先進運動控制技術在印刷設備上的應用
http://www.debgrams.com 2009-01-16 09:26
今天，最常見 印刷機都采用柔版印刷工藝。 柔版印刷是一種回轉印刷方法，它 凸起 圖案表面 各種承印物上印制圖案。即 橡膠版或感光樹脂版非印刷區域 撤出和降低， 印版上生成所要印刷 圖案。 印版與直徑各不相同 回轉圓筒相連以獲 各種尺寸 圖案。油墨則是 一個稱為網紋輥 具有網狀結構 油墨計量輥轉移到印版表面。通常，噴墨裝置與刮刀協同工作， 為網紋輥供應油墨。 上述系統操作可以針對每種印刷顏色 印刷機上重復。目前，一臺印刷機上 平均印刷站 數目為10個，卷筒紙 寬度為 6 到 136 英寸。
印刷應用中主要運動類型
印刷應用多種多樣，從簡單 單色印刷，一直到需要定位 復雜多色印刷。 大多數印刷應用都使用一個包含要印刷 圖案 回轉噴墨頭，印刷表面通常是一種直接與噴墨頭接觸 卷筒紙。 卷筒紙常為線性 ，可以由任意種類 材料組成，包括紙、塑料或樹脂薄膜，波紋紙等。印刷油墨直接供應給噴墨頭， 噴墨頭與卷筒紙接觸時，圖案就轉移到卷筒紙上。
印刷應用中 主要運動類型為主軸/從軸運動——要 上面進行印刷 卷筒紙為主軸，噴墨頭為從軸。 傳統 印刷機 卷筒紙和噴墨頭之間是機械連接 ， 現 ，考慮到 高性能運動控制器可執行電子式凸輪仿形，以及印刷 最終用戶提高機器靈活性，并希望縮短生產期限和實現快速生產轉換 要求，通常使用伺服機構。尤其 噴墨頭而言更是如此， 對卷筒紙主軸也具有這種要求。
多色印刷應用中包含多個噴墨頭，每個噴墨頭對應于一種顏色，成為主軸 從軸，各個噴墨頭之間要保持相互對準。 其他類型 運動 印刷應用中 少見，例如用于 機器維護和產品切換中將噴墨頭移進和移出 調整軸。
典型 印刷應用需要使用多種運動控制部件，包括編碼器或旋轉變壓器等反饋部件、伺服電機、減速器、伺服放大器和高性能運動控制器。 印刷中使用 運動控制方法也可用于其他回轉從軸與線性卷筒紙接觸 紙品加工應用。
運動控制中存主要問題
印刷應用中實現運動控制存幾個問題。
首先是當噴墨頭與卷筒紙接觸時，噴墨頭 速度 到精確控制非常重要。 ，速度相互匹配，但 ，噴墨頭 速度會高一些或低一些。速度匹配不精確時， 會使印刷質量下降， 可能造成材料損壞。
噴墨頭 圓周與產品長度相同，則運動關系是二者之間 一個傳動比，此外還有一個位置同步關系（例如，它們是成比例 ，但從軸 一個特定主軸位置鎖定， 印刷發生 卷筒紙 正確位置上）。 噴墨頭 圓周與產品長度不同，當噴墨頭與卷筒紙接觸時會產生速度匹配， 產品 剩余長度，噴墨頭必須加速或減速， 合適 位置與卷筒紙接觸以加工下一件產品。
此外， 執行運動曲線時， 要 速度上同步， 還要 位置上同步。這樣才能使主軸/從軸 相互關系， 從停止到全速 所有主軸速度下都有效， 將廢品率降到最低。 速度取決于承印物，標簽 印刷速度通常為 300～1000 FPM， 塑料上進行中央壓印滾筒式柔印（卷筒紙繞 一個很大 中央壓印滾筒上，噴墨頭沿滾筒四周定位） 速度為 1000～2000 FPM，而 紙張上進行中央壓印滾筒式柔印 速度可超過 3000 FPM。
當然也有例外， 卷筒紙和印版 速度不匹配，其中一個 速度可超過或不足印版輥 2% 重復長度。 最終客戶可以將尺寸盡量與實際需要相接近，而 接受機器所能生產 量，這樣可以節省印版筒/套筒，并大大節省材料。
多數印刷應用還需要進行定位，而不同定位 差異是很大 。最佳定位應 0.0005 英寸范圍內，中央壓印圓筒式柔印為 0.002 英寸，而連線印刷為 0.003 英寸。運動曲線需要動態進行調節，以補償卷筒紙上定位標記之間距離 微小變化。 這種情況尤其見于多色印刷， 這種印刷中，必須保持顏色 精確套準，以使最后 印刷圖案具有良好質量。
產品長度 全部范圍來設計電機/放大器 組合也很重要。 設計時，最小和最長 產品可能不會代表最差情況。 通常建議這種設計要針對若干個產品長度 （如 5 或 10）來完成，以確保確定一個適用于整個產品范圍 適宜電機/放大器組合。 力和扭矩隨機器規格尺寸變化很大，負荷慣性也隨設計而不同。 運動控制部件 設計要滿足 10:1 至 200:1 慣性不匹配。
如何應用運動控制技術改進印刷 印前與印后，并可能時進行定量
高速 產品定位 印刷 成功至關重要。要做到高速定位，需要對驅動器或運動控制器提供高速位置鎖定輸入， 遇到定位標記時捕獲精確 主軸位置。 用前、后兩個位置之間 差值用于計算定位標記之間 實際距離。即該距離與標記之間 理論距離進行比較， 計算出一個校正量。 隨后將該校正量代入從軸運動曲線。
從檢測到定位標記到應用校正量所需 時間 生產高質量 產品十分重要。這個時間完全取決于用于該應用 運動控制器，也會因所用技術受到影響（例如，一些數字運動控制網絡具有一個必須進行補償 輸送滯后， 某些應用中可能是無法接受 ）。 某些應用中需要使用專門定位算法，例如對幾個或很多個產品 校正量進行平均，對校正量進行過濾，或要求 運動曲線 某些段不應用校正量。 運動控制器還應能夠恰當處理卷筒紙拼接以及缺失 定位標記。
典型 基礎配置 10 色印刷機生產線具有 65 個以上 閉環運動控制軸。 更大 生產線中，通常超過 100 個軸。過去，每個軸都 機械方式傳動，而現 ，更新后 控制系統提高了定位性能，將定位精度削減到舊系統定位精度值 一半。 這些控制系統具有很高 靈活性，可以應對特殊任務，提供無限 可變重復。 用于替代前面討論 速度匹配 方法，它能夠使用戶增加或降低印版輥相 卷筒紙 速度，以改變重復長度。
這些改進還可使速度更快，使最大速度從 1200 FPM 提高到 2000FPM，柔版印刷過程則可以達到更高 速度。印刷機從一個任務切換到下一個任務 時間從平均 4～6 小時縮短到 30 分鐘， 某些情況下 更短。采用運動控制及印刷驅動裝置定位系統 機械手對切換時間有很大影響。 應用中， 整個控制系統提供了更佳診斷信息，機器生產時間 以延長。
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