無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)

無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括:效率更高、磨損更小而且品質(zhì)更卓越。這充分說(shuō)明了為什么人們?cè)谕呃慵堄∷C(jī)中開(kāi)始越來(lái)越多地采用無(wú)軸單驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)以提高效率。Rexroth的模塊化IndraMotion for Printing解決方案簡(jiǎn)化了無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。采用無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的用戶從預(yù)先定義的功能和可升級(jí)組件中獲益匪淺。

先進(jìn)的瓦楞紙印刷機(jī)最高可達(dá)到300 m/min的工作速度;在紙板進(jìn)入下一工序之前，每分鐘能夠完成400張瓦楞紙的印刷、折邊、開(kāi)槽和沖切加工。如果使用無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)(模擬凸輪和凸輪軸齒輪)確保所有設(shè)備模塊中的單驅(qū)動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、精密的同步，這些可配置10個(gè)印刷、涂布及干燥工位的設(shè)備完全能夠以最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度持續(xù)生產(chǎn)高品質(zhì)的產(chǎn)品。無(wú)軸傳動(dòng)(也稱為無(wú)齒輪傳動(dòng))設(shè)計(jì)現(xiàn)已逐漸取代印刷機(jī)制造業(yè)中的常規(guī)機(jī)械長(zhǎng)軸和齒輪。機(jī)械零部件總是容易磨損。雖然積極維護(hù)可減少磨損，但卻無(wú)法消除這一問(wèn)題。采用機(jī)械方式進(jìn)行連接的設(shè)備會(huì)逐漸降低精度，最后導(dǎo)致工作人員必須不斷重新調(diào)節(jié)或者更換磨損的零部件。對(duì)于采用電子同步技術(shù)的印刷機(jī)而言，磨損問(wèn)題已經(jīng)成為過(guò)去，因?yàn)橛脩艨赏ㄟ^(guò)軟件來(lái)控制同步功能。

日臻完美的智能交互功能

無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)有賴于PLC、運(yùn)動(dòng)控制器、智能驅(qū)動(dòng)器和外圍設(shè)備之間的完美交互。這些系統(tǒng)解決方案必須達(dá)到實(shí)時(shí)同步上百個(gè)驅(qū)動(dòng)器。早在二十世紀(jì)90年代初期，Rexroth就已在其自動(dòng)化技術(shù)解決方案中實(shí)現(xiàn)了這一性能。當(dāng)時(shí)，力士樂(lè)與來(lái)自眾多設(shè)備制造公司的開(kāi)發(fā)人員共同定義了SERCOS接口，這是第一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化驅(qū)動(dòng)接口。Rexroth正是制定該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)起者之一，公司還采用這種開(kāi)放式通信標(biāo)準(zhǔn)推出了第一套用于印刷行業(yè)的無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品。自此，Rexroth已經(jīng)為4,000多臺(tái)各種尺寸和類型的印刷機(jī)配置了SYNAX 200自動(dòng)化系統(tǒng)，包括20多家不同公司(例如歐洲的Bendazzoli、Celmacch和Curion，以及DingLong、DongFang和Sunrise等亞洲知名生產(chǎn)商)的瓦楞紙印刷機(jī)。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，Rexroth開(kāi)發(fā)出了最新的模塊化IndraMotion for Printing自動(dòng)化解決方案;該方案提供全套硬件和軟件組件，包括運(yùn)動(dòng)邏輯集成、人機(jī)界面，伺服驅(qū)動(dòng)器以及智能液壓/氣動(dòng)元件。盡管推出的產(chǎn)品日新月異，但Rexroth始終堅(jiān)持著一個(gè)理念:致力于制定可得到其他生產(chǎn)商支持的開(kāi)放式接口和國(guó)際軟件標(biāo)準(zhǔn)。在同一個(gè)硬件平臺(tái)上，使用一整套工程工具全面整合PLC、運(yùn)動(dòng)控制器以及機(jī)器人控制，這不僅簡(jiǎn)化了所有設(shè)備的自動(dòng)化操作，而且有助于開(kāi)發(fā)各種解決方案。各種專業(yè)技術(shù)功能(例如一系列套準(zhǔn)控制功能)充分展現(xiàn)了公司15年來(lái)在印刷及加工行業(yè)中積累的豐富應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

