电子轴传动技术在激光模压机上的应用

    电子轴传动又称“无轴传动”。它是由运动控制器通过总线通讯的方式控制伺服电机的旋转速度、位置和转矩。无轴传动技术的实现，实际是对机械轴的模拟分解，要充分实现同步的控制精度，才能实现真正无轴传动中的“有轴”；机械设备被省略了大量的传动轴和齿轮；它应用于多电机、多工位驱动的设备上，用虚拟主轴的方式传递动力，各工位上的电机按照相同的相位角或相同的速度或工艺规定的特别同步方式进行运动的传动技术。
    电子轴传动技术已经应用在如下烟包设备上：
    1．纸张凹印机及连线设备上的应用；如凹印机＋横切功能、湿复合＋凹印＋横切功能、湿复合＋凹印＋压痕＋模切功能。
    2．在卫星式柔版印刷机上的应用。
    3．在激光模压机上的应用。本文重点介绍电子轴传动技术在激光模压机上的应用。
    二、激光模压机的电子轴传动控制：
    版距自动控制激光模压机也可以称为定版距激光模压机。将电子轴传动技术应用于镭射模压机上，主要是为了解决镭射膜版距稳定的问题，实现镭射膜在联线湿复合＋凹印上的转移后定位凹印的目的；第二镭射膜上图案与凹印的套印，达到镭射标定位转移的效果。如果镭射膜版距波动偏大时，湿复合＋凹印机联线时废品率将非常高，严重时凹印单元无法正常工作。
    那么，常规激光模压机版距波动范围有多大呢？ 通过版距在线检测系统，我们发现，常规模压机生产出来的镭射膜，每相邻版距之间的波动会有±0.3mm，多的会达到±0.5mm，波动范围达1mm；相邻的两个版面波动会呈现非连续的变化，幅度也达到±0.5mm，对于要联线印刷时±0.5mm就太大了，在如此大的版距波动情况下，在湿复合单元的版距拉伸单元无法可靠的调节转移后的版距达到凹印的要求，所以凹印单元会增加大量的印刷废品。
    版距稳定的问题
    从深圳劲嘉集团提出版距稳定的问题以来，已经有近八年的时间了。各个镭射膜生产企业均投入大量的人力和物质资源去提高版距控制精度的问题，从目前各个厂家的效果看，都有提高，但是与理想状态还有一定的差距。的确，要实现版距的稳定，并不是轻而易举的事情。PET材料在170℃温度下受热变形，在20℃急速冷却定型，材料本身的拉伸和收缩非常剧烈，加上其它众多因素的影响，因此版距稳定一直困扰着众多的企业。
影响版距稳定的因素
    1．张力的稳定。张力不稳定时会直接造成版距的波动。收卷要具有良好的恒张力加锥度张力控制功能。
    2．版辊温度的稳定和左右温度的一致性。
    3．冷却辊稳定的稳定和左右温度的一致性。
    4．PET材料的表面均匀度。
    5．整机设备的制造精度。
    6．驱动系统速度稳定。速度不稳定时会直接造成版距的波动。
    7．设备结构是否适于生产版距稳定的镭射膜。
    把电子轴传动技术应用于定版距的激光模压机上，的确是一个非常好的解决方案，但是要实现也不是一件容易的事情。必须要做好以下几件事：
    1．在驱动上：要更好的优化驱动器、电机及负载的匹配性，从而使驱动器的位置与速度达到更好兼容，使伺服驱动实现更好的动态响应及抗干扰特性。
    2．在运动控制算法的程序编制上：要充分理解“无轴的传动技术的实现，实际是机械轴的模拟分解”，要充分实现同步的控制精度，才能实现真正无轴的“有轴”。
    3．要充分根据机械的传动特性，增加各种克服机械阻力的补偿算法。
    4．另外要搞电子轴技术的设备，大前提条件是一定要把设备制造好。国外最好的凹印机已经是800m/min的印刷速度了，我们国内还在攀登300m/min的印刷速度这个高峰。设备的制造精度上要多下功夫。  因为设备的制造精度是最基本的基础技术，设备的制造精度越高稳定性就越好，电气控制的稳定性也越好。 电子轴技术良好的发挥一定要建立在高水平的机械制造和装配上。
我们最终的解决方案是：
    1． 以版距稳定为设计第一要点重新设计设备：普通形式的激光模压机和定版距的模压机在机械结构上是有着本质区别的。版距自动控制形式的模压机有六级张力控制，普通的模压机有四级张力就够了。
    2．采用电子轴传动控制技术，实现整机速度的稳定和张力的稳定；当版距出现偏差时，运动控制器直接改变伺服电机的相位，最快速度的达到版距的稳定。在解决版距稳定问题上，运动控制器起到了相当关键的作用。伺服电机在运转过程中，电机的运行速度、位置和转矩实时控制，电子轴传动系统的高动态响应，克服了版距剧烈波动的影响。
    3．采用双电眼式版距绝对值检测，可靠准确，并可以自动剔除干扰信号，保证检测的准确性。检测系统就像是操作人员的眼睛一样。可以随时看到版距的大小，了解模压状态，改变原来的生产后检测为生产在线检测，降低了废品率，提高了生产效率。
    4．版距自动控制：在线实时检测版距状态，并实时反馈控制，实现版距自动控制。众多因素会造成版距的波动，实时的版距闭环控制系统最大限度的降低了产品的废品率。
    5．提高整机设备的制造精度，墙板等主要部件由加工中心制造。
    通过上述工作，我们可喜地看到，版距控制的精度大幅度提高，整体版距稳定趋势在±0.15mm以内。在生产过程中，当因为各类因素造成版距波动超差时，版距自动控制系统会实时调整，迅速将版距控制在规定的范围之内。
     当然，电子轴传动技术应用在凹印机及连线设备上将更加发挥出电子轴传动技术的优势，如凹印机＋横切功能、湿复合＋凹印＋横切功能、湿复合＋凹印＋压痕＋模切功能等， 下一期我将和大家讨论“电子轴传动技术在凹印连线机组上的应用”。
    电子轴传动技术已经开始给包装印刷行业创造非凡的价值，而且这项技术会在未来非常长的时间里在更加广泛的领域被应用。