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交流伺服技术改造卷筒纸凹机的探讨本文来自工控商务网:http://www.gkcity.coin/1前言科学技术H新月异发展今天，为满足人们对商晶包装多样化、精美化需要，对包 装卬刷传动系统口动化要求、位置跟踪精度要求越来越高将微电了技术、信息处 理技术、新传感技术、激光技术以及新丁•艺与新材料等丿应用于卬刷机械，实现智能 化、高口动化、高效能化，是现代卬刷机械发展方向2包装印刷机械现状我国包装卬刷机械，特别是凹卬生产线起步较晚，基础比较薄弱有关资料统 计，我国现有约300台烟包I叫卬生产线，儿乎全部从欧、美.日或澳大利亚等工业 发达国家进口其中绝大部分于上世纪90年代引入，一般使用八九十年代技术，有 是六七十年代技术，设备具有以下特点1) 设备控制电路一般都采用可编程序控制器(PLC)或计算机控制，就这一点来 讲比较先进2) 传动装置一般采用立流调速电机，有些六七十年代设备采用滑差调速电机 主传动一台丑流调速主机(或一台交流调速主机)驱动一根机械轴，再这根机械轴把 各色组单元以及模切单元连一起，同步转动这种机械通轴结构冇•至现仍是卷筒 纸凹卬机普遍采用传动形式3) 套准装置一般采用步进电机带减速器机构(包括差速器、无级变速器等)。

4) 张力控制装置一般也采用步进电机带减速器机构近年來，电了技术和微电了技术以惊人速度向前发展，随Z也带动了交流传动技术 进步近代交流传动技术发展经历了二十多年，FI前止成为电气传动主流，一直被 直流传动所占据众多领域已被交流传动所占领3 机械通轴结构缺点卷筒纸烟包六色凹印机可以卷筒纸上卬刷1—6种颜色卷筒纸IW版卬刷速度快、层 次再现丰富、质感好，到了广泛使用但它对机械制造精度要求很高.特别是纸张 易受温湿度影响而变形、伸缩，套卬调节机构制造非常精细，各部分动作乂非常协 调准确，但口动化程度不高，仍难以避免套卬不准，不能保证产品质量国内大部 分卷筒纸凹印设备一般采用机械通轴结构，需要靠人T进行套卬预泄位，操作复杂, 定位谋差大，动态调节慢预沱位不准导致设备需耍很长带纸运行时间，产生许多 废品4 交流伺服传动优势解决上述问题，欧美等国一些先进卬刷机制造企业已利用现有交流伺服传动技 术研制出电了无轴卷筒纸IW印机与传统有轴｛机械轴)传动IW卬机相比，电了无轴 卷筒纸凹卬机取消了卬刷单元间机械通轴结构，每一个印刷单元都采用AC矢量变频 电机独立驱动，由电机立接带动卬版滚筒，并调整卬版滚筒相位来实现纵向套准， 同时由-个步进电机来驱动卬版滚筒横向移动实现横向套准。

这样设计带来了以下 儿个显著优点.(1) 省掉了许多机械传动环节，使因机械磨损而降低套卬精度可能降至最低， 增加了可靠性•减少了维修保养成木2) 套准时间很短，响应速度极快3) 提供了特有高精度预对版功能，当卬版滚筒装入印刷单元后，传感器來检 测印版滚筒上零位标记，驱动马达会口动将卬版滚筒转动至预设零位设备电机空 运转即可实现预套准操作，不必带纸运行，故预套准过程废品很少.此外无轴传动 系统对卬版滚筒相位控制精度高，信息交换快，可实现高精度高速套准，高速卬刷状态下仍 能获比机械轴門卬机高多套准精度5 改造方案我公司是红塔集团投资兴建烟包卬刷厂，拥有一条从法国小森——尚邦公司引 进NL650型六色1叫版连线模切卬刷生产线.这台卬刷机所采用技术基木上体现了当 时技术水平，控制电路采用西门了 PLC,套卬电路采用尚邦公司RNP93系统主传 动使用…台直流调速电机…根机械轴将动力传到各卬刷色组和模切站，各单元套卬 (位置随动和补偿)采用步进电机加湼速器结构，无法避免上述机械通轴I叫印机缺点 此外还有以下不足.(1) 主电机采用克流调速电机，炭刷和换向器维护成木高2) 齿轮箱和无级变速器是易磨损零部件，维修成木高，不可避免存机械间 隙.当步进电机套卬指令做出调整这些机构到达卬版时，会有所损失，严重时引起 振荡。