IndraMotion for Printing 充分運(yùn)用了SERCOS III標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了SERCOS可靠的實(shí)時(shí)機(jī)制與100 M/bit以太網(wǎng)基礎(chǔ)物理設(shè)施的完美融合。該通用總線符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，可與高速I(mǎi)/O設(shè)備直接通信，而且支持符合IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的安全功能 - 使用SERCOS 安全技術(shù)，達(dá)到SIL3標(biāo)準(zhǔn)(CIP Safety on SERCOS)。與所有Rexroth系統(tǒng)解決方案一樣，IndraMotion for Printing中也包括符合IEC 61131-3標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行時(shí)間系統(tǒng)并具有PLC功能。該系統(tǒng)解決方案還支持所有公共現(xiàn)場(chǎng)總線和以太網(wǎng)協(xié)議，包括DeviceNet、EtherNet/IP、PROFIBUS和PROFINET，可與上位控制器進(jìn)行通信。這種致力于開(kāi)發(fā)開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)的理念為眾多機(jī)器制造商和用戶贏得了更可觀的投資回報(bào)率。

可升級(jí)性能和功能

這種解決方案以運(yùn)動(dòng)邏輯集成為核心，提供了非常豐富的功能，而且這些功能已經(jīng)針對(duì)印刷設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)可同步用于各種滾筒和輥?zhàn)拥乃欧?qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器從100 W的小型Rexroth IndraDrive Cs直至132 kW的產(chǎn)品，種類非常豐富。為了減少部件數(shù)量并提高傳動(dòng)系的剛性，越來(lái)越多的機(jī)器制造商都已開(kāi)始采用直接傳動(dòng)技術(shù)。在進(jìn)料作業(yè)中，線性馬達(dá)是一種不錯(cuò)的選擇。但現(xiàn)在關(guān)鍵技術(shù)還是在于轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的應(yīng)用。早在二十世紀(jì)90年代中期，Rexroth就已開(kāi)始在瓦楞紙印刷機(jī)的回轉(zhuǎn)沖裁機(jī)上采用這種技術(shù)。這種技術(shù)不但提高了沖裁質(zhì)量，而且顯著降低了傳動(dòng)鏈中的磨損。

該系統(tǒng)解決方案的模塊化設(shè)計(jì)和可升級(jí)組件可滿足瓦楞紙印刷機(jī)制造商的特殊需求，這些制造商的產(chǎn)品包括上墨與涂布機(jī)、干燥機(jī)以及其他加工設(shè)備。

用于單獨(dú)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器具有極高的動(dòng)態(tài)性能

為了達(dá)到每分鐘400張瓦楞紙的供應(yīng)速度，必須采用高精度的自動(dòng)化解決方案。進(jìn)料機(jī)必須以最高300 m/min的速度將底板裝入印刷機(jī)并確保套準(zhǔn)。加速度和減速度必須達(dá)到10 g量級(jí)，而只有采用智能伺服驅(qū)動(dòng)器和實(shí)時(shí)控制裝置的直接傳動(dòng)技術(shù)才具有這種等級(jí)的動(dòng)態(tài)性能。雖然加速度極高，但仍然要求紙板表面在進(jìn)料過(guò)程中不得損壞。

系統(tǒng)解決方案中提供的電子凸輪功能可用于實(shí)現(xiàn)各種位置曲線。用戶只需根據(jù)特定的瓦楞紙印刷機(jī)設(shè)置各種參數(shù)即可，這些參數(shù)支持連續(xù)設(shè)置各種速度和行程?；驹砣缦?連接高度動(dòng)態(tài)伺服驅(qū)動(dòng)器的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)張力輥用于驅(qū)動(dòng)紙板，使其保持與機(jī)器速度同步，同時(shí)在送入第一個(gè)印刷單元時(shí)確保套準(zhǔn)。一旦紙板的后緣通過(guò)張力輥，驅(qū)動(dòng)器以最大轉(zhuǎn)矩制動(dòng)滾輪。這是確保進(jìn)料機(jī)中旋轉(zhuǎn)張力輥不損壞下一張紙板的唯一方法。生產(chǎn)商可使用各種機(jī)械或者電氣控制的起吊設(shè)備輔助進(jìn)料。

