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应用在印刷/贴标中运动控制技术

作者: 来源: 发布时间:2014-2-11 0:00:00  点击数:2859
近几年,运动控制技术的不断改善使得机器制造商的水平也随之提高,很多行业的机器的运行工序得到了改善。例如,以前印刷行业的机械设计是对不同彩色印刷工位采用机械耦合,通过一根主传动轴实现同步;而现在,则是通过控制器采用电子齿轮耦合在一起,从而从根本上消除了机械依赖性。在贴标工业中可以看到,开环步进电机和驱动器正逐渐被闭环位置伺服驱动器和电机所取代,从而消除了步进电机可能存在的步进损失或位置的不准确性。随着电子齿轮和伺服技术的发展,作为一个系统,整个运动控制平台已得到了很大改观。

  今天的运动控制系统为包装机制造商提供了许多功能和改进措施。现在,通过控制器、伺服驱动器和电机结合,能够提供更加稳定的系统,使机器在精度、速度等方面的性能更佳,单位时间产量更高,可用时间更长,制造时间更短,所需维护更少,排除故障更容易。

  数字网络作为该系统不可分割的一部分,在当前的许多控制器上都很常见。与传统控制器的驱动模拟命令接口相比,这些数字网络通常是基于通信协议的以太网,用于控制器和伺服驱动器之间确定性的数据交换,并以微秒级速率同步运行,实现驱动器 I/O 和驱动器参数的实时访问。要知道,在机器运行时,这些 I/O 和参数都在快速变化。因为减少了接口电缆线的数量,实际上是使用标准以太网 CAT5E 屏蔽电缆的即插即用网络,所以其抗噪音性比模拟系统更好。此特性还便于将驱动器布置在机器周围最合适的位置,以及实现机器的模块化,并使制造商可为基本型机器增装选件,而几乎没有任何接口方面的问题。总之,数字网络与模拟网络相比具有很大的优势。

  印刷机和贴标机非常类似,都有若干材料退卷工位,一个或两个收卷工位。纸张或塑料等材料从滚筒退卷和分送至机器内,或者从机器内出来收卷到滚筒上,滚筒的直径不断增大或减小。随着直径变化,滚筒惯量也发生变化,惯量的波动产生不同直径下的不同伺服回路调整值,以防止回路的不稳定性。在模拟系统中,也许不可能在机器运行时通过该参数来将其改变。但是在数字网络系统中,可以通过控制器来访问和改变这些值,从而实时控制动态变化的机器。

  由于需要具有与控制器之间的数字通信能力,驱动器也必须像控制器一样更加智能化。现在,许多驱动器都是利用 DSP(数字信号处理)技术制造的,在速度和处理能力性能等方面都优于老式驱动技术。现今的大部分伺服驱动器还具有内置安全电路,因此驱动器和控制器可轻易集成到机器的安全逻辑系统中。

  伺服电机的机座虽小,但输出扭矩并不小,而直接驱动电机,更可以直接连接到像印刷筒这样的负载上,不再需要传统皮带轮系统所需要的变速箱和其他机械机构。由于整个控制系统使机器的生产能力得到提升,因此相应的也要求其它非运动操作也能相应得到改进,如连接在机器上的其它装置,以及机器所在的车间或企业活动及管理等。

  为此,许多控制系统内都嵌入了以太网 TCPIP 通信,以将装置集成到诸如 I/O、视觉系统、RFID读码器、条形码扫描器和机器人等控制系统中,并与其它控制平台、PC、OPC 客户端、SCADA 系统交换数据。

  对设计工程师来说,这个系统方法是个可喜的改进。由于运动控制供应商一般都可提供全面的产品线,设计工程师现在几乎能够依靠一家生产厂家设计机器,而不需要选择许多不同的供应商,每个供应商负责一部分设计,然后花费大量时间和精力将所有部分拼凑在一起。设计工程师可以将精力集中于设计问题,而不用再为解决任何接口问题而担心。这也减少了供应商数目和重复订货。这样做的优点显而易见——在机器装配车间,部件之间可以无缝连接。由于该机器便于进行调试和排除故障,从而也相应提高了技术服务水平。

  因此,运动控制系统是您的不二之选。


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