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基于多轴举动节制器的间歇式轮转印刷机节制零碎

作者:李同一 2018年02月23日 国内新闻

1 引言

  随着人们对不干胶商标印刷效率和精度要求的进步,间歇式轮转机曾经成为不干胶商标印刷机的一个开展趋向。它比拟卫星型和叠层式印刷机具有更快的印刷速度、更能节省印刷资料等特点。目前,各大企业的印刷不干胶商标的间歇式轮转机次要依托出口,其价钱昂贵,操作和维修都不够方便。国际一些公司也正在努力于自主开发,但是就目前状况而言,还是不能完全到达不干胶商标间歇式轮转印刷机的控制要求,表现在套准精度不够,加加速时走位。这次要是由于在印刷进程中,印刷轴之间不可以准确同步以及随着印刷速度和卷筒纸大小的改动,印刷纸张的张力改动而惹起的。为_r处理这一成绩,我们研制了基于多轴运动控制器的间歇式轮转印刷机控制零碎。

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2 间歇式轮转机任务原理及进程

  2.1 间歇式轮转机任务原理

  高功能不干胶商标间歇式轮转机普通采用无轴构造,即没有传动轴,印刷轴和拖料轴有各自的电机驱动。它次要由放纸机、拖料轴(包括拉纸轴和送纸轴)、印刷轴、收纸机组成,其构造原理图,如图1所示。


图1间歇式轮转机构造原理图

  2.2 不干胶商标间歇式轮转机任务进程

  间歇式轮转机的次要运动方式是间歇运动。在&mdash个印刷周期内,其举措进程,如图2所示。印刷轴向同一方向匀速旋转,当印刷版接触印刷资料时,拉纸轴、送纸轴和印刷轴坚持同步(瞬时相线速度为零),开端印刷。在印刷进程中,这三轴不断坚持同步。当印刷版脱离印刷资料时,印刷终了。此时,拉纸轴、送纸轴先加速为零,中止运动一段工夫,再反向旋转,当印刷轴旋转到印刷版再次接触印刷资料时,就进入了第二个印刷周期了。


图2轮转机各轴举措关系

3控制零碎设计

  3.1 零碎硬件设计

  3.1.1 运动控制器

  控制零碎的运动控制器选用英国Trio公司的Eur0209,它是一款欧式构造的数字运动控制器,以用于数据实时处置的高功能DSP为内核,发生16位分辨率的IOV速度给定信号,集成了容量为1M byte的存储器,一个以太网接门,一个RS232接Ll,还有16路24V输出、8路24V输入、2路12位分辨率的(0.10)V模仿量输出,以及一个24V/lOOmA的看门狗继电器输入。该控制器可以控制l到8个轴的伺服或步进。可独立脱机运转,支持多义务顺序(最多允许7个顺序按优先级别同时运转)。

  3.1.2 触摸屏

  应用触摸屏可以树立敌对的人机界面,在触摸屏上可以完成产品计数,设置吲乍犊式(手动或自动),设置湿示印刷版长和印刷速度,在线调整张力,异常报警等功用。思索到功能、价钱,选用威纶MT506触摸屏,自带的EasyBuilder500组态软件复杂易用又功用弱小。

  3.1.3伺服电机

  依据功率和转速要求,选用日本安川&Sigma-II系列SGMGH伺服电机。&mdash共8个f硼匣电机,其中6个衔接印刷轴,2个衔接拖料轴。

  3.2 零碎软件设计

  近一年来,国家加大了对于互联网金融的管理力度,各种管理政策不断出台,不少业内人士对于互联网金融都保持着谨慎看好的态度,但是安方丹却保持了乐观的态度,她认为,互联网金融行业在当前是“风口上的大象”,技术正是这股风的原动力。3.2.1 多轴同步控制

  多色轮转印刷机要求各种颜色印刷轴之间坚持同步运转。传统轮转印刷机经过采用机械长轴传递运动到各印刷轴来坚持同步,其精度和效率都受机械传动安装制约。运用电子虚拟轴功用。可以克制以上缺陷,完成无需机械传动轴的无轴同步运转。Eur0209运动控制器除了最多可控制的8个物理轴以外,另外还支持2个电子虚拟轴功用。经过ADDAX指令把电子虚拟轴的运动叠加到各印刷轴,再停止地位补偿,就完成了各种颜色印刷轴之间同步运转。

