摘 要：電子軸驅動的柔版印刷機已經有十多年的歷史了，而全新的雙驅技術的應用，則又進一步提升了機器的整體性能和印刷品質。本文介紹了基于貝加萊工控產品的雙驅柔板印刷機控制系統，主要論述了該系統的架構及解決方案要素。

關鍵詞：柔板印刷機 雙驅技術 色標檢測與處理 高速數據傳輸 同步控制

中文分類號：TP27 文獻標識碼：B 文章編號：1817-0633（2014）-08-0073-02

0引言

柔版是最為發展前景的印刷技術，盡管報紙與傳統書刊領域的印刷正處于飽和狀態，然而，在軟包裝領域，這些與日常百姓生活緊密相關的領域，包裝材料的印刷仍然是快速成長的，尤其對于柔版印刷的需求—考慮到其綠色環保的油墨、快速制版與不斷提高的印刷品質，柔版印刷機在過去十年里一直處于增長狀態。

而電子軸驅動的柔版印刷機已經有十多年的歷史了，但是，雙驅技術—突破傳統印刷版輥的驅動的全新雙驅技術則又進一步提升了印刷品質與機器的整體性能，來自貝加萊的先進控制技術得以在這一領域率先使用，本文介紹此技術。

1工藝需求

1.1工藝和設備簡介

如圖1所示，薄膜通過放卷/牽引進入印刷單元，并通過每個印刷單元實現最終的印刷，在后道可以根據需要靈活配置模切、分切、吸廢、裁單張、打碼等。

圖1.柔版印刷機機械結構簡圖

1.2.機器性能指標

●印刷色組數：6色

●印刷速度：150m/min

●印刷精度：+/-0.1mm穩態+/-0.05mm

●加減速時間：要求在30S內完成從0速到全速運行，并且確保印刷品質滿足+/-0.1mm的要求；

1.3機器功能設計需求

除了對于機器的性能要求之外，還提出了全自動套色控制、預對版功能、單標記、配方管理、在線幫助等功能。

2控制難點與要點

2.1全新色標檢測與處理模塊

對于150m/min的印刷速度而言，我們可以計算其精度要求+/-0.05mm時，則其采樣精度必須達到0.02mS的采樣速度，即在20uS完成采樣與處理，而為了確保系統的控制精度，必須確保數據采樣的精度。

2.2高動態的網絡傳輸需求

基于雙驅控制的伺服軸總計為26個，加之多個I/O站，其對于同步性的需求也極其苛刻，因此，需要一個強力的高速網絡支撐，以實現高速的數據交換。

2.3高精度同步控制

與單驅無軸傳動相比，雙驅對于同步性的要求也更高，為此采用了高精度的電子齒輪同步控制和POWERLINK高速數字傳輸。

3貝加萊雙驅柔版印刷機控制系統架構

基于貝加萊產品的雙驅柔板印刷機系統架構如圖2所示。該系統以X20系列PLC為控制核心，采用Power Panel一體化觸摸屏實現對整個機器的操作和監視；X20分布式I/O通過X2X總線進行了分布式連接，通過POWERLINK實時以太網，26個伺服軸根據功能與機器的布局進行了最優配置，采用了3個不同的底板ACOPOSmulti驅動模塊。這樣的系統易于擴展，也更容易實現機器的模塊化設計，從而提高系統配置的靈活性。

圖2.雙驅柔版印刷無軸傳動控制系統硬件架構圖

4貝加萊雙驅柔版印刷解決方案的要素

4.1全新色標檢測與處理模塊

基于全新的X67BC8591.L12色標檢測模塊，貝加萊可以實現最快0.01mS的采樣速度，可以達到最高為150m/min的印刷速度，對于凹版印刷而言400m/min的速度也可以達到。該色標檢測模塊的電源、傳感器和通訊連接如圖3所示。

圖3.貝加萊X67色標檢測與處理模塊

該模塊的特點如下：

●支持2通道色標傳感器信號的輸入

●IP67防護等級保護

●可直接連接I/O系統；

●自由的擴展；

●M8/M12連接頭；

●無需電柜空間，就近安裝；

●低噪音

●易于接線-直接M8/M12頭旋接即可；

●可外接ABR編碼器；

4.2POWERLINK確保了數據高速交換

采用POWERLINK數據通訊是雙驅方案的最佳選擇，對于26個伺服軸的同步而言，其任務周期可以達到500uS，由于雙驅方案的印刷單元軸與軸的同步關系，可以通過交叉通信的方式進行軸關系的綁定，單個的伺服軸可以作為一個參考軸，它可以與其它軸建立交叉通信關系，可以無需經過主站，各個軸間即可實現直接的數據通信，這種方式確保了速度的同時，也使得主站CPU的數據負荷大幅降低，這是POWERLINK所獨有的技術，另外，M12接頭的POWERLINK連接也確保了對于印刷機這種有油墨、紙屑的惡劣環境適應能力。

4.3ACOPOSmulti高精度電子齒輪同步控制

對于高精度的電子齒輪同步控制而言，貝加萊的運動控制庫提供了高達32階次的齒輪精度，可以理解為沒有誤差的一個理想系統，而所有軸均按照虛擬主軸同步的設計進行完全的軸位置關系的綁定，通過POWERLINK，在每個固定的周期進行數據的同步，POWERLINK同步精度可以達到0.1uS，其確保了極高的傳動精度。

4.4功能設計

該解決方案中設計了全自動套色控制、預對版、配方管理和在線幫助等項功能。

（1） 預對版功能

配置預對版功能，使產品能快速打樣，縮短進入正常印刷工作的時間，從而減少開機過程原材

料和時間的浪費。

（2） 配方管理

圖4為配方操作畫面。

圖4.配方操作畫面

5結束語

基于貝加萊提供的柔版印刷雙驅無軸傳動解決方案，動態套印精度可以達到加減速時+/-0.1mm，在穩態可以達到+/-0.05mm，滿足了客戶對于高品質印刷品的需求。另外，預對版功能使得產品可以快速地打樣，縮短進入穩態時間，從而降低開機過程材料和時間的浪費。

作者簡介

趙少華　男，貝加萊工業自動化（上海）有限公司行業銷售經理。