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    (1)控制精度大大提高。

    (2)低頻特性增強(qiáng)。

    (3)矩頻特性好。

    (4)速度響應(yīng)性能、控制性能(閉環(huán)控制)和過載能力大大提高。

    5.1總體改造方案

    （1）拆除直流調(diào)速主機(jī)和機(jī)械通軸、差速齒輪箱、步進(jìn)電機(jī)等所有主傳動和步進(jìn)伺服傳動零部件，用7組獨立的交流伺服電機(jī)單元取代上述部件來實現(xiàn)傳動和位置補(bǔ)償功能。這里說的7組單元是6個色組加1套模切單元，如果算上2組張力單元則應(yīng)該是9組，因此軸數(shù)會因不同的機(jī)型改造方案而不同。

    （2）7組交流伺服電機(jī)單元通過高精度免維護(hù)減速器(速比為5：1或10：1)直接與印版軸或模切軸相連，把電機(jī)到版軸之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)減至最少，并實現(xiàn)7軸獨立伺服驅(qū)動。

    5.2具體改造方案   

圖1直流調(diào)速電機(jī)＋機(jī)械通軸結(jié)構(gòu)示意圖

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    從圖1可以看到，設(shè)備改造前的傳動及套印結(jié)構(gòu)是一臺35kW的直流調(diào)速電機(jī)通過一根長軸將6個印刷單元連接在一起。改造方案是將圖1中虛線部分的結(jié)構(gòu)拆除，改造成如圖2所示的結(jié)構(gòu)。  

圖2獨立交流伺服驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖（改造后）

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    印版電機(jī)驅(qū)動單元擬采用力士樂公司的Ecodrive型智能交流伺服驅(qū)動器和配套的MHD高性能交流伺服電動機(jī)。其中伺服驅(qū)動器內(nèi)部帶有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)(本次改造不使用位置環(huán))，電機(jī)軸速度和位置檢測元件是伺服電機(jī)自帶的2500旋轉(zhuǎn)編碼器(4倍頻)。利用伺服驅(qū)動器上的第二編碼器接口來實現(xiàn)多軸速度跟隨和同步，同步結(jié)構(gòu)如圖2中虛線部分所示。

    實際上，印刷機(jī)的同步控制包括兩方面的內(nèi)容，一方面是各印版軸轉(zhuǎn)速的同步，另一方面是印刷套印同步控制，即通過光電掃描器檢測印刷碼刻線的實際位置，并與理論位置進(jìn)行比較，輸出脈沖信號(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn))給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(改造前是步進(jìn)電機(jī))進(jìn)行位置調(diào)整，它構(gòu)成了同步控制的外環(huán)。

    采用伺服控制器在速度方式下對印版電機(jī)進(jìn)行控制．僅能獲得很好的動態(tài)特性。但在印刷過程中，由于各電機(jī)伺服驅(qū)動器特性上或多或少存在差異，因而長期運行過程中必然有累積誤差，而上述外環(huán)控制就是為了解決這個問題。

    內(nèi)部速度環(huán)主管各軸速度的同步，要求有良好的動態(tài)性能，各種擾動給內(nèi)部速度環(huán)帶來的誤差可以通過外環(huán)控制加以彌補(bǔ)，外部位置環(huán)保證了穩(wěn)定性和套印精度，如圖3所示。    

圖3內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖

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    本改造方案保留了原系統(tǒng)中套印控制的信號檢測、處理和發(fā)送環(huán)節(jié)，只把作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)改成交流伺服電機(jī)。因此，如何將以前發(fā)給步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號轉(zhuǎn)為控制交流伺服電機(jī)的信號是要研究的一個主要問題?，F(xiàn)在的設(shè)想是通過調(diào)試原有套印系統(tǒng)的操作參數(shù)(實際上也是PID參數(shù))以及交流伺服控制器上的PlD參數(shù)，來解決這一問題。

    5.3套印原理

    在多色印刷中，一般采用改變印版滾筒的轉(zhuǎn)動角度以達(dá)到調(diào)整印刷位置的目的，其閉環(huán)控制原理如圖4所示。   

圖4套印控制原理框圖

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    根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器原理可知，其線數(shù)越多，即印版每轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的脈沖數(shù)越多，位置精度越高。假定印版周長為500mm，編碼器的線數(shù)為500線，則500mm對應(yīng)500個脈沖，1mm對應(yīng)1個脈沖，20mm對應(yīng)20個脈沖．

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    實際印刷位置的檢測是通過光電掃描器把檢測到的色標(biāo)信號轉(zhuǎn)化為電脈沖，這些電脈沖與旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的脈沖串同時被送到套印系統(tǒng)計算機(jī)。各色組色標(biāo)之間的距離給定值為20mm，即兩顏色套準(zhǔn)時，兩色標(biāo)之間的距離是20mm，對應(yīng)于編碼器脈沖數(shù)為20個脈沖。如圖5所示，色標(biāo)1與色標(biāo)2兩脈沖觸發(fā)時間段中計數(shù)為18個脈沖，如以印色1為基準(zhǔn)，則說明印色2的印版軸轉(zhuǎn)速太快，為使其速度減慢，糾正位置偏差，應(yīng)使伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)相當(dāng)于2個脈沖的角度；假設(shè)色標(biāo)2與色標(biāo)3兩脈沖觸發(fā)時間段脈沖數(shù)為23個脈沖，以印色2為基準(zhǔn)，則說明印色3的印版軸轉(zhuǎn)速太慢，為使其速度加快，糾正位置偏差，應(yīng)使伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)相當(dāng)于3個脈沖的角度以消除偏差。