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在轮转凹印机上应用独立驱动系统网链宠物用品硼铁经纪服务果茶饮料Frc

发布时间:2023-12-18 18:22:07 阅读: 来源:抛光轮厂家

在轮转凹印机上应用独立驱动系统

1913年,Albert Co公司(即目前的Koenig Bauer AG公司,简称KBA公司)研制的第一台卷筒轮转凹印机问世并投入使用,此后技术水平一直在不断地提高和改进,目前轮转凹印机的生产效率和自动化程度都已经有了很大程度的提高,卷筒承印材料的最大宽度能够达到3.68米(大约相当于145英寸),同时,随着凹版印刷机的发展,其驱动系统也已经发生了根本性的巨变。

最初是由蒸汽式发动机通过一个机械轴承来驱动轮转凹版印刷机运转的,这在当时堪称是一次革命性的变革。今天的独立驱动技术其实已经经历了很长的发展时间,同样是一个十分重要的里程碑。

多年来,人们最初只在双电机构造方面进行了大量的研究工作,其中一台电机在启动时使用,当达到一定印刷速度后,再切换到另外一台电机并由另外一台电机负责继续工作。后来,这种结构的电机又被可调节的毛刷电机(brush motor)所替代。

第二次世界大战之后,DC(直流)电机逐渐占据了市场,这种电机的灵活性很高,是通过可控硅整流器控制的,能够对电流强度以及印刷机的运转速度等直接进行控制。

1974年,Albert Frankenthal AG(在当时很有名气的一家公司)同Burda印刷公司合作,试图实现独立驱动电机的梦想。尽管印刷质量和卷筒承印材料的传输等都十分不错,但是这个尝试最终还是以失败而告终了。主要的原因是由于当时的技术还不够先进,实施这样一项新颖而“艰难”的技术实在是太困难了,风险性太大了。这种装置在当时的价格十分昂贵,而且,如此先进的产品和设备,其研制周期也是相当漫长的。

1991年中期,KBA公司采用了分散式驱动策略,即为每一个印刷单元和每一个折页装置都专门设计了各自的主驱动电机。在一开始的几年中,采用的是带数字电流转换器和同步线轴的DC电机。从1992年开始,KBA公司的报纸印刷机的输纸单元和拉纸辊都已经装备了电子驱动电机,而且已经形成了一种事实上的标准,因此,不再需要跟主轴保持机械联接。同样,当时采用的也是没有中间齿轮的直流并激电动机(DC shunt motor)。

1991年ABB公司引进了采用交流电动机(AC motor)驱动技术,从此引发了重大的突破。从那之后,独立驱动系统开变速器始得以快速发展,而且仅仅隔了几年之后,在1995年的Drupa 95上,KBA公司就展示了其研制的第一台采用无轴驱动技术的卷筒纸印刷机。

然而,发展并没有2011年就此停滞不前,1996年春天,KBA公司研制成功了一种新型的Compacta 215印刷机,它是世界上第一台商业卷筒胶印机,采用的仍然是无轴驱动技术。

在1960年和1972年,KBA公司在凹版印刷机上对单独驱动电机进行了一系列的试验,但是,只有在编码器(主要作用是提供并保证所必需的高精度)研制成功之后,这种技术才能够得以实现。印刷机开始通过交流电动机逐步向独立驱动系统方向发展,第一步就是用谐波驱动系统(harmonic drive motor system)来替换机器中原来控制拉纸辊的机械齿轮(所谓的PIV齿轮)。这种驱动系统的优点是:所采用的减速装置比率可以达到1:80,因此能够进行更灵敏的调节。但由于谐波驱动系统实际操作的速度范围不够大,因此,为了适应各种不同的滚筒样式,必须要采用一种多相减速装置(multipase reduction gear)。在更换版滚筒时还需要进行一定的手工操作,而且,根据版滚筒的周长,有必要手工设置和高速某些齿轮组合,一旦出现了错误,就有可能会引起启动故障。

接下来的第二步就是为凹版印刷机中的拉纸部件装备独立驱动电机。这种从谐波驱动系统(跟主轴采取机械式连接)向采用交流伺服电机的直接驱动系统的转变以及“电子轴”的应用,不现需要多相减速装置和机器构造中的主轴。折页和印刷单元仍旧通过主轴驱动,而且,当印刷周长发生改变时仍然需要通过手工操作来完成。到目前为止,已经有24套以上采用独立驱动系统的KBA轮转凹印机投入了使用。

1998年春天,第一台采用无轴、可变幅面7:7 折页装置的书刊转凹版印刷机在德国Landau的wwk-Druck投入使用。该折页装置通过一根虚拟轴承(virtual shaft)跟印刷单元和拉纸部件相连接,在折页装置和印刷单元之间没有速度变换的过渡。折页装置由两台交流伺服电机驱动,其中一台伺服电机用于折页滚筒,而另外一台伺服电机则用于输纸(Delivery)。在更换活件的过程中,折页装置跟印刷单元断开连接,并自动地保持下一个印刷活件的出色的绝缘性能也使得改性塑料广泛用于生产连接器、交换接触器、接线盒、插头等角度同步。同样地,输纸装置(Delivery)也自动地完成新活件的设置,然美发后,折页装置和输纸装置再次跟控制程序相连接,然后再把折页装置放置有些产品虽然不高端到跟印刷单元相对正确、适当的位置处。