印刷單元自動(dòng)化

壓印滾筒、共用壓印滾筒、網(wǎng)紋傳墨輥、網(wǎng)紋傳墨輥交換器、動(dòng)態(tài)網(wǎng)紋傳墨輥連接及印刷單元高度調(diào)節(jié)等裝置需要配置多達(dá)8根軸。根據(jù)實(shí)際工作重量，可能需要使用液壓驅(qū)動(dòng)器。IndraMotion for Printing解決方案提供了大量預(yù)定義功能，可幫助用戶在印刷過(guò)程中實(shí)施干預(yù)和進(jìn)行修正。套準(zhǔn)控制功能可修正紙板定位誤差。探邊或者色標(biāo)傳感器可檢測(cè)產(chǎn)品的實(shí)際位置。此后驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)將實(shí)際位置與標(biāo)稱位置進(jìn)行比較，然后執(zhí)行自動(dòng)高速修正。

IndraMotion for Printing還可執(zhí)行印刷長(zhǎng)度修正，以補(bǔ)償柔性版的印刷長(zhǎng)度偏差。如果印刷長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，控制器可加速壓印滾筒;反之則減速壓印滾筒。該自動(dòng)化解決方案可執(zhí)行動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度偏差補(bǔ)償。為了減少與著墨(網(wǎng)紋傳墨)輥之間的摩擦并降低磨損，系統(tǒng)可調(diào)節(jié)墨輥，使其與壓印滾筒同步。高度動(dòng)態(tài)的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器可對(duì)間隙中的位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償。在大型、重型滾筒中，配置轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的直接傳動(dòng)子系統(tǒng)可提供必要的加速度和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。高剛性為良好的印刷質(zhì)量提供了保障。

傳動(dòng)與控制:液壓和電氣驅(qū)動(dòng)器互為補(bǔ)充

除了用于工具和底座滾筒的電氣伺服驅(qū)動(dòng)器之外，回轉(zhuǎn)沖裁機(jī)采用了不存在磨損的液壓軸。這種傳動(dòng)技術(shù)非常適合沖裁輥執(zhí)行幅度為數(shù)厘米的內(nèi)部水平擺動(dòng)。Rexroth電動(dòng)液壓軸的數(shù)字控制電子裝置還可通過(guò)SERCOS接口與控制器通信。位置精度只受到所用探測(cè)系統(tǒng)的限制。配置可補(bǔ)償液壓系統(tǒng)特性的軟件。從控制器和用戶的角度來(lái)看，液壓軸的特性與電氣設(shè)備非常類似。Rexroth提供全套傳動(dòng)和控制技術(shù)。這一優(yōu)勢(shì)在于用戶可使用同一種IndraWorks工程工具完成所有電氣、電動(dòng)液壓和氣動(dòng)軸的調(diào)試、參數(shù)化和診斷操作。用戶無(wú)需精通液壓設(shè)備。他們可使用同樣的軟件設(shè)置用于其他所有系統(tǒng)組件的參數(shù)。

先進(jìn)的安全功能

在瓦楞紙印刷機(jī)上，一次輪班常常需要執(zhí)行多次轉(zhuǎn)換調(diào)整。自動(dòng)化系統(tǒng)除了必須達(dá)到嚴(yán)格的安全規(guī)定之外，還必須將調(diào)整時(shí)間縮短到最低。Rexroth概念基于IndraDrive裝置中的Safety on Board(機(jī)載安全)功能。這些功能不僅符合現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)，而且可監(jiān)控安全保持/安全工作保持、安全減速、受限增量尺寸、最大轉(zhuǎn)速、安全旋轉(zhuǎn)方向和其他機(jī)載功能。如果出現(xiàn)故障，這種方法可將反應(yīng)時(shí)間縮短至2毫秒。即使操作員反應(yīng)極快，在出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況時(shí)也需要大約200毫秒才可將三位開(kāi)關(guān)切換到應(yīng)急位置。如果高速伺服電機(jī)正在工作，這種反應(yīng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致無(wú)控制運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)達(dá)800mm。IndraDrive機(jī)載安全功能可將無(wú)控制運(yùn)動(dòng)距離降低到2 mm以下。安全運(yùn)動(dòng)功能可顯著縮短印刷板的交換時(shí)間，因此還可提高設(shè)備的可用性。

