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英威腾伺服系统在全自动烫金机上的应用案例
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一、前言

烫金工艺是一种不用油墨的特种印刷工艺,所谓烫金是指在一定的温度和压力下将电化铝箔烫印到承印物表面的工艺过程,烫金机就是完成烫金工艺的设备。下面图 示的是全自动烫金机,具有较高的工作效率,速度比手动烫金模切机要快4到8倍,可以烫金与模切压痕两用,烫印效果精准。

二、设备主要结构:

烫金机的主要结构如图(1)所示:

.

图(1)

烫金机主要由送纸机构,压烫机构及送箔机构(包括放箔轴,送箔轴及收箔轴)构成,其中 送箔机构三个滚辊由伺服控制。

三、电气系统组成:

此次客户一共使用5套伺服,分别控制其中1个放箔轴,3个送箔轴,1个收箔轴,电气原理图如图(2)所示。

图(2)

此次客户的具体接线方式如下表(1)所示

送箔轴(3根)

放箔轴与收箔轴

脉冲

PULS-(24)

低速

SC1(34)

报警

ALM(15)

高速

SC2(17)

使能

SON(16)

报警

ALM(15)

故障清除

CLA(10)

使能

SON(16)

24V

COM (2);OCP(38)

24V

COM (2)

0V

COM-(12)

0V

COM-(12)

表(1)

四、系统分析

根据烫金机的主要结构图可知,当送箔轴不工作时,放箔轴运行在最低速度50RPM,缓慢放箔,而收箔轴则运行在最低速度50RPM,通过机械结构打滑,从而保持一定的张力,此时压烫机构不工作;当送箔轴送定长的箔料过程中,放箔轴与收箔轴由先运行在中速150RPM,然后加速到最高速度500RPM,始终保持同步;当送箔完成时,压烫机构工作。由于不同的箔料较为昂贵,所以在伺服在走定长时,位置要求精准且响应要快,才能提高效率。

五、参数设置

DB100最新的版本新增了惯量辨识,刚性组选择设定功能,从而使调试变得简单快捷。

此次调试的全自动烫金机一共使用了五套2.0KW伺服。其中2套用于收放箔,即张力轴与毛轮轴,其使用的是速度模式;另外3套用于送料的送箔轴,其使用的是位置模式。

以下是详细的调试步骤:

第一步:进行惯量辨识。首先查看FP-0.00中的电机参数是否与所连接的伺服电机铭牌上的参数一致;接着,通过EF-dAF恢复出厂值(惯量辨识要在位置模式下进行);然后,根据负载的连接方式,在保证安全情况下设置惯量辨识的相关参数,其中包括惯量辨识的运行方式FP1.05,惯量辨识可动范围FP1.06,以及惯量辨识加速时间参数FP1.07等。(注意:在设置惯量辨识可动范围时,一定要确认设备的机械限位的情况,保证所设置的可动范围圈数经机械传动之后不超出设备的机械限位的范围),本次使用的是默认值;将惯量辨识有效参数FP1.04设为1,伺服系统将自动进行惯量辨识,辨识出来的值将自动设入FP1.02中。此次设备五根轴都为一样的滚辊,辨识出的惯量约为2.75倍左右。

第二步:基本参数设置如下:

(1)张力轴与毛轮轴基本参数设置,这两个轴使用的是内部速度模式,故FP0.03设为1(此参数需断电后再上电才有效)。SV-DB100提供了四段内部速度,通过端子SC1与SC2进行切换。在烫金上使用了三段速,分别为50RPM,150RPM,500RPM。将FP0.46,FP0.47,FP0.49分别设为150,50,500。

(2)送箔轴基本参数设置,这两个轴使用的是位置模式,故FP0.03设为0(此参数需断电后再上电才有效)。根把客户要求SV-DB100驱动器在接收到2770个脉冲,要驱动伺服电机转一圈,所以电个齿轮比应设为10000:2770。故将FP0.25,FP0.26分别设为10000,2700。若发现电机实际转动方向与要求方向相反,则可通过设置FP0.24(输入脉冲方向取反)为1来改变伺服电机转动方向。

第三步:增益参数设置:

根据机械结构特性与工艺要求进行刚性参数FP1.03设置。(驱动器里设置了32段刚性,对应不同的位置环增益,速度环增益,速度积分时间,速度前馈。每当对刚性进行修改时,相对应的参数FP2.00,FP2.01,FP2.02,FP2.05,FP2.06自动修改)。此次将FP1.03设为10。

具体参数设置如下表(2)所示:

张力轴与毛轮轴

送箔轴(3根)

FP0.03

1

FP0.03

0

FP0.46

150

FP0.25

10000

FP0.47

50

FP0.26

2770

FP0.49

500

FP0.24

1

FP1.02(自动设置)

2.75

FP1.02(自动设置)

2.75

FP1.03

10

FP1.03

10

表(2)

六、总结

此次烫金机的试机与调试完全满足客户的要求。并且新升级的DB100的调试较为简单,只要通过简单的刚性设置就可满足烫金机的应用要求。完全可以替代原来安川1.85KW伺服。客户对调试效果也比较满意。

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