CN206067184U - 一种印铁机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及印刷领域，特别涉及一种印铁机控制系统。本实用新型的技术方案省略了逻辑控制器，直接通过伺服驱动器采用循环速度模式和位置闭环叠加的控制方式实现了印刷过程的同步，提高了印刷精度和系统运行速度；同时采用零点自动补偿的方式对每个印刷色组伺服电机的零点进行校正，提高了零点校正速度和精度，进一步提高了印刷速度和精度。

Description

一种印铁机控制系统

技术领域

本实用新型涉及印刷领域，特别涉及一种印铁机控制系统。

背景技术

印铁技术，是将要印刷的油墨通过各种水辊、墨辊、胶辊等机构最后印在铁板上，一般有单色机组、双色机组、三色机组、四色机组等。整个系统包括进料，油印，送料等工位，多色印铁机组由于需要在同一张铁板上多次印刷，所以需要进每一个印刷工位时需要保证进料的同步，否则容易出现损坏产品的问题。现有技术的方案存在以下问题：

1、之前采用的是变频器加异步电机，精度不高，可能会出现误差；

2、控制系统的同步零点是手动调试出来的，当所有机组的零点调整完成后，再进行自动运转，如果现场环境或安装位置出现偏差则需要重新调试，严重影响生产进度，降低了生产效率，而且人为调试的调试精度达不到最佳效果，影响印刷精度；

3、驱动器的驱动速度是靠发送脉冲的频率及脉冲数进行控制，抗干扰能力较弱；

4、各个印铁机组靠外部辅助输入来保持同步，系统速度没办法很高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种印铁机控制系统，解决了以上的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种印铁机控制系统，包括人机界面、至少两个印刷色组和与所述印刷色组数量相同的电机伺服单元，所述电机伺服单元用于根据人机界面输出的控制指令驱动对应的印刷色组；

电机伺服单元包括伺服驱动器和伺服电机，伺服电机上设有编码器，所述伺服驱动器包括速度控制单元、位置获取单元和位置控制单元，所述速度控制单元输入端连接人机界面，输出端连接伺服电机；所述位置获取单元输入端连接编码器，输出端连接位置控制单元输入端，所述位置控制单元输出端连接所述伺服电机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的技术方案省略了逻辑控制器，无需任何外部辅助，因此提高了系统运行速度；同时，本实用新型的技术方案不需要使用脉冲传送，提高了抗干扰能力。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，包括主电机伺服单元和从电机伺服单元，所述主电机驱动单元包括主伺服驱动器和主伺服电机，所述从电机伺服单元包括从伺服驱动器和从伺服电机，所述主伺服驱动器和从伺服驱动器输入端分别连接所述人机界面，所述主伺服电机驱动第一印刷色组，所述从伺服电机驱动第二印刷色组。

进一步，所述伺服驱动器之间通过CANopen总线连接，所述伺服驱动器通过RS232接口或者RS485接口连接所述人机界面。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，伺服驱动器之间通过现场总线连接，不仅可以节省控制接线，简化控制系统结构，提高抗干扰能力，而且采用CANopen总线的通讯方式，布线更加方便、维护成本更低、传输速度更快。

进一步，所述伺服驱动器均包括与伺服电机连接的点动按键，所述点动按键用于采用速度控制模式实现伺服电机的点动控制。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，伺服驱动器和伺服电机采用速度控制方式完成点动功能和单轴运转功能，提高了控制系统的同步性。

进一步，所述伺服驱动器均包括与编码器连接的零点补偿单元，所述零点补偿单元用于通过编码器获取对应印刷色组的零点位置，并对每个编码器的零点位置进行补偿，以实现所有印刷色组的零点位置保持一致。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，采用自动补偿的方式对所有印刷色组的零点位置进行校正，保证所有印刷色组的零点位置一致，实现伺服电机的同步运转，从而消除了累计误差，提高了印刷系统的套色精度。

进一步，还包括与所述电机伺服单元分别连接的输入输出单元和自动停机单元，所述输入输出单元包括故障检测单元和报警单元，所述故障检测单元输入端通过CANopen总线连接所述编码器，输出端分别连接报警单元和自动停机单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，所述故障检测单元用于通过CANopen总线接收所述电机伺服单元发送的伺服电机运行状态信息，在发生故障时生成故障指令发送给自动停机单元，自动停机单元控制所有的伺服电机停止工作，印刷系统停止运行，同时故障指令发送到报警单元，启动报警单元生成报警信号。