3) 上述设备己使用近10年时间，许多零部件厂家已不再生产，给维修带来很 大困难这些问题已经影响到公司长远发展，木文即想探讨采用交流伺服系统来改造这 台卬刷机可能性与步进电机相比，交流伺服电机具有以下明显优异性能1) 控制精度大大提高2) 低频特性增强3) 矩频特性好4) 速度响应性能、控制性能(闭环控制)和过载能力人大提高5. 1总体改造方案(1) 拆除直流调速主机和机械通轴、湼速齿轮箱、步进电机等所有主传动和步进 伺服传动零部件，用7组独立交流伺服电机单元取代上述部件来实现传动和位置补 偿功能这里说7组单元是6个色组加1套模切单元，算上2组张力单元则应该是 9组，轴数会因不同机型改造方案而不同2) 7组交流伺服电机单元高精度免维护减速器(速比为5： 1或10： 1)£［接与卬 版轴或模切轴相连，把电机到版轴之间机械传动环节减至最少，并实现7轴独立伺 服驱动5.2具体改造方案从图1可以看到，设备改造前传动及套卬结构是一台35RW直流调速电机一根 长轴将6个卬刷单元连接一起改造方案是将图1中虚线部分结构拆除卬版电机驱动单元拟采用力士乐公司Ecodrive型智能交流伺服驱动器和配套MHD高性能交流伺服电动机°其中伺服驱动器内部带有电流环、速度环和位置环（木 次改造不使用位直环）,电机轴速度和位置检测元件是伺服电机口带2500旋转编码 器（4倍频）。

利用伺服驱动器上第二编码器接口来实现多轴速度跟随和同步，同步结构如图2中虚线 部分所示实际上，卬刷机同步控制包括两方面内容，是各卬版轴转速同步，另是卬刷套 卬同步控制，即光电打描器检测卬刷码刻线实际位置，并与理论位置进行比较，输 出脉冲信号（止转或反转）给执行-机构（改造前是步进电机）进行位置调整，它构成了 同步控制外环采用伺服控制器速度方式下对印版电机进行控制.仅能获很好动态特性但卬 刷过程中，齐电机伺服驱动器特性上或多或少存差异，长期运行过程中必然有累积 误差，而上述外环控制就是解决这个问题内部速度环主管各轴速度同步，要求有良好动态性能，各种扰动给内部速度环带来 误差可以外环控制加以弥补，外部位置环保证了稳定性和套卬精度木改造方案保留了原系统中套印控制信号检测、处理和发送环节，只把作为执行 机构步进电机改成交流伺服电机如何将以前发给步进电机脉冲信号转为控制交 流伺服电机信号是要研究一个主要问题现设想是调试原有套卬系统操作参数（实际 上也是PID参数）以及交流伺服控制器上P1D参数，来解决这一问题5・3套印原理多色卬刷中，一般采用改变卬版滚筒转动角度以达到调整卬刷位置H旋转编码器原理可知，具线数越多，即卬版每转一周所产生脉冲数越多，位置 精度越高。

假定卬版周长为500mm,编码器线数为500线，则SOOmrn对应500个脉 冲，limn对应1个脉冲，20mm对应20个脉冲.实际卬刷位置检测是光电扫描器把检测到色标信号转化为电脉冲，这些电脉冲与旋 转编码器产生脉冲串同时被送到套卬系统计算机齐色组色标之间距离给定值为 20mm,即两颜色套准时，两色标之间距离是20mm,对应于编码器脉冲数为20个脉 冲如图5所示，色标1与色标2两脉冲触发时间段中计数为18个脉冲，如以卬色 1为基准，则说明印色2印版轴转速太快，为使其速度减慢，纠止位置偏差，应使 伺服电机反转相当丁 2个脉冲角度；色标2与色标3两脉冲触发时间段脉冲数为23 个脉冲，以卬色2为基准，则说明卬色3卬版轴转速太慢，为使其速度加快，纠止 位置偏差，应使伺服电机正转相当于3个脉冲角度以消除偏差转载请注明：来自工控网（ 详细请参考:htt,p://www. gkcity. com/n-iT2695-c-Potpourri. htm。