• 關(guān)鍵詞： 羅升橫河DD馬達(dá) 羅升同步控制器， 色標(biāo)，高精度|羅升同步控制器與直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)在全自動(dòng)不干膠印刷機(jī)中的應(yīng)用與調(diào)試||趙琦|天津羅升企業(yè)有限公司 伺服產(chǎn)品處| 運(yùn)動(dòng)控制
• 摘要：介紹羅升同步控制器SPC-007技術(shù)特點(diǎn)，與羅升橫河DD馬達(dá)的技術(shù)特點(diǎn)。介紹不干膠印刷機(jī)電氣構(gòu)架以及同步控制器SPC-007與橫河DD馬達(dá)在不干膠印刷機(jī)上的應(yīng)用，并展望了不干膠印刷機(jī)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)。

0 前言
標(biāo)簽主要應(yīng)用于裝飾、信息、識(shí)別、防偽、儲(chǔ)運(yùn)等五大領(lǐng)域。標(biāo)簽應(yīng)用較多的行業(yè)和產(chǎn)品主要有：日化、化妝品、電子家電、醫(yī)藥、日用品、食品及飲料、超市零售和物流，工業(yè)相關(guān)產(chǎn)品、安全、防偽相關(guān)產(chǎn)品、環(huán)保相關(guān)產(chǎn)品等。據(jù)有關(guān)資料顯示：全球標(biāo)簽市場(chǎng)發(fā)展迅速，2007年全球標(biāo)簽銷售額預(yù)計(jì)達(dá)到620億美元，近30年來每年增長(zhǎng)5%~7%，各種標(biāo)簽產(chǎn)量達(dá)到330億平方米，其中歐洲已超過10億平方米，人均消費(fèi)為15平方米。美國(guó)每年增長(zhǎng)5%，日本每年增長(zhǎng)3%~5%，中國(guó)、拉美地區(qū)、歐洲東部增長(zhǎng)速度最快，為15%~20%。全自動(dòng)商標(biāo)印刷機(jī)在國(guó)外印標(biāo)機(jī)市場(chǎng)是主流產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)也被越來越多地投入生產(chǎn)。為了提高印刷速度與精度，使得設(shè)備便于維護(hù)與維修，很多標(biāo)簽印刷設(shè)備生產(chǎn)廠商都選用直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)與同步控制器。1 羅升SPC-007同步控制器產(chǎn)品特點(diǎn)
羅升SPC-007同步控制器（圖1）是為標(biāo)簽印刷機(jī)設(shè)備專門開發(fā)的同步控制器，控制器可以對(duì)標(biāo)記間隔變化的能夠自動(dòng)更新進(jìn)給長(zhǎng)度予以隨動(dòng)，保持停止精度。也可與上下動(dòng)作的印刷滾等工具同步。具有保持工具的周期時(shí)間和進(jìn)給所需的時(shí)間之穩(wěn)定比率的功能，工具的周期時(shí)間變動(dòng)后，進(jìn)給速度自動(dòng)更新，能防止在印刷材料的進(jìn)給途中與工具嚙合。圖2是SPC-007與控制界面、驅(qū)動(dòng)設(shè)備的電氣連接圖。

圖1 羅升SPC-007 同步控制器

圖2 羅升SPC-007 控制連接圖
2 羅升橫河DD馬達(dá)技術(shù)特點(diǎn)
在標(biāo)簽印刷設(shè)備上使用DD馬達(dá)，主要是關(guān)于DD馬達(dá)高精度、高剛性、高速度等特性：
間隙誤差被消除。普通的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于有減速機(jī)、聯(lián)軸器、齒輪、皮帶或絲杠等中間環(huán)節(jié)，間隙誤差是肯定無法避免的，尤其是對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)所造成的機(jī)械磨損更是無法補(bǔ)償。DD馬達(dá)恰恰能很好的解決以上的問題，由于DD直接驅(qū)動(dòng)的安裝方式（圖3），誤差被減為最少；而且它的伺服特性也可以隨時(shí)修正誤差，達(dá)到最理想的控制精度。

圖3 羅升橫河DD馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)與伺服+減速機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)比較
高解析度和高定位精度。DYNASERV DD馬達(dá)選配的編碼器分辨率很高，DM1B-045的解析度為655,360PPR（DM1A系列 達(dá)到4096000PPR），電器控制精度高，已經(jīng)超過普通伺服的控制精度1個(gè)數(shù)量級(jí)。由于制作相當(dāng)精密，最終的精度控制一般可以達(dá)到2秒以內(nèi)。
羅升橫河DD馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)（圖4）決定了它的高剛性，結(jié)構(gòu)緊湊，使用效率高。DD 馬達(dá)的剛性很強(qiáng)，與負(fù)載結(jié)合后特性很硬，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)器要求更高。最新型的DYNASERV驅(qū)動(dòng)器可以提供在線增益調(diào)試和共振濾波。馬達(dá)中空獨(dú)特設(shè)計(jì)不但減輕了自身慣量，也給客戶提供了更多的安裝形式。組合后的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)更加緊湊，使用效率比較其他方式最高。