SIL3安全功能模塊將IndraMotion for Printing系統(tǒng)控制器升級(jí)為一種安全控制器，它支持印刷和加工機(jī)自動(dòng)化功能，而且無(wú)需增加安全PLC即可提供人員和機(jī)器保護(hù)。所有配置I/O設(shè)備、驅(qū)動(dòng)器和控制器的標(biāo)準(zhǔn)組件和安全相關(guān)組件都可連接公用通信網(wǎng)絡(luò)，完全不必在安全PLC與標(biāo)準(zhǔn)控制器之間，以及安全PLC與驅(qū)動(dòng)器之間增加網(wǎng)絡(luò)?？砂惭b模塊化的可升級(jí)Inline系列安全I(xiàn)/O設(shè)備，這些設(shè)備可用于處理安全相關(guān)外圍設(shè)備的輸入和輸出信號(hào)。SIL3和SIL2 模塊可用于各種安全應(yīng)用場(chǎng)合。安全應(yīng)用編程功能已經(jīng)完全集成在IndraWorks Engineering Framework中。這種解決方案支持無(wú)縫參數(shù)化、編程和診斷功能。該工具還內(nèi)置了可防止系統(tǒng)錯(cuò)誤的機(jī)構(gòu)，可幫助用戶符合相關(guān)規(guī)定。全面的安全系統(tǒng)解決方案可幫助機(jī)器制造商和用戶運(yùn)用最先進(jìn)的安全技術(shù)以符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為操作人員和維護(hù)人員提供最大保護(hù)。

一套自動(dòng)化解決方案涵蓋所有加工工位

在折邊工位，旋轉(zhuǎn)的折邊工具可在紙板中形成折邊。此后旋轉(zhuǎn)開(kāi)槽刀具在底部和頂部折疊板上開(kāi)槽。伺服驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)一根裝有一把或兩把刀片的轉(zhuǎn)軸。該工位需要結(jié)合紙板長(zhǎng)度與壓印滾筒實(shí)現(xiàn)高速同步。即使是跳躍進(jìn)給，或者開(kāi)槽刀軸與壓印滾筒的直徑不同，Rexroth的擴(kuò)展開(kāi)槽刀具功能仍可提供完美的解決方案。機(jī)器制造商可利用內(nèi)置凸輪功能和高精度電子齒輪功能。

在其他包含回轉(zhuǎn)沖裁機(jī)、折疊機(jī)/涂膠機(jī)和進(jìn)料機(jī)的工位中，機(jī)器制造商也可使用電子凸輪與速度或角度位置同步功能使運(yùn)動(dòng)序列與特定的印刷機(jī)完美匹配，同時(shí)還可執(zhí)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。所有工位都與SERCOS III網(wǎng)絡(luò)連接。一旦建立數(shù)據(jù)鏈路，即可立即執(zhí)行參數(shù)化與同步功能。機(jī)器制造商可采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)硬件與軟件的多樣性。

這種模塊化設(shè)計(jì)和對(duì)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的支持特性可幫助選用IndraMotion for Printing產(chǎn)品的制造商針對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案開(kāi)發(fā)定制自動(dòng)化解決方案。無(wú)論是靜音設(shè)計(jì)還是大幅降低的維護(hù)成本，用戶都能深切體會(huì)到這種先進(jìn)的核心技術(shù)所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)通過(guò)提高產(chǎn)量、改進(jìn)質(zhì)量并縮短維護(hù)停機(jī)時(shí)間，全面提升了瓦楞紙的印刷速度。