無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代末90年代初出現(xiàn)的新的傳動(dòng)技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年多次研發(fā)、試制、試用和推廣，到了90年代后期才應(yīng)用到各類卷筒紙和部分其它印刷機(jī)上。到目前在張紙膠印機(jī)，表格印刷機(jī)上都有應(yīng)用。
 
        比如卷筒紙膠印機(jī)各機(jī)組間，印刷機(jī)組和折頁(yè)機(jī)組，印刷機(jī)組和給紙機(jī)組之間都是由一個(gè)主電機(jī)帶動(dòng)主傳動(dòng)軸和斜齒輪傳遞到個(gè)印刷機(jī)組的，各印刷機(jī)組的同步運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)完成印刷任務(wù)的。即為有軸傳動(dòng)。
 
        由于科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，到了20世紀(jì)90年代中期推出了印刷機(jī)的各印刷機(jī)組由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)組之間不設(shè)有機(jī)械軸，各機(jī)組不再依靠機(jī)械軸同步運(yùn)行而是由電子軸來(lái)完成印刷任務(wù)了。即而無(wú)軸傳動(dòng)印刷機(jī)。無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際上是一種伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控制量能夠跟隨輸入目標(biāo)值或給定值的任意變化而變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它來(lái)用眾多的伺服電機(jī)來(lái)分別驅(qū)動(dòng)各機(jī)組的伺服運(yùn)行，這些伺服電機(jī)并非各自為政，而是緊密相連相約的，它們的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由不同層次的網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)來(lái)控制，從而在瞬間實(shí)現(xiàn)協(xié)作和機(jī)組的同步運(yùn)行，這些驅(qū)動(dòng)設(shè)備以及各種網(wǎng)絡(luò)形成了一條“虛擬軸”從而取代了有軸來(lái)帶動(dòng)印刷機(jī)組同步運(yùn)行，因此稱這樣的一種自動(dòng)化控制系統(tǒng)為無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)。如圖—所示為此人生產(chǎn)N431小塔的系統(tǒng)配置圖。此畫面可進(jìn)行用戶謄錄，高級(jí)用戶登錄后可打開“創(chuàng)建作業(yè)”或“編輯作業(yè)”的開關(guān)，這樣才能在另一個(gè)“作業(yè)管理”畫面上才能進(jìn)行相應(yīng)的操作，此畫面上的其他功能主要用于系統(tǒng)安裝調(diào)試階段，只有經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)且有此人授權(quán)的專業(yè)人員才能進(jìn)行操作，其他人員不得操作或修改系統(tǒng)參數(shù)，這主要為了確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

        此人生產(chǎn)的N431小踏的控制系統(tǒng)組成如圖二、三所示。它是由上位機(jī)+PLC控制（三菱）+BAUMUELLER驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)的核心是MDS（M-Drive驅(qū)動(dòng)器組控制器），它為相關(guān)的驅(qū)動(dòng)器組計(jì)算給定值，并且控制驅(qū)動(dòng)器的同步循環(huán)周期（當(dāng)PLC供電后，自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行程序掃描和I/O。

        掃描，即輸入采樣，用戶程序執(zhí)行和輸出、刷新三個(gè)階段，完成上述三個(gè)階段是一個(gè)掃描周期，在完成一個(gè)周期后，在輸入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將其狀態(tài)和數(shù)據(jù)存入I/O映象區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。MDS通過(guò)SERCOS總線給驅(qū)動(dòng)器分配的給定值，每個(gè)電機(jī)需要一個(gè)M-Drive作為驅(qū)動(dòng)器的控制器。如圖二。

（1） 上位機(jī)：為工業(yè)PC用以太網(wǎng)TCP與PLC控制系統(tǒng)和BAUMUELLER驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通訊。

（2） PLC控制系統(tǒng)選用的三菱Q系列PLC，PLC之間采用CCLinK現(xiàn)場(chǎng)總線通訊，主PLC采用的高性能的Q06HCPU，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀寫和監(jiān)控程序，PLC與BAUMUELLER驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間通過(guò)以太網(wǎng)UDP協(xié)議（可收集或更改PLC數(shù)據(jù)，監(jiān)視CPU模塊運(yùn)作，控制狀態(tài)及傳遞任意數(shù)據(jù)），以太網(wǎng)是連接信息處理器的（諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)和工作站）最廣泛的網(wǎng)路。如圖三
控制系統(tǒng)：

