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東洋電機(jī)產(chǎn)品VF64及ED64在無軸傳動(dòng)新聞?shì)嗈D(zhuǎn)機(jī)上的應(yīng)用
1. 前言 目前，由于伺服以及變頻技術(shù)的迅猛發(fā)展，以前使用傳統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)的印刷機(jī)逐步改型為無軸傳動(dòng)模式，此文章給大家重點(diǎn)介紹日本東洋（ToyoDenki）公司VF64變頻器、同步型電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器ED64+EDM,在日本國(guó)內(nèi)無軸傳動(dòng)式新聞?shì)嗈D(zhuǎn)機(jī)最大的生產(chǎn)廠商----東京機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用。公司簡(jiǎn)介：東洋電機(jī)制造株式會(huì) （TOYO DENKI SEIZO K.K）成立于1918年，當(dāng)時(shí)肩負(fù)著日本鐵路車輛用電氣機(jī)器的國(guó)產(chǎn)化的使命。從那時(shí)起，就以新穎技術(shù)為核心，公司一直是獨(dú)特的專業(yè)廠家，不斷向前邁進(jìn)。此外，在一般工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備、環(huán)保改良和信息處理的領(lǐng)域中，作為電機(jī)廠家，不斷作出不懈的努力，在廣泛的領(lǐng)域上提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，以便產(chǎn)業(yè)和社會(huì)能得到進(jìn)一步的發(fā)展。
2. 無軸傳動(dòng)新聞?shì)嗈D(zhuǎn)機(jī)特點(diǎn)
�。�1）4 色彩色印刷機(jī)的各彩色印刷裝置的左印刷輥和右印刷輥由高精度同步定位控制器來驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紙張傳送機(jī)構(gòu)的滿負(fù)荷無軸化。
�。�2） 在彩色印刷部上實(shí)現(xiàn)了在印刷過程中不用停機(jī)就可以離脫印刷裝備，參入裝置，進(jìn)行印版替換等功能。
（3） 采用了不用停機(jī)即可在運(yùn)行過程中自動(dòng)地調(diào)節(jié)各印刷裝置的位相和原點(diǎn)位置的方式。
�。�4） 裝備了在印刷過程中可以微調(diào)整印刷輥的同步位置，補(bǔ)正印刷版的安裝誤差以及由紙張的伸縮引起的印刷偏差的register控制功能。
（5） 由于使用了永磁同步型步電機(jī)「ED 馬達(dá)」，使電機(jī)的體積減小，重量減輕，中心高降低，驅(qū)動(dòng)軸？？聯(lián)軸器？？減速機(jī)等傳動(dòng)設(shè)備的大幅削減使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。
（6） 運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，運(yùn)行參數(shù)的設(shè)定，原點(diǎn)位置的變更等由人機(jī)交互界面（HMI）進(jìn)行顯示控制。
圖1 無軸新聞?shì)嗈D(zhuǎn)機(jī)外觀圖
3.概要
3.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)
圖2表示無軸傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)
�。�1） 塔型4 色彩色印刷裝置 1 套
�。�2） 紙張折疊裝置 1 套
�。�3） 給紙裝置 1 套
（4） 送紙裝置 1 套
�。�5） 收紙裝置 1 套
�。�6） 張力控制裝置 1 套
圖2 無軸傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
3.2 控制盤及主要控制產(chǎn)品
本電器產(chǎn)品的控制裝置的組成如下：
�。�1） 主控制裝置 1 套 FA 控制器「μ-GPCH」（主） Omron PLC「CV1000」
（2） 主控制輔助裝置 1 套 FA 控制器「μ-GPCH」（副） Master脈沖分配裝置「MPDU6S」
�。�3） 變換器控制裝置 1 套 正弦波變換器「VF61R-31544」
（4） 印刷部電動(dòng)機(jī)裝置 4 套 變頻器「ED64-2244SDS」
�。�5） 印刷部電抗器 4 套
（6） 紙張折疊控制裝置 1 套 變頻器「ED64-4544SDS」
�。�7） 送紙控制裝置 1 套 變頻器「VF64-1144」
�。�8） 收紙控制裝置 1 套 變頻器「VF64-5R544」
（9） 張力控制裝置 1 套 變頻器「VF64-2244」
3.3 電動(dòng)機(jī) 本系統(tǒng)采用的電機(jī)如下：
�。�1） 印刷部 EDM 6P 22kW 1420rpm 8 臺(tái)
�。�2） 紙張折疊部 &
nbsp; EDM 6P 45kW 1420rpm 1 臺(tái)
�。�3） 送紙羅拉 IM 4P 11kW 2000rpm 1 臺(tái)
�。�4） 收紙羅拉 IM 4P 5.5kW 2000rpm 1 臺(tái)
（5） 張力控制部 IM 4P 22kW 2000rpm 1 臺(tái)
