1、概述：
最近幾年國內(nèi)外印刷機(jī)市場(chǎng)發(fā)生了很大的變化，由于全球化的生產(chǎn)競(jìng)爭，印刷用戶逐漸轉(zhuǎn)向了出口和高端市場(chǎng)，以追逐更高的利潤，因此對(duì)印刷設(shè)備提出了更高的要求。目前國際印刷機(jī)市場(chǎng)已逐漸趨向于使用帶有電子軸的印刷設(shè)備，歐洲市場(chǎng)已經(jīng)開始淘汰傳統(tǒng)的長軸印刷機(jī)，其中具有代表性的印刷機(jī)生產(chǎn)廠家是德國海德堡公司，該公司采用德國博世力施樂公司的電子軸控制系統(tǒng)生產(chǎn)的印刷機(jī)風(fēng)靡全世界，取得了極佳的社會(huì)反響和經(jīng)濟(jì)效益。相反國產(chǎn)印刷機(jī)技術(shù)水平還達(dá)不到中高端用戶的需求，還處于傳統(tǒng)型長軸印刷機(jī)為主的生產(chǎn)模式，新型的電子軸印刷機(jī)研制還處于起步階段。而隨著歐洲印刷機(jī)制造商設(shè)計(jì)加工水平的逐步提高，加上各種新技術(shù)的應(yīng)用，相繼推出了技術(shù)指標(biāo)更高，自動(dòng)化程度更高的印刷機(jī)，由于多種新技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)口新型電子軸印刷機(jī)正變得越來越精密和越來越復(fù)雜，其制造成本和維護(hù)成本也相應(yīng)大幅度增加，復(fù)雜機(jī)器的故障率和可靠性也越來越成問題，而且維護(hù)修理工作也由于復(fù)雜結(jié)構(gòu)和新技術(shù)應(yīng)用而變得更加困難。
2、系統(tǒng)主要工作指標(biāo)：
版輥周長： 300mm～1000mm
檢測(cè)精度：0.012mm
套印精度：0.1mm
伺服電機(jī)功率：3.7KW～5KW
最高車速：300m/min
3、系統(tǒng)組成：
1）系統(tǒng)工作原理：
本系統(tǒng)采用國際通用的印刷印品誤差檢測(cè)標(biāo)記（馬克線），檢測(cè)印刷標(biāo)記由于浸墨、烘干、料膜卷徑的變化等因素所引起的料膜張力變化，從而導(dǎo)致印品的套色發(fā)生偏差。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的印刷標(biāo)記兩兩間隔20mm，所以當(dāng)印品套色發(fā)生偏差時(shí)，印刷標(biāo)記兩兩間隔必然大于或小于20mm，利用光電眼所測(cè)量到的實(shí)際印刷標(biāo)記間隔信號(hào)，分機(jī)工作站處理該實(shí)際數(shù)據(jù)，獲得實(shí)際印刷標(biāo)記間隔距離，并通過現(xiàn)場(chǎng)總線上傳主站監(jiān)測(cè)；由主工作站本身處理誤差數(shù)據(jù)，發(fā)出電機(jī)相位調(diào)整信號(hào)，控制各色位伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
A、系統(tǒng)主站由歐洲先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制器和10英寸觸摸屏組成，該運(yùn)動(dòng)控制器可同時(shí)控制多達(dá)16軸分站，由于將伺服電機(jī)位置環(huán)上移至主站處理，所以整個(gè)電子軸系統(tǒng)的執(zhí)行單元（伺服電機(jī)）可以工作在速度環(huán)模式下，系統(tǒng)反映靈敏，印品套印誤差在主站中處理，調(diào)整及時(shí)，升降速過程中可保持很好的跟隨性能，可
以做到基本不發(fā)生跑偏現(xiàn)象。整個(gè)運(yùn)行過程中系統(tǒng)線速度平穩(wěn)，低速套印完成后，印品張力基本穩(wěn)定，調(diào)整量很??；
B、系統(tǒng)分站主要實(shí)現(xiàn)印品誤差的實(shí)時(shí)測(cè)量以及與主站之間的誤差數(shù)據(jù)通訊（CAN BUS）。該分站由本公司自制的處理單元組成，大規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列（FPGA）可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高低速誤差的一致性測(cè)量（對(duì)應(yīng)于同一印品誤差），測(cè)量誤差不超過0.01mm，系統(tǒng)反應(yīng)迅速，該芯片的測(cè)量信號(hào)從輸入到輸出可以達(dá)到10ns，完全保證了系統(tǒng)的需求，可實(shí)現(xiàn)在1200m/min的系統(tǒng)速度下測(cè)量準(zhǔn)確；
C、系統(tǒng)張力采用成熟的四段七電機(jī)張力控制系統(tǒng)。
張力檢測(cè)式張力控制系統(tǒng)一般由張力檢測(cè)器、張力控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。針對(duì)浮棍張力系統(tǒng)的弱點(diǎn)，采用張力傳感器檢測(cè)，并配有專用張力控制器所構(gòu)成的張力控制系統(tǒng)則能有效的克服浮棍張力的缺點(diǎn)，該方案主要的優(yōu)點(diǎn)如下：
以材料張力直接作為監(jiān)控對(duì)象，實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制對(duì)象明確，效果明顯；
檢測(cè)輥?zhàn)灾赜绊懣勺詣?dòng)消除，材料包角影響自動(dòng)消除，微張力也可監(jiān)控；
張力設(shè)定可用電位器設(shè)定，也可有PLC等上位機(jī)控制，通訊方式多樣；
內(nèi)含如錐度張力，非線形錐度補(bǔ)償、加減速補(bǔ)償、機(jī)械損耗補(bǔ)償?shù)葘Ｓ每刂乒δ苘浖?