　?。?） BAUMUELLER驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間SERCOS光纜進(jìn)行連接，如圖四

光纜電線：

         印刷機(jī)無(wú)軸驅(qū)動(dòng)管理模式各有不同，有的采用512x32-bit標(biāo)準(zhǔn)板本控制作為MDS，這種MDS管理器通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接后最多可以由MDS-Master管理32個(gè)MDS，一個(gè)MDS管理器最大可以管理48個(gè)變頻驅(qū)動(dòng)器MDS同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
　　　　如圖五 MDS－同步驅(qū)動(dòng)控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制管理器
　　　　MDC－電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器 M－伺服電機(jī)

無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）精確度提高：
 
　　我們都知道傳統(tǒng)的傳動(dòng)是采用一個(gè)主軸傳送動(dòng)力，每個(gè)部分之間又靠傳動(dòng)齒輪來(lái)傳動(dòng)傳遞移動(dòng)力矩，雖然在設(shè)計(jì)都考慮了扭轉(zhuǎn)變形的影響，但是這種變形是不可避免的。而無(wú)軸傳動(dòng)方式不存在機(jī)械轉(zhuǎn)軸扭曲和齒輪間的齒隙游移。因此也就不會(huì)產(chǎn)生所謂的傳遞誤差，而齒輪之間長(zhǎng)時(shí)間的磨合擠壓就會(huì)產(chǎn)生變形和磨損，從而會(huì)影響到動(dòng)力的傳動(dòng)精度，就會(huì)造成印品的套印誤差，而無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)就不會(huì)產(chǎn)生這種缺陷。而套印誤差亦可忽略不計(jì)。
　　（2）操作方便靈活：
 
　　無(wú)軸傳動(dòng)是由多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，控制信號(hào)直截作用于伺服電機(jī)，各電機(jī)都可獨(dú)立工作，而電機(jī)可直截調(diào)節(jié)印刷滾筒的相位。這就為快速響應(yīng)提供了可靠保證，而有軸傳動(dòng)是做不到這一點(diǎn)的。另外每個(gè)印刷塔甚至每個(gè)印刷橋之間都是獨(dú)立的，在準(zhǔn)備印刷階段每個(gè)部分的操作都可以不受其它部分的約束。這就給操作者節(jié)省了大量時(shí)間，這也就提高了生產(chǎn)效率。另外無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)的靈活性還體現(xiàn)在它可以和不同的廠商提供不同的外國(guó)設(shè)備實(shí)現(xiàn)理想的對(duì)接，任意組合，達(dá)到完美的組合。
　　（3）噪聲減?。?BR> 
　　因?yàn)橛休S是屏棄了傳統(tǒng)的主軸、齒輪箱等，這就會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，而無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)是采用一些控制模塊來(lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)印刷滾筒的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這就減少了運(yùn)動(dòng)機(jī)件，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，也就減少了產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的部件，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中也就大大降低了噪聲。
　?。?）便于功能擴(kuò)展：

　　因?yàn)槭菬o(wú)軸傳動(dòng)，所以組合配置方便靈活，便于功能擴(kuò)展，如果遇到報(bào)紙擴(kuò)版，需要增加機(jī)組，無(wú)軸控制系統(tǒng)就可以很方便地將新的印刷機(jī)組與原來(lái)的印刷機(jī)組結(jié)合，沒有機(jī)械方面的連接的麻煩，各機(jī)組可由伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以獨(dú)立工作，比有軸安裝起來(lái)方便的多。
　?。?）可進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷：
 
