Д о б р о   п о ж а л о в а т ь   н а   W e b - с е р в е р   ж у р н а л а   М и р   Э т и к е т к и
Архив изданий
2001
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2002
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2003
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
 
2004
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2005
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2006
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
 
2007
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2008
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2009
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
 
2010
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2011
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
2012
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
 

Мир этикетки №4'2007
Мир этикетки №4'2007
Разделы
О нас
Журнал
Реклама
Архив изданий
Архив изданий
Поиск в архиве изданий


.

Клининг в Москве http://mskservice.com/uslugi/uborka-ofisa/ услуги по уборке офисов. . Оптовые цены на подшипники скф в нашем каталоге. .

 

Прямой привод в флексографских печатных машинах

Дмитрий Гудилин

Централизованный или децентрализованный?

Три уровня децентрализации привода

Прямой привод

Децентрализованный привод в узкорулонных флексографских машинах

Модульные гибкие производственные системы

Рост требований к качеству полиграфического исполнения этикеточной и упаковочной продукции обусловил разработку печатных машин и печатно-отделочных линий нового поколения, которые характеризуются улучшенными технологическими возможностями и повышенной технологической гибкостью. Одной из проблем, которые пришлось решать машиностроителям при разработке такого оборудования, является создание новых децентрализованных систем привода, обладающих высокой точностью, легкостью управления, компактностью и эргономичностью.

Централизованный или децентрализованный?

До недавнего времени системы привода полиграфического оборудования строились по однотипной схеме: все основные технологические узлы машин приводились в движение от главного электродвигателя через механические передаточные устройства (зубчатые, цепные, ременные, рычажные, кривошипные, кулачковые и т.п.). Такая система привода отличается громоздкостью и низкой гибкостью; точность ее работы ограничена погрешностями в изготовлении деталей передаточных механизмов, а также износом деталей в процессе работы, причем возникающие в отдельных механизмах динамические нагрузки, вследствие жесткой механической связи, повышают износ других элементов машины. Тем не менее отсутствие эффективных средств согласования работы нескольких электродвигателей в продолжение десятилетий делало централизованную систему привода един­ственно целесообразной. Такое положение дел изменилось лишь с появлением цифровых средств управления — они сделали возможной децентрализацию системы привода, а совершенствование электродвигателей позволило реализовать прямой привод технологических механизмов полиграфических машин.

Основные достоинства децен­трализации привода:

  • повышение точности работы технологических узлов за счет сокращения или полного исключения погрешностей, обусловленных использованием передаточных механизмов;
  • повышение надежности оборудования за счет упрощения его механической схемы и снижения негативного влияния динамических нагрузок, возникающих в процессе работы в отдель­ных технологических узлах;
  • возможность создания гибких технологических систем модульного построения;
  • повышение степени контроля за работой различных технологических узлов, улучшение управляемости машины;
  • упрощение технического обслуживания привода;
  • уменьшение габаритов как исполнительных механизмов, так и системы управления приводом;
  • снижение общего энергопо­требления и выделения тепла при работе машины вследствие уменьшения потерь энергии на трение;
  • понижение шумности работы оборудования.

Уточним термины

Терминология, связанная с системами индивидуального привода, пока не устоялась, а потому необходимо определить значения некоторых употребляемых в настоящей статье терминов.

Децентрализованный привод — модульная система привода, которая предполагает разделение привода машины на несколько механически друг с другом не связанных (за исключением установки в общей станине), согласованно работающих блоков.

Индивидуальный привод — привод технологического модуля в децентрализованной системе.

Прямой привод — разновидность индивидуального привода, предполагающая передачу движения от двигателя на вал рабочего механизма без использования механических средств преобразования скоростей и моментов. В прямом приводе допускается применение механических устройств сопряжения валов электродвигателя и рабочего механизма, например соединительных муфт.

В начало В начало

Три уровня децентрализации привода

Можно выделить три уровня децентрализации привода (см. таблицу). На первом уровне система привода разделяется на несколько блоков, каждый из которых имеет индивидуальный привод. При этом от каждого электродвигателя через механические трансмиссии приводится несколько технологических механизмов. Примерами таких систем являются печатно-отделочные линии с раздельным приводом печатного и отделочного модулей, а также печатные машины, в которых каждая печатная секция приводится от индивидуального электродвигателя. Системы децентрализованного привода первого уровня характеризуются относительной простотой согласования работы электродвигателей, однако вследствие широкого использования механических передач им присущи ограничения как по точности работы, так и по управляемости и технологической гибкости оборудования. Кроме того, системