(1)控制精度大大提高。
(2)低頻特性增強。
(3)矩頻特性好。
(4)速度響應性能、控制性能(閉環控制)和過載能力大大提高。
5.1總體改造方案
(1)拆除直流調速主機和機械通軸、差速齒輪箱、步進電機等所有主傳動和步進伺服傳動零部件,用7組獨立的交流伺服電機單元取代上述部件來實現傳動和位置補償功能。這里說的7組單元是6個色組加1套模切單元,如果算上2組張力單元則應該是9組,因此軸數會因不同的機型改造方案而不同。
(2)7組交流伺服電機單元通過高精度免維護減速器(速比為5:1或10:1)直接與印版軸或模切軸相連,把電機到版軸之間的機械傳動環節減至最少,并實現7軸獨立伺服驅動。
5.2具體改造方案

圖1直流調速電機+機械通軸結構示意圖
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從圖1可以看到,設備改造前的傳動及套印結構是一臺35kW的直流調速電機通過一根長軸將6個印刷單元連接在一起。改造方案是將圖1中虛線部分的結構拆除,改造成如圖2所示的結構。

圖2獨立交流伺服驅動結構示意圖(改造后)
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印版電機驅動單元擬采用力士樂公司的Ecodrive型智能交流伺服驅動器和配套的MHD高性能交流伺服電動機。其中伺服驅動器內部帶有電流環、速度環和位置環(本次改造不使用位置環),電機軸速度和位置檢測元件是伺服電機自帶的2500旋轉編碼器(4倍頻)。利用伺服驅動器上的第二編碼器接口來實現多軸速度跟隨和同步,同步結構如圖2中虛線部分所示。
實際上,印刷機的同步控制包括兩方面的內容,一方面是各印版軸轉速的同步,另一方面是印刷套印同步控制,即通過光電掃描器檢測印刷碼刻線的實際位置,并與理論位置進行比較,輸出脈沖信號(正轉或反轉)給執行機構(改造前是步進電機)進行位置調整,它構成了同步控制的外環。
采用伺服控制器在速度方式下對印版電機進行控制.僅能獲得很好的動態特性。但在印刷過程中,由于各電機伺服驅動器特性上或多或少存在差異,因而長期運行過程中必然有累積誤差,而上述外環控制就是為了解決這個問題。
內部速度環主管各軸速度的同步,要求有良好的動態性能,各種擾動給內部速度環帶來的誤差可以通過外環控制加以彌補,外部位置環保證了穩定性和套印精度,如圖3所示。

圖3內外環結構示意圖
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本改造方案保留了原系統中套印控制的信號檢測、處理和發送環節,只把作為執行機構的步進電機改成交流伺服電機。因此,如何將以前發給步進電機的脈沖信號轉為控制交流伺服電機的信號是要研究的一個主要問題。現在的設想是通過調試原有套印系統的操作參數(實際上也是PID參數)以及交流伺服控制器上的PlD參數,來解決這一問題。
5.3套印原理
在多色印刷中,一般采用改變印版滾筒的轉動角度以達到調整印刷位置的目的,其閉環控制原理如圖4所示。

圖4套印控制原理框圖
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根據旋轉編碼器原理可知,其線數越多,即印版每轉一周所產生的脈沖數越多,位置精度越高。假定印版周長為500mm,編碼器的線數為500線,則500mm對應500個脈沖,1mm對應1個脈沖,20mm對應20個脈沖.

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實際印刷位置的檢測是通過光電掃描器把檢測到的色標信號轉化為電脈沖,這些電脈沖與旋轉編碼器產生的脈沖串同時被送到套印系統計算機。各色組色標之間的距離給定值為20mm,即兩顏色套準時,兩色標之間的距離是20mm,對應于編碼器脈沖數為20個脈沖。如圖5所示,色標1與色標2兩脈沖觸發時間段中計數為18個脈沖,如以印色1為基準,則說明印色2的印版軸轉速太快,為使其速度減慢,糾正位置偏差,應使伺服電機反轉相當于2個脈沖的角度;假設色標2與色標3兩脈沖觸發時間段脈沖數為23個脈沖,以印色2為基準,則說明印色3的印版軸轉速太慢,為使其速度加快,糾正位置偏差,應使伺服電機正轉相當于3個脈沖的角度以消除偏差。