　　進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，縮短了企業(yè)與企業(yè)之間的距離，使印刷機(jī)的遠(yuǎn)程診斷和技術(shù)服務(wù)成了可能。而無(wú)軸傳動(dòng)印刷機(jī)的數(shù)字化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，又使遠(yuǎn)程診斷的可能變成了現(xiàn)實(shí)。如果設(shè)備出現(xiàn)了故障，無(wú)論你在哪個(gè)省份，機(jī)器放在什么地方，只要有一根連接因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)線，只要你告知無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)印刷機(jī)生產(chǎn)廠家，幾乎你的機(jī)器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，就可為您進(jìn)行遠(yuǎn)程技術(shù)服務(wù)，解決故障，從而可以大大降低停機(jī)時(shí)間，確保生產(chǎn)任務(wù)的完成。
　?。?）傳動(dòng)精度提高：

　　伺服傳動(dòng)和矢量傳動(dòng)可以提供每轉(zhuǎn)400萬(wàn)脈沖甚至更高的編碼器。因?yàn)樗鼈儤O其精確，能夠?qū)ξ恢?、速率、速度進(jìn)行精密控制，完全可以搞定高精度的套?。茉?.001mm的范圍內(nèi)對(duì)印版滾筒進(jìn)行調(diào)整）和提高印刷要求。

無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)注意的問(wèn)題：

　?。?） 我們很容易的想問(wèn)一個(gè)很簡(jiǎn)單的道理，就是越是原始的越容易維護(hù)，無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用了眾多的電機(jī)，眾多的模塊來(lái)進(jìn)行工作，這就很難保證哪個(gè)電機(jī)哪個(gè)模塊不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，就是一根線頭沒有接好，就不能準(zhǔn)確的將信號(hào)正確地發(fā)送出去，就會(huì)使下一級(jí)接收不到信號(hào)，也就無(wú)法構(gòu)成反饋回路，也就無(wú)法開機(jī)。因此使用無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電氣維修等工作提出了更加嚴(yán)格、技術(shù)水平更高的要求，也就是說(shuō)沒有一定技術(shù)能力的技術(shù)人員是勝任不了此項(xiàng)工作。

　?。?） 采用無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)控制印刷機(jī)，第一是為了保證無(wú)軸傳動(dòng)的伺服電機(jī)的功率要比有軸的功率要大，電網(wǎng)的穩(wěn)定性要高，可靠性好，還要保證使伺服系統(tǒng)有足夠的響應(yīng)力。以免由于起動(dòng)時(shí)的靜阻力矩和制動(dòng)時(shí)的慣性力矩而影響機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的同步精度，尤其是起動(dòng)力矩更為重要。我認(rèn)為一般同等功率的無(wú)軸伺服電機(jī)傳動(dòng)功率和有軸的傳動(dòng)功率一般在1.3～1.5倍左右。

　?。?） 無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，雖然機(jī)械部件減少許多，但是它對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的剛性，零部件的制造精度和安裝精度更高了。

無(wú)軸傳動(dòng)印刷機(jī)的展望

         從目前來(lái)看印報(bào)機(jī)的發(fā)展，無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)已成為大中型企業(yè)印報(bào)機(jī)的主流設(shè)備，今后將隨著無(wú)軸傳動(dòng)方式，且朝著高速、高精度、高自動(dòng)化方向發(fā)展，同時(shí)加上卷筒紙自動(dòng)接紙，自動(dòng)套印，自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)黑色預(yù)制，遠(yuǎn)程診斷等高新技術(shù)的應(yīng)用的成熟，將是印報(bào)機(jī)業(yè)內(nèi)追求的主流，但是無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)印報(bào)機(jī)的造價(jià)仍然是比較高，對(duì)維修人員的技術(shù)水平也是比較高的。因此有軸卷筒紙印報(bào)機(jī)仍是中小企業(yè)印報(bào)機(jī)主要設(shè)備。但從目前印報(bào)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)成為印報(bào)機(jī)的主流傳動(dòng)形式，今后將以無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)方式而主，且向著高速度、高可靠性、高自動(dòng)化、無(wú)縫、無(wú)水、無(wú)版的方向發(fā)展。但今后無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)將取代有軸傳動(dòng)。

（轉(zhuǎn)載）

標(biāo)簽：傳動(dòng)系統(tǒng)　傳動(dòng)技術(shù)　以太網(wǎng)

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