3.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖4 主回路結(jié)構(gòu)，圖5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)表示
在主回路上，由 315kW 正弦波變換器「VF61R-31544」把穩(wěn)定的直流電源供給各變頻器「ED64SDS」以及「VF64」上�！竀F61R」正弦波變換器擁有電力回生，抑制高頻出現(xiàn)等特點(diǎn)。
使用同步定位功能的印刷部及紙張折疊部，使用的是「ED 馬達(dá)」和「ED64SDS」驅(qū)動(dòng)器，使用速度控制功能的送紙部？？收紙部？？張力控制部，使用的是「VF64」矢量控制變頻器。主控制盤的FA 控制器「μ-GPCH」，以及主控制輔助盤上的「μ-GPCH」是由通信網(wǎng)絡(luò)「D-RING」連接在一起，控制著整個(gè)系統(tǒng)。「μ-GPCH」和「ED64SDS」以及「VF64」變頻器使用JEMA 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)「JPCN-1」來互相通信、傳送訊息。
關(guān)于對(duì)起定位控制的部分是由「μ-GPCH」進(jìn)行速度？？位置指令的PG主信號(hào)的輸出，把這些由主脈沖分配裝備「MPDU6S」來分配脈沖信號(hào)，經(jīng)由光纖分配到各變頻器和驅(qū)動(dòng)器。脈沖信號(hào)將作為速度和位置的基準(zhǔn)信號(hào)，「ED馬達(dá)」上安裝的高分辨率的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的信號(hào)作為反饋信號(hào)，由「ED64SDS」驅(qū)動(dòng)器中內(nèi)蔵的「VFC64SDS」控制器來實(shí)行同步定位控制。
圖3 主回路構(gòu)成圖
圖4 控制系統(tǒng)回路圖
3.5 running??plate??change
「running??plate??change」是無軸傳動(dòng)機(jī)所擁有的功能中最有特點(diǎn)的功能，這也是許多廠商把傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)改進(jìn)成無軸傳動(dòng)的原因所在。running??plate??change以及flying??press??change等功能是指在印刷過程中不停止機(jī)械，把目前參與印刷的裝置脫離傳動(dòng)結(jié)構(gòu)并且停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在完成安裝新印刷刻板后，進(jìn)行單獨(dú)啟動(dòng)？？加速，加入?yún)⑴c印刷的版面替換功能。
為了實(shí)現(xiàn)邊印刷邊變更紙張印刷內(nèi)容，此功能對(duì)于版面交換次數(shù)繁多的新聞報(bào)紙印刷廠商來說，是非常方便、實(shí)用的功能。
�。�1） 參入裝置 安裝新印刷板面的印刷裝置的啟動(dòng)？？増速，與印刷中的裝置同速度的情況之下實(shí)行位相匹配（原點(diǎn)匹配）。位相大體相同時(shí)開始進(jìn)行同步定位控制，并且在允許誤差范圍內(nèi)在紙上加印圧后開始印刷。
（2） 脫離裝置 脫離裝置把印圧關(guān)閉，把同步定位控制解除后，単獨(dú)實(shí)行減速停止，完成running??plate??change.
3.6 register control 即使是同步定位控制實(shí)現(xiàn)了更高精度，全彩色印刷中的印刷精度是也依賴于4 色彩色印刷部的各印刷刻板的安裝精度。通常的做法是把印刷出來的紙張進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控來檢出印刷刻板的位置偏差，把印刷刻板上下方向調(diào)整，左右方向調(diào)整來設(shè)定的伺服電機(jī)的啟動(dòng)，進(jìn)行上下左右微調(diào)色。
同步定位控制是在印刷過程中把各印刷裝置的主信號(hào)對(duì)應(yīng)的相対位置（位相）以0.01mm 為単位微調(diào)整的功能。
3.7 ED馬達(dá)（永磁式同步電動(dòng)機(jī)） 為了實(shí)現(xiàn)的無軸傳動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)「running??plate??change」的功能，有必要把印刷裝置的左印刷輥和右印刷輥分別驅(qū)動(dòng)，但以前使用的感應(yīng)馬達(dá)的外形尺寸大而且在機(jī)械上安裝是有難度的。為此這次采用了新的小形？？輕量？？高效率的「ED 馬達(dá)」與「ED64SDS 驅(qū)動(dòng)器」，解決了安裝空間尺寸的問題。 圖5 表示45kW ED 馬達(dá)。
圖 5 45KW ED 馬達(dá)
4. 結(jié)束語 此產(chǎn)品是在德國(guó)舉辦的drupa2000 展會(huì)上展出的最新式無軸傳動(dòng)化驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。 本電器品是采用新開發(fā)的「ED 馬達(dá)」，把馬達(dá)小形化，可以實(shí)現(xiàn)running??plate??change先進(jìn)的功能。今后，進(jìn)行無軸系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化的過程中，有很深遠(yuǎn)的意義。
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