无轴驱动瓦楞纸印刷和处理的未来

         近年来，随着市场对瓦楞纸印刷和处理要求的不断提高，更快的生产速度和更高的印刷质量正被人们普遍地提出。而传统的机械传动式印刷机由于机械传动扭性干扰，限制了生产质量的提高，已经难以适应目前市场的需求。

　　在传统技术已经不能满足市场要求的时候，市场上已经出现了更多新型技术。如博世力士乐SYNAX200，它就是其中比较具有代表的产品之一。它各单元独立模块化的无轴驱动自动控制系统的设计就是为满足市场的要求下应运而生的，传统的机械长轴将被“电子长轴”所取代。以下，我们将以瓦楞纸印刷机为例，详细概述其系统各单元是如何在这种新型系统控制中将性能获得提升。

　　前缘进纸

　　前缘进纸一直被认为是影响整体印刷效果的关键部分。在传统机械传动中它是机械凸轮的关键技术，牵涉到凸轮的设计和制造。有时候，即使人们对前缘进纸凸轮曲线有全面的认知或有新的创意去提升整台机器的效率，但是往往制造出一个高精度的凸轮似乎又是一个瓶颈。而目前，前缘进纸的高精度的凸轮机构主要依靠进口，一旦进纸部分机械结构或尺寸需要更改、对机械凸轮也要做出相应的改动，这对于机械制造商几乎是不可能的。

　　电子凸轮，就是在机械传动部位加装高精度的伺服电机，电机以事先计算得出的凸轮轨迹运行从而取代原先的机械凸轮机构。博世力士乐电子凸轮方案的出现彻底打破了机械凸轮所存在的瓶颈和格局，这主要得益于博世力士乐所独有的电子凸轮衍算和生成工具软件（CamBuilder）。客户可以按照自己机械的实际情况，以位置、速度、加速度、变加速度去生成凸轮曲线，为自己度身定造“凸轮”。更值得一提的是，即使是第一次接触凸轮曲线的设计者，也可通过内置的凸轮曲线设计向导，按部就班地生成凸轮。通过内部的计算可以非常直观地了解该凸轮在不同印刷速度下的速度、加速度、变加速度，从而得出所需要的电子凸轮曲线。值得注意的是，一条合理的电子凸轮曲线会直接影响到执行伺服电机的工作效率。在同样的工作效率下，合理的电子凸轮曲线决定了最具性价比的伺服电机。

　　目前，市场上已经推出了这样的两套可供用户选择的电子凸轮方案。一套为电子凸轮的系统解决方案，即电子凸轮控制成为整机的无轴驱动系统方案中的一部分，由运动控制系统（MC）内置的电子凸轮同步功能来实现凸轮运动，针对高端的全无轴传动印刷机的解决方案；另一套是驱动器内集成的电子凸轮功能的单轴解决方案，也就是电子凸轮功能可由单个驱动器来实现。博世力士乐最新系列的驱动器（IndraDrive）集成了运动和逻辑的功能（MLD），这样只需要在原有的机械长轴或主传动齿轮上加装一个编码器，便可实现前缘进纸机构和整台机器的同步，驱动器集成的PLC功能就可在不用修改原有机器程序的情况下，对前缘进纸机构进行独立控制。这对于原有机器功能的升级和改造是一个性价比非常高的解决方案。

　　由伺服驱动的传输辊以平滑的加速度传输纸板，可最大程度地避免打滑产生的影响，从而最小化由进纸机构导致的印刷套准误差。同时，亦可配合力士乐SYNAX200内部的自动套准控制功能。

　　印刷单元

　　传统机械传动影响印刷效果的主要因素有：传动机械刚性和间隙、制版或贴版的精度、印刷版辊，网纹辊和压印辊之间合适的压力。

　　现在通过在每个印刷辊筒安装伺服电机，可以改变这些因素，使印刷辊筒成为真正的“电子轴”，分辨率达到1/8000000转的“电子轴”，他们和运动控制系统（MC）内部的“虚拟主轴”（分辨率为220）同步。电子同步钢性效果远超过机械钢性效果，并且“电子轴”的直接传动能避免传统齿轮传动啮合间隙的影响。

　　印刷辊筒的独立驱动避免了从机械传动齿轮上传递的扭性干扰，带位置记忆功能的“电子轴”可在每次开机前轻松进入预先建立的套准位置，通过电子齿轮可对印刷长度进行精调，减小制版或贴版过程中没对准导致的套准误差。力士乐SYNAX200内部的自动套准控制功能可最大程度地保证印刷质量。

　压痕和开槽

　　在压痕部位，将压痕刀辊侧安装伺服电机，实现在开机前刀具根据纸板的宽度快速而精准的定位。可在系统中生成常规纸板尺寸的数据库，客户只需在操作前选择要生产的纸板规格，就可完成所有的参数设定。

　　而开槽的基本任务是在纸板固定的位置上开一个或两个槽，通过在开槽刀上安装伺服电机来改变槽在纸板上的位置或调整开槽刀周向的角度，这些都可以自动完成，无需人工操作。这种柔性的调整方式，减少了不同生产订单之间切换所需要的设定时间。

　　圆模切

　　圆模切引起的振动，是传统机械齿轮传动中干扰源的主要组成部分。一方面，产生的干扰传递到印刷单元影响了印刷质量；另一方面，通过机械齿轮传动分配到各个单元上的动力不均匀而又相互干扰，影响了圆模切的质量。

　　模切刀辊和砧辊可用两个伺服电机独立驱动，是全面保证生产质量的解决方案。这样，模切刀辊得到了足够的动力和位置控制，既保证了模切的精度，又不会把振动带到其他单元，砧辊在伺服电机的运动控制下延长了使用寿命。

　　在圆模切这方面，除了使用SYNAX200整体自动化系统的解决方案和先前介绍的前缘进纸方案一样，也可通过最新系列的驱动器（IndraDrive）集成的运动和逻辑的功能（MLD），对原有机器的模切进行升级和改造。

信息来源：全球瓦楞工业