进一步，所述输入输出单元还包括双张检测单元，所述双张检测单元输入端通过CANopen总线连接设置在印铁机传送带处的传感器感，输出端连接所述伺服驱动器。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，通过采集设置在印铁机传送带处传感器感应到的电信号，当所述电信号强度小于或等于预设阈值时，向对应的电机伺服单元发送用于将粘在一起的待印刷铁板传输到废品位置的报废指令，所述预设阈值为至少两张待印刷铁板粘在一起时，所述传感器检测到的电信号强度。本进一步技术方案增设了故障检测单元和双张检测单元，提高了控制系统运行的安全性能，满足用户用户对设备多样化的要求。

进一步，所述伺服驱动器和伺服电机采用一体式结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，伺服驱动器和电机采用一体式结构，节省了电机和驱动器之间的连线，使整个系统更节能，布线更省，降低了干扰。

进一步，所述编码器为多圈绝对值编码器。

采用上述进一步方案的有益效果是：本进一步技术方案中，采用多圈绝对值编码器，多圈绝对值编码器由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必找零点，也无需通过外部信号进行回零，只需要将某一中间位置作为起始点就可以自行找到电机零位，如此大大简化了安装调试过程，使用十分方便。

附图说明

图1为实施例1一种印铁控制系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

本实施例1以双色印铁机为例对印铁机控制系统进行说明，其他实施例的多色印铁机参照本实施例进行修改即可。如图1所示，为本实施例一种双色印铁控制系统的结构示意图，包括人机界面、主电机伺服单元和从电机伺服单元，主电机伺服单元和从电机伺服单元分别根据人机界面输出的控制指令驱动对应的印刷色组。主电机驱动单元包括主伺服驱动器和主伺服电机，从电机伺服单元包括从伺服驱动器和从伺服电机，主伺服驱动器和从伺服驱动器输入端分别连接所述人机界面，主伺服电机驱动第一印刷色组，从伺服电机驱动第二印刷色组，主伺服电机上设有主伺服电机编码器，从伺服电机上设有从伺服电机编码器。本实施例通过人机界面设置的系统参数，通过按钮启动系统运行，从而通过模拟量控制电机速度。

本实施例中，所述主伺服驱动器包括第一速度控制单元、第一位置获取单元和第一位置控制单元，所述第一速度控制单元输入端连接人机界面，输出端连接主伺服电机；所述第一位置获取单元输入端连接主伺服电机编码器，输出端连接第一位置控制单元输入端，所述第一位置控制单元输出端连接所述主伺服电机。所述从伺服驱动器包括第二速度控制单元、第二位置获取单元和第二位置控制单元，所述第二速度控制单元输入端连接人机界面，输出端连接从伺服电机；所述第二位置获取单元输入端连接从伺服电机编码器，输出端连接第二位置控制单元输入端，所述第二位置控制单元输出端连接所述从伺服电机。本实施例的技术方案省略了逻辑控制器，无需任何外部辅助，因此提高了系统运行速度；同时，本实用新型的技术方案不需要使用脉冲传送，提高了抗干扰能力。

本实施例中，所述主伺服驱动器和从伺服驱动器均采用菲仕的AXN驱动器，该驱动器包含CANOPEN通讯口，RS232或RS485通讯口，自带数字量和模拟量输入输出，都是PNP类型，同时所述AXN驱动器上集成有用于进行闭环控制的速度控制单元、位置获取单元和位置控制单元，所述速度控制单元、位置获取单元和位置控制单元通过对应的控制电路即可实现控制功能。所述主伺服驱动器和从伺服驱动器之间通过CANopen总线连接，所述主伺服驱动器和从伺服驱动器分别通过RS232接口或者RS485接口连接所述人机界面，伺服驱动器之间通过现场总线连接，不仅可以节省控制接线，简化控制系统结构，提高抗干扰能力，而且采用CANopen总线的通讯方式，布线更加方便、维护成本更低、传输速度更快。

本实施例中，所述伺服驱动器均包括与伺服电机连接的点动按键，所述点动按键用于采用速度控制模式实现伺服电机的点动控制。同时，所述伺服驱动器还包括与伺服电机编码器连接的零点补偿单元，所述零点补偿单元用于通过伺服电机编码器获取对应印刷色组的零点位置，并对每个编码器的零点位置进行补偿，以实现所有印刷色组的零点位置保持一致。现有技术中存在多种用于实现上述补偿过程的控制电路，本实施例中不进行详细说明。本实施例中，伺服驱动器和伺服电机采用速度控制方式完成点动功能和单轴运转功能，提高了控制系统的同步性，采用自动补偿的方式对所有印刷色组的零点位置进行校正，保证所有印刷色组的零点位置一致，实现伺服电机的同步运转，从而消除了累计误差，提高了印刷系统的套色精度。

