前言

柔版印刷、膠版印刷、凹版印刷和絲網(wǎng)印刷是世界上最普遍的四大印刷方式，它們各具特色，各有千秋。在歐美等印刷工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，柔性版印刷發(fā)展很快，包裝印刷已從過(guò)去的以凹印和膠印為主變?yōu)槟壳暗囊匀嵝园嬗∷橹?，在約70%的包裝材料使用柔版印刷。在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，柔版印刷所占的比例也越來(lái)越高。

本案例介紹的是使用安川MP系列運(yùn)動(dòng)控制器+Σ-Ⅴ伺服在柔版印刷行業(yè)中的應(yīng)用。

一、項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容與方式

安川機(jī)器控制器MP2310由MECHATROLINK-Ⅱ通訊控制安川通訊型伺服，進(jìn)行6色輥及2張力輥的控制。通過(guò)函數(shù)發(fā)生器（FGN）生成三角波函數(shù)發(fā)送指令到6色輥電機(jī)，以相位控制方法達(dá)到色組同步的目的，再而通過(guò)前后兩組的張力輥及張力傳感器，進(jìn)行數(shù)據(jù)反饋，經(jīng)由PID函數(shù)使印刷材料在印刷過(guò)程中保持恒定的張力，以確保精度，最后由色輥后的色標(biāo)傳感器反饋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對(duì)，可在印刷過(guò)程中，自動(dòng)進(jìn)行微小位置的調(diào)整。

MP系列運(yùn)動(dòng)控制器和Σ-Ⅴ伺服驅(qū)動(dòng)如圖：

二、設(shè)備構(gòu)成

全輪轉(zhuǎn)柔版印刷機(jī)是由放卷部分、印刷部分和收卷部分組成，如下圖所示。放卷部分和收卷部分一般有磁粉控制器或變頻來(lái)控制，不是我們介紹的重點(diǎn)，印刷部分則是全輪轉(zhuǎn)柔版印刷機(jī)的技術(shù)核心部分，也就是下圖橙色部分。

印刷部分一般由送紙張力控制伺服、收紙張力控制伺服和印刷色組組成，如下圖所示。

按照印刷色組數(shù)量的不同，印刷機(jī)可以粉絲四色、六色和八色等幾種類(lèi)型。本次案例為6色系統(tǒng)，加上送紙伺服和收紙伺服，總共需要8臺(tái)伺服。

印刷色組是由色棍、版滾和底輥組成，版滾底輥可以由一臺(tái)伺服經(jīng)齒輪耦合，也可以由兩臺(tái)伺服進(jìn)行同步控制。

三、軟件控制方法

1、電子凸輪+虛軸控制方法

虛擬軸是指為了控制需要，由運(yùn)動(dòng)控制器模擬出來(lái)的數(shù)學(xué)模型，是沒(méi)有存在的軸。但是所有的實(shí)軸都可以建立起與虛軸軸間的數(shù)學(xué)關(guān)系。在本例中虛擬軸被模擬成主軸，其他所有軸根據(jù)電子凸輪的曲線與主軸之間建立相應(yīng)的位置關(guān)系。

2、PID張力調(diào)節(jié)

在印刷過(guò)程中，為了保持張力的恒定，一般采用張力傳感器的模擬量反饋來(lái)控制放紙軸和收紙軸的速度。本例中采用運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)置的模擬量輸入口和PID調(diào)節(jié)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)張力恒定。

3、相位補(bǔ)償

當(dāng)個(gè)色組之間發(fā)生套色不準(zhǔn)時(shí)，自動(dòng)或者手動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)將偏差信息輸入到運(yùn)動(dòng)控制器，運(yùn)動(dòng)控制器會(huì)采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒ㄗ詣?dòng)校準(zhǔn)偏差的色組。

采用安川運(yùn)動(dòng)控制器MP系列+Σ-Ⅴ系列伺服的全輪轉(zhuǎn)柔版印刷設(shè)備有以下特點(diǎn)：

1）采用總線型的MP+Σ-Ⅴ，精度高，響應(yīng)速度快，省接線

2）無(wú)軸少齒輪，減少機(jī)械磨損，增加機(jī)械壽命

3）高精度印刷，印刷精度在10絲以?xún)?nèi)（隨機(jī)械不同或有差異）

四、項(xiàng)目取得效果及客戶(hù)反饋情況

該設(shè)備最高時(shí)速可達(dá)到180m/min，精度為0.1mm，大幅度實(shí)現(xiàn)印刷的高產(chǎn)量，高精度，高效益。

客戶(hù)在展會(huì)上展出了此柔印機(jī)，讓眾多行業(yè)內(nèi)人士眼前一亮，一經(jīng)推出就好評(píng)如潮，展位每天都吸引了很多觀眾，大家對(duì)于他們此次參展的這款柔印機(jī)表現(xiàn)出了濃厚的興趣。

現(xiàn)在此設(shè)備已經(jīng)出口到了很多國(guó)家，如西班牙、奧地利、蒙古、伊朗；而在荷蘭和德國(guó)等國(guó)家，也已經(jīng)開(kāi)始了OEM的產(chǎn)品出售，馬來(lái)西亞、印度也主動(dòng)和他們洽談代理事項(xiàng)。