领先运动控制技术在印刷设备中的应用

典型印刷机的组成与工作原理

今天,最常见的印刷机都采用柔版印刷工艺。柔版印刷是一种回转印刷方法,它通过凸起的图案表面在各种承印物上印制图案。即通过橡胶版或感光树脂版非印刷区域的撤出和降低,在印版上生成所要印刷的图案。印版与直径各不相同的回转圆筒相连以获得各种尺寸的图案。油墨则是通过一个称为网纹辊的具有网状结构的油墨计量辊转移到印版表面。通常,喷墨装置与刮刀协同工作,以便为网纹辊供应油墨。上述系统操作可以针对每种印刷颜色在印刷机上重复。目前,一台印刷机上的平均印刷站的数目为10个,卷筒纸的宽度为6到136英寸。

印刷应用中的主要运动类型

印刷应用多种多样,从简单的单色印刷,一直到需要定位的复杂多色印刷。大多数印刷应用都使用一个包含要印刷的图案的回转喷墨头,印刷表面通常是一种直接与喷墨头接触的卷筒纸。卷筒纸常为线性的,可以由任意种类的材料组成,包括纸、塑料或树脂薄膜,波纹纸等。印刷油墨直接供应给喷墨头,在喷墨头与卷筒纸接触时,图案就转移到卷筒纸上。

印刷应用中的主要运动类型为主轴/从轴运动——要在上面进行印刷的卷筒纸为主轴,喷墨头为从轴。传统的印刷机的卷筒纸和喷墨头之间是机械连接的,但是现在,考虑到通过高性能运动控制器可执行电子式凸轮仿形,以及印刷的最终用户提高机器灵活性,并希望缩短生产期限和实现快速生产转换的要求,通常使用伺服机构。尤其对于喷墨头而言更是如此,有时对卷筒纸主轴也具有这种要求。

多色印刷应用中包含多个喷墨头,每个喷墨头对应于一种颜色,成为主轴的从轴,各个喷墨头之间要保持相互对准。其它类型的运动在印刷应用中也不少见,例如用于在机器维护和产品切换中将喷墨头移进和移出的调整轴。
典型的印刷应用需要使用多种运动控制部件,包括编码器或旋转变压器等反馈部件、伺服电机、减速器、伺服放大器和高性能运动控制器。在印刷中使用的运动控制方法也可用于其它回转从轴与线性卷筒纸接触的纸品加工应用。

运动控制中存在的主要问题

在印刷应用中实现运动控制存在几个问题。

首先是当喷墨头与卷筒纸接触时,喷墨头的速度得到精确控制非常重要。有时,速度相互匹配,但有时,喷墨头的速度会高一些或低一些。速度匹配不精确时,不仅会使印刷质量会下降,甚至可能造成材料损坏。

如果喷墨头的圆周与产品长度相同,则运动关系是二者之间的一个传动比,此外还有一个位置同步关系(例如,它们是成比例的,但从轴在一个特定主轴位置锁定,因此印刷发生在卷筒纸的正确位置上)。如果喷墨头的圆周与产品长度不同,当喷墨头与卷筒纸接触时会产生速度匹配,对于产品的剩余长度,喷墨头必须加速或减速,以便在合适的位置与卷筒纸接触以加工下一件产品。

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