本实施例，还包括与所述电机伺服单元分别连接的输入输出单元和自动停机单元，所述输入输出单元采用步科的PR2系统模块，该模块通过CANOPEN通讯口用通讯线连接，本实施例的所述输入输出单元包括故障检测单元、报警单元和双张检测单元，所述故障检测单元输入端通过CANopen总线连接所述伺服电机编码器，输出端分别连接报警单元和自动停机单元，故障检测单元通过CANopen总线接收伺服电机运行状态信息，在发生故障时生成故障指令发送给自动停机单元，自动停机单元控制所有的伺服电机停止工作，印刷系统停止运行，同时故障指令发送到报警单元，启动报警单元生成报警信号。所述双张检测单元采集设置在印铁机传送带处传感器感应到的电信号，当所述电信号强度小于或等于预设阈值时，向对应的电机伺服单元发送报废指令，将粘在一起的铁板送到报废位置，从而提高了控制系统运行的安全性能，满足用户用户对设备多样化的要求，现有技术的多种双张检测装置均可以使用在本实用新型中，在此也不进行具体说明。

本实施例中，所述伺服驱动器和伺服电机采用一体式结构，节省了电机和驱动器之间的连线，使整个系统更节能，布线更省，降低了干扰。所述编码器为多圈绝对值编码器，多圈绝对值编码器由于测量范围大，实际使用往往富裕较多，这样在安装时不必找零点，也无需通过外部信号进行回零，只需要将某一中间位置作为起始点就可以自行找到电机零位，如此大大简化了安装调试过程，使用十分方便。同时，本实施例每隔1ms对所述第一速度控制模拟量进行调整，并生成第二速度控制模拟量发送给对应的伺服电机，从而进一步提高了系统的精度。

本实用新型在机械条件满足的情况下可以实现1000张/mi n甚至可以更高的印刷速度，较传统方案的500张/mi n和600张/mi n有很大的提高，同步精度可以达到1mm,比之前的3－5mm也有大大的改善。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种印铁机控制系统，其特征在于，包括人机界面、至少两个印刷色组和与所述印刷色组数量相同的电机伺服单元，所述电机伺服单元用于根据人机界面输出的控制指令驱动对应的印刷色组；

电机伺服单元包括伺服驱动器和伺服电机，所述伺服电机上设有编码器，所述伺服驱动器包括速度控制单元、位置获取单元和位置控制单元，所述速度控制单元输入端连接人机界面，输出端连接伺服电机；所述位置获取单元输入端连接编码器，输出端连接位置控制单元输入端，所述位置控制单元输出端连接所述伺服电机。

2.根据权利要求1所述的印铁机控制系统，其特征在于，包括主电机伺服单元和从电机伺服单元，所述主电机驱动单元包括主伺服驱动器和主伺服电机，所述从电机伺服单元包括从伺服驱动器和从伺服电机，所述主伺服驱动器和从伺服驱动器输入端分别连接所述人机界面，所述主伺服电机驱动第一印刷色组，所述从伺服电机驱动第二印刷色组。

3.根据权利要求1所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述伺服驱动器之间通过CANopen总线连接，所述伺服驱动器通过RS232接口或者RS485接口连接所述人机界面。

4.根据权利要求1～3任一所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述伺服驱动器均包括与伺服电机连接的点动按键。

5.根据权利要求4所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述伺服驱动器均包括与编码器连接的零点补偿单元。

6.根据权利要求4所述的印铁机控制系统，其特征在于，还包括与所述电机伺服单元分别连接的输入输出单元和自动停机单元，所述输入输出单元包括故障检测单元和报警单元，所述故障检测单元输入端通过CANopen总线连接所述编码器，输出端分别连接报警单元和自动停机单元。

7.根据权利要求6所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述输入输出单元还包括双张检测单元，所述双张检测单元输入端通过CANopen总线连接设置在印铁机传送带处的传感器感，输出端连接所述伺服驱动器。

8.根据权利要求7所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述伺服驱动器和伺服电机采用一体式结构。

9.根据权利要求8所述的印铁机控制系统，其特征在于，所述编码器为多圈绝对值编码器。