張力檢測(cè)式張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成要素
張力檢測(cè)式張力控制系統(tǒng)一般由張力檢測(cè)器、張力控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。
張力檢測(cè)器
以“張力傳感器的檢測(cè)靈敏度高、溫度漂移小、過載能力強(qiáng)、工作可靠性好”等要點(diǎn)作為評(píng)價(jià)質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)，此外，完善的售后服務(wù)也很重要，可以免去很多后顧之憂。
張力控制器
公司采用的是三菱LE-40MTA型張力控制器作為組成張力檢測(cè)式張力控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。
其特點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：
LE-40MTA張力控制器性能優(yōu)良、操作調(diào)節(jié)簡便、PID參數(shù)有手動(dòng)設(shè)定和實(shí)時(shí)自調(diào)諧功能，還隨機(jī)帶有錐度控制、機(jī)械損耗補(bǔ)償功能、加減速補(bǔ)償，換卷控制等諸多的附加功能，使我們很容易應(yīng)用到各種軟包裝設(shè)備上。如分切機(jī)、模壓機(jī)、涂布機(jī)、印刷機(jī)；
LE-40MTA張力控制器在輸出端不但有0-24V的DC輸出可直接驅(qū)動(dòng)各種型號(hào)的磁粉離合器制動(dòng)器、磁滯離合器制動(dòng)器，還同時(shí)輸出有0-5V/0-±5V/4-20mA的控制型號(hào)，用戶可容易的連接伺服電機(jī)，矢量變頻、氣動(dòng)離合器制動(dòng)器等其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
張力控制系統(tǒng)選用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)調(diào)控制性能，以“轉(zhuǎn)矩控制精度高，細(xì)膩柔和”的控制特性為關(guān)注要點(diǎn)。張力控制的大小應(yīng)視材料的厚薄、質(zhì)料寬窄來決定。被印材料越厚、張力值越大；反之，張力值要小，
如印薄材料張力值要求更高，因?yàn)橐櫦氨挥〔牧掀鸢櫪臁⒆冃蔚葐栴}，一般情況下合適的張力調(diào)節(jié)是以多色“十字規(guī)線”全部套準(zhǔn)，不來回“移動(dòng)”為標(biāo)準(zhǔn)，如果印刷時(shí)“十字線”套印不穩(wěn)定，可適當(dāng)調(diào)整放卷和收卷的張力，使各色組“十字線”套準(zhǔn)穩(wěn)定為止，當(dāng)然印刷時(shí)低速、中速、高速情況下張力值是不完全相同的，建議在正常的速度下微調(diào)張力值為好，印刷過程中經(jīng)常出現(xiàn)“走位”現(xiàn)象，人們習(xí)慣去尋找設(shè)備、材料等原因。其實(shí)不然，影響套印精度的，往往為張力不適。如果能夠仔細(xì)調(diào)整張力，一般情況下，套印不準(zhǔn)可以迎刃而解。
D、系統(tǒng)信號(hào)增益的自適應(yīng)以及濾波：
該電路選用ALTERA公司的大規(guī)?？删幊踢壿嬯嚵校‵PGA）完成，采用硬件描述語言（VHDL HDL和VERILOG HDL）在FPGA內(nèi)部生成增益自適應(yīng)電路以及濾波電路；
E、快速預(yù)套印功能
機(jī)械傳動(dòng)印刷機(jī)每次在換版后，運(yùn)行前都要進(jìn)行預(yù)套印調(diào)整，以減少初期套印的廢品，通常采用旋轉(zhuǎn)編碼器定位，浮動(dòng)輥調(diào)整期間過料長，操作繁瑣，時(shí)間長，精度不高，印品損失大；電子軸傳動(dòng)系統(tǒng)通過程序計(jì)算出各個(gè)版輥需旋轉(zhuǎn)的相位，版輥只需隨意裝入印刷單元而不需要再恢復(fù)“零位”，隨后伺服電機(jī)會(huì)自動(dòng)將版輥轉(zhuǎn)到“零位”從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的高精度預(yù)套印；隨后進(jìn)入自動(dòng)套印印刷狀態(tài)，整個(gè)過程簡單方便、快速；
2）系統(tǒng)框圖
