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商业卷筒柯式机独立驱动电机虚拟轴特点分析

资料来源:《印艺》2003年第4期 资料提供:曼罗兰 更新日期:2003-05-23

实轴还是虚轴?

在仅仅几年间,采用机械轴的卷筒纸印刷机传动设备已被「虚拟」轴所取代。许多独立电机替代了单一的主电机。现在,电能代替机械能分配驱动印刷机组、卷筒纸粘接装置、摺页和裁切装置的独立电机。
这并不仅是采用哪种技术原理的问题─

独立驱动电机有许多具体优点。例如,用户可以受益於印刷机组在机械上的非耦合设计。避免了由普通传动轴传输的□动,因此获得稳定的高质量印刷。同时,具有各自独立电机的印刷机组可十分露活地进行配置,以后若增加另一套「橡皮滚筒对橡皮滚筒」(B-B)型或串联式印刷机组就很容易,并且不贵。

下面是对这一新驱动技术更多优点的详细说明。

印刷机驱动电机

完整的印刷设备检测

以往只能采用辅助驱动电机对橡皮滚筒一对一橡皮滚筒式印刷机组进行机械方面的测试,如今,所有机械和电子性能均可检查。因为功率转换器和电子控制装置的完整驱动电机已集成在印刷机组中。这一节省空间的设计同时也使任何故障能在测试运行阶段就被检测出来。所有部件在印刷机出厂前都得到彻底检查,故客户在工厂中的安装时间也能大为缩短。

缩短反应时间

相对一个联合的机械驱动电机而言,独立电机能在更大的容差范围内工作。这是因为机械部件需要更多时间调节,通过机械轴扭转,转矩传输会发生变化。采用独立电机,相对於标称值的偏差就会降低,而且电机的反应更快。

采用交流电机的控制和调节

为使采用独立电机驱动的印刷机组获得精确的同步,交流马达由是得到采用。电机位置可通过一个比其工作频率快10位的编码器进行查询,电机位置并且可经常得到修正,即电机的同步可更为精确,因为编码器技术和信号处理都是比较精确的。

卷筒纸断裂更少

当卷筒纸张力方面发生周期性故障时,例如滚筒对卷筒纸产生一定拉力时,电机反应非常快。卷筒纸张力在更小的容差范围内保持恒定,卷筒纸断裂更少,稳定生产也成为一种经济效益。

为获得优化的卷筒纸张力,开发工程师采取了以下的基本设想─即使印刷生产线很好地运行时,也必须考虑到存在一定错误的可能。并非所有印刷机部件都能同样良好地运行,在各个印刷机组间可能存在著差别。例如,在卷筒纸粘接装置上,由偏离正圆的纸筒所导致的不平衡必须校正。

独立电机驱动系统大大灭少了对此类卷筒纸张力故障的敏感程度。客户已证实,采用独立驱动电机的卷筒纸印刷机上,卷筒纸张力极为稳定,特别是在改变速度的过程中。

虚拟轴减轻振动

采用普通驱动轴方法时,一个印刷机组的扰动会通过机械轴而传递到其他印刷机组上,对独立驱动电机系统而言,这种相互作用不会发生,因为机械联接不复存在了。以前影响印刷质量,由直流电机和纵向轴产生的微小扰动,现在已被消除。

对驱动的远程诊断更为明确

远程可以查出可能存在的问题原因。这种检测是建立在对驱动数据的评价之上,可进行各种单独驱动电机的调节。这一点在图2和图3的比较中可以看出。其先决条件建立在与系统合作伙伴西门子公司(Siemens
AG)的密切合作─在电机、变流器和控制技术方面的合作。

这个合作的结果之一是SIMOLINK MONITOR(SLM),SLM是一个叫SIMOLINK(Siemens
Optical
Link的缩写)驱动系统的高速数据总线的一个接口,是种极其快速的光学纤维,它连接著所有与高速数据总线相连的电机,并在实际应用的时候提供驱动联结,从而一个「虚的电子轴」贯穿该印刷机。这种SLM命令系统进行诊断,技术人员可用这种「诊断插头」连接笔记本电脑,并在确定的时期跟烀所有驱动。

使用SLM,可同时进行测量,因此对於可能发生的变化,例如由於部件磨损而产生的套准变化,可快速准确地确定产生问题的原因。

驱动系统中的所有数据都可以联机提取,和它们在印刷过程中出现的比率相同。

使用SLM进行更进一步诊断的可能性,未来将有发展。从大量的数据中可获得很多指标,可与如DAX和Dow
Jones这样的指标相比,这些指标提供关於选择纸张及分配价格的趋势。

部件损耗减少

坚固的、表面通风的、不对称电机不需要像碳刷这样的损耗部件。电机内部的电子部件高度密闭,防止受潮。灰尘和其他杂物不可能进入电机并产生损坏。同时,集成於印刷机内的控制机箱也加以密封,防止潮湿和尘土进入。热量直接被水冷却装置带走,不会影响印刷车间的空气调节。

较少改变带来较高性能

过去,根据印刷机大小和设备情况,有多达108种不同的主电机被采用。如今,只有8种电机。例如,两种电机适用於各种类型的「橡皮滚筒对橡皮滚筒」(blanket-to-blanket)印刷机组。由於这些电机都是标准的,就灭少了故障发生的可能性,有利提高操作安全性。采用更多数量但种类更少的电机,其优点在於:独立电机的设计成熟性比那些差不多是一次性的电机来说要高得多。这对全部产品质量有著正面效应。同时,电机的不同类型较少,对制造商或代理商而言,在仓储管理方面也更为简单。如果一台电机发生故障,可以很快替换。

不需要后优化过程

采用直流驱动电机,有必要在试运行一段时期,如6个月后,将所有马达针对印刷机的机械装置进行调整。现在,机械装置变少了(没有带辅助驱动电机的轴,也没有了辅助电机),但这些机械装置仍要经过一个试运行阶段。然而,独立电机可以通过它们的调节技术对此做出补偿,因此就不需要后优化过程。

调换编码器或电机时的优点

如今,对印刷机任何位置上要调换的编码器或电机进行校准,可以通过电子方式完成。仅仅按一个按钮就可以了。固定在机械装置上的启动器向驱动电机电子装置报告其位置,这就避免了印刷机组上繁重的设置工作。