在向直接驱动系统转换的过程中,凹印折页装置的难度要比胶印折页装置大,这也为什么它们当初没有应用三相(three-phase)驱动电机的原因。各种生产选择(可以沿滚筒周长方向排列4,6,或者8页)以及格式的灵活多样性就意味着驱动系统必须能够有适应各种不同的生产要求。除此之外,当切断传送带时,负载量就会发生改变,对于一些超大幅面的凹版印刷机,其最大幅宽可以达到3.68米(12英尺),这种印刷机的一个折页装置就能够处理3~6条传送带所传递的所有承印物材料。当传送带断开时,动力不足的传动系统和三相电机不可避免地就会产生振动。

但是,这些都是从前的事情了。很早以前,采用三相伺服电机无轴驱动系统就已经成了凹版印刷机上拉纸辊和折页装置的一个标准特征了。通过采用光纤维连接的“虚拟轴承”使驱动电机保持同步。

采用异步伺服电机的独立驱动系统具有许多优点,比如省去了机械驱动、万向接头轴承(cardan shaft)和多相减速装置(multiphase reduction装饰布 gear),从而能够保证了更高的同步精度;动力控制方面也得到了改进,高压水枪并进一步提高了生产的灵活性。对于印刷公司而言,其最大的吸引力可能还在于对颜色、传送带和切断套准(cutoff register)的控制更平滑、更稳定,而且废品率也相应地得到控制和降低。

由于驱动系统基本上都是免费维修的,因此,维修和服务方面几乎不存在什么风险,同时,由于不再需要手工更换多相减速装置,因此也能够自动地避免由于操作错误所造成的故障风险,因此,能够更快速地完成对印刷机的设置。

在KBA 印刷公司内已经实施了向无轴凹版印刷机转变的第三步,也就是说用五个独立的驱动装置分别驱动纹辊、印版滚筒和压印滚筒。根据特定的生产需求,通过控制系统把驱动装置旋转到正确的位置处,为了能够跟印刷单元保持准确的同步,各滚筒的加速和位置都必须要保证十分精确。滚筒的质量和速度要基本跟印刷单元内版滚筒的质量和速度保持一致。

在采用无轴驱动技术的凹版印刷机中,唯一一个彻底消失的部件就是各个印刷单元的驱动装置。这是由于所涉及到的技术要比胶印机的印刷单元复杂得多,在胶印机中,周长总是始终保持不变的。由于版滚筒的质量、速度以及动力力矩(momentum moment)的不同,只有在使用高性能、大马力的独立驱动装置时才有可能实现精确地保持同步。

KBA公司进行了大量的试验和研究,其中一些试验和研究是在跟一些著名的供应厂商密切合作的基础上完成的,在此基础之上,KBA公司目前已经有能力制造对印刷单元实现独立驱动的凹版印刷机,每一个单元都装备了一台独立的、采用数字式控制的三相伺服电机,这种三相电机是通过高速总线和光纤技术进行选择和控制的。每一个驱动装置都可以当作一个主机来操纵,它具有一个采用数字磁性传感器的轴承编码器(shaft encoder),这也是该驱动系统的特点之一。

跟以前采用机械式连接的印刷单元相比,这种机器的精度提高了一倍。过去,由于主轴的运动常常会引起的机器的振动,而这种情况目前已经不复存在了,各个印刷单元和版滚筒都不会发生扭转,因此,印刷机在启动时更“平衡”、“缓和”,印刷品的质量也有了进一步的提高,印刷机启动时的废品率也大大降低了,此外,由于没有了机械齿轮和万向接头轴承,因此维修量更少。

到目前为止,如果用小推车把版滚筒从安装了驱动装置的一侧卸下来,必须得把主轴安装到地面之下的一个坑中,这就会影响对机器的接近程度,而且还增加了维修工作的难度。如果采用独立驱动系统的话,则不必把主轴安装到地面以下,因此能够大大节省安装费用。

此外,在圆周方向上的套准控制系统方面也有了进一步的提高,因此也能够节省不少的费用。KBA公司的目标是:通过跟套准系统供应厂商的合作,在出现套准偏差时实现对压印滚筒的直接选择的控制。因此,承印物的传递路径将会大大简化,导辊的惯性力矩也会相应地更降低,因此,印刷机的启动、停机以及印刷速度的改变都会明显地得到改善,更平滑、更稳定。

独立驱动系统的操作性能和可靠性非常高,如果没有这种系统,简直无法想象纸印刷机或者商业印刷机将会是什么样子。至于这种独立驱动系统在书刊凹版印刷机上的应用只不过是时间上的早晚问题,但是我们可以清楚地看到,这个时刻正朝我们走来。

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