GAN Deshao
（OstersundintelligenceequipmentLimitedbyShareLtd，Zhongshan 528427）

The printing industry is one of the four great inventions of our country since ancient times，it has a strong technical and professional.However，intheactualprintingprocess，thekey technology of the printing press is still to be improved.This paper mainly aims at the analysis of the technology of printing without shaft transmission，and puts forward the corresponding optimization measures.

printing machine，non axis transmission，hardware，synchronous control