  3.2.2 恒张力控制

  在印刷进程中,纸张必需具有一定的张力。但是张力不稳会惹起套印不准、重影甚至纵向皱褶。恒张力控制也是经过Eur0209的另一个电子虚拟轴和ADDAX指令来完成的。其次要原理足控制拉纸轴和送纸轴的相位差,也就是在拉纸轴和送纸轴同步的根底上,停止一个地位补偿。在线调整这个地位补偿量,直到套印误差在允许范围内。最初把补偿量用变量保管上去。在印刷进程中及时的调用这个地位补偿量就到达了恒张力控制的目的。

  3.2.3 各轴协调举措

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  间歇式轮转印刷机要求拉纸轴、送纸轴在每个印刷周期(印刷轴旋转一圈的工夫)中完成一次正反转举措循环,并在正向转动和与主轴同步中完成印刷举措。在Eur0209运动控制器中,整个进程可以由MOVElink指令来完成。

  3.2.4 带前馈的PID控制

  本控制零碎采用带前馈的PID控制战略,把前馈控制和反应控制结合起来,这种控制战略既具有前馈控制及时的特点,又可以补偿多个扰动惹起的偏向。其构造,如图3所示。


图3带前馈PID控制构造

  在多轴运动控制器Eur0209中,经过轴参数P_GAIN、I_GAIN、D_GAIN和VFF_GAIN来完成带前馈PID控制。

4 实验后果与剖析

  将零碎中的Eum209运动控制器经过以太网接口与Pc机衔接后,就可以对该零碎停止现场在线调试。采用Motion Perfect2自带的软件示波器来追踪轴以及运动的参数。运用轴参数窗口来监视,改动控制本次涌现的 AI、区块链和物联网热潮不同于以往,将对产业、社会和生活产生真正堪称“颠覆性”的变革。IT 技术人员需要全方位地“换脑”:对原有的知识结构进行全面刷新,全面升级。器上轴的运动参数。轴参数P_GAIN、I_GAIN、D_GAIN和VFF_GAIN影响着控制零碎功能,这四个参数之间也互相影响。波动不跑位是对不干胶商标印刷机最根本的要求,轴参数P_GAIN和VFF&mdashcAIN对其影响最为明湿。为了简化实验步骤,在轴参数I_GAIN和D&mdashGAIN为定值的状况下,经过调理参数P_GAIN和VFF_GAIN来停止研讨。

  该控制零碎的准确性用随动偏向FE来评价。当印刷轴转速为33.6r/rain,软件示波器采样周期为500res,轴参数I_GAIN=0.01,D&mdashGAIN=0.02时,研讨轴参数P_GAIN、VFF_GAIN对随动偏向FE的影响,其实验数据,如表1所示。

  显然,随着轴参数P_GAIN和VFF_GAIN值的增加,随动误差FE逐步增大。假如FE大于FE&mdashLIMIT设定值,轴形态参数显示出错,同时控制卡收回警报。表1中,P_GAIN=0.03,VFF_GAIN:=0.3,随动偏向FE=.0036,没有超越不干胶印刷允许的误差范围。零碎的波动性直接影响到印刷套位的波动性,可以用示波器输入波形平滑度和重合度(印刷主轴和拖料轴输入波形重合水平)来权衡。在同等实验条件下,轴参数P_GAIN和VFF.GAIN对示波器波形影响(图略)。当P_GAIN=0.03,VFF_GAIN=0.3时印刷轴和拖料轴电机输入波形重合局部最平滑,此时波形最好。经过印刷实验证明,印刷机任务最波动,不容易呈现跑位。

5 结论

  提出了基于Eur0209运动控制器的间歇式轮转印刷机控制零碎,应用Eum209运动控制器的弱小功用,完成了各印刷轴之间的独立控制运转,比高端智能装备、新一代信息技术、新能源、新材料、新制造、新零售、新技术、生物制药等新的产业集群正在迸发活力;创新驱动、科技支撑、知识产权转化、技术转移等新的动能正在超越旧的动力,新经济成为支撑经济发展的重要力量。拟传统的不于胶有轴印刷机,简化了机械局部,进步印刷精度。完成了集成化和智能化控制。该零碎印刷速度每小时最高可到达1 2000印次,最多能印刷八种颜色商标,套印误差在0.03mm内,加加速不走位,已到达不干胶印刷的工业控制要求。