圖4 DD馬達(dá)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)永磁式定子
羅升橫河DD馬達(dá)的相對(duì)轉(zhuǎn)速比較低，額定轉(zhuǎn)速基本在60rpm~240rpm之間，但是這里的轉(zhuǎn)速是最終在轉(zhuǎn)臺(tái)上的轉(zhuǎn)速，相對(duì)比普通伺服+減速機(jī)的構(gòu)架，在最終轉(zhuǎn)速上也是非常有優(yōu)勢(shì)。在保持轉(zhuǎn)速的同時(shí)DD馬達(dá)保持了高的輸出扭力，由于采用永磁定子，因此在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)羅升橫河DD馬達(dá)的扭力輸出曲線能夠保持平滑線性特性（圖5）。

圖5 DD馬達(dá) 轉(zhuǎn)速-扭矩輸出特性
羅升橫河的GIII驅(qū)動(dòng)器采用了I-PD控制方式，同樣帶寬的電流環(huán)，采用I-PD控制的GIII驅(qū)動(dòng)器達(dá)到10Hz帶寬的位置環(huán)，與傳統(tǒng)的PID控制方式相比，減小了2.5倍的速度帶寬。這個(gè)特點(diǎn)決定了馬達(dá)的高剛性（位置帶寬）。

圖6 橫河GIII驅(qū)動(dòng)器控制控制圖
3 羅升同步控制器SPC-007與羅升橫河DD馬達(dá)產(chǎn)品在不干膠印刷機(jī)的應(yīng)用
不干膠商標(biāo)印刷機(jī)采用平壓式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要完成工藝：送紙，印刷（二次套?。瑝和?，燙金，裁切或收卷，計(jì)數(shù)。印刷速度為60-180次/分鐘。一次印刷測(cè)定值<0.03mm，二次套印測(cè)定值<0.035mm（統(tǒng)計(jì)值）。DD馬達(dá)主要用于驅(qū)動(dòng)輥的拖動(dòng)，由控制原理圖7所視，1次印刷時(shí)單軸控制器SPC007控制DD馬達(dá)的行走長(zhǎng)度和速度，印版上下印色；二次套印時(shí)，色標(biāo)傳感器掃描Mark點(diǎn)，通知SPC007以追Mark模式控制DD運(yùn)動(dòng)，印版上下套色。行走距離和速度的設(shè)定可由上位指撥開關(guān)或人機(jī)界面來完成。比較舊型機(jī)種，節(jié)省了人力，尤其針對(duì)套色問題，完全是由控制器來完成。避免了機(jī)械誤差所造成經(jīng)常作機(jī)械調(diào)整的工作，大大提高了工作效率。并且維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備安全性好。

圖7 DD馬達(dá)+SPC-007控制原理圖
羅升橫河GIII驅(qū)動(dòng)器的示波器功能（圖8）可以顯示出實(shí)施抓取的實(shí)時(shí)速度命令與實(shí)際速度，從而可以分析出共振點(diǎn)的頻率，加適當(dāng)?shù)臑V波器，可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)位置控制。圖8是在東莞萬鴻機(jī)械調(diào)試不干膠印刷機(jī)時(shí)候?qū)崟r(shí)抓取的波形圖。

圖8 GIII驅(qū)動(dòng)器示波器功能4 結(jié)論
目前，國(guó)產(chǎn)較高檔次的標(biāo)簽產(chǎn)品基本上可滿足國(guó)內(nèi)三資企業(yè)和大型國(guó)企的需要，但是近年來，中國(guó)標(biāo)簽市場(chǎng)對(duì)高檔次、可自動(dòng)貼標(biāo)的不干膠標(biāo)簽機(jī)需求量迅速增多，國(guó)內(nèi)的一些大印刷廠家陸續(xù)引進(jìn)了先進(jìn)的凸版和柔版標(biāo)簽印刷設(shè)備來滿足市場(chǎng)需求。而中國(guó)本土化的標(biāo)簽印刷設(shè)備在技術(shù)、性能上相對(duì)國(guó)外產(chǎn)品有一定的差距，使得一些擁有先進(jìn)技術(shù)裝備的國(guó)外專業(yè)標(biāo)簽印刷設(shè)備廠商瞄準(zhǔn)這一商機(jī)，紛紛將設(shè)備打入中國(guó)市場(chǎng)甚至在中國(guó)投資建廠。但為了奪回這一標(biāo)簽印刷市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)不干膠標(biāo)簽印刷設(shè)備生產(chǎn)商也在加大研發(fā)力度向高檔次領(lǐng)域發(fā)展。羅升企業(yè)以引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提升制造業(yè)水平為使命，最早將羅升橫河DD馬達(dá)引進(jìn)到臺(tái)灣的不干膠設(shè)備生產(chǎn)廠商，并形成規(guī)模生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)廠商也在逐步應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)。隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來越多的高新技術(shù)被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。羅升公司希望架起技術(shù)的橋梁，更多地將國(guó)外成熟的應(yīng)用技術(shù)提供給行業(yè)中人分享。參考文獻(xiàn)
[1]李軍紅，陳潮填，唐忠平. 交流永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)的變結(jié)構(gòu)控制。 《微特電機(jī)》 2006年第一期 第32卷。
[2]譚俊嶠。透視標(biāo)簽印刷業(yè)的發(fā)展新趨勢(shì)。《印刷工業(yè)》2006年第2期。
[3]Andrew S. Tanenbaum, “Computer Network” Qinghua University, Bejing, 2002.
[4]Yokogawa Electric Corporation. Direct Driver Motor Intelligent Driver Technical Information
[5]TM Jahnsm, WLSoong.　Pulsating Torque Minimitation Techniques for Permanent Magnet AC Drives-A Review IEETrans[J]. on Industrial Electronics,2005,IE-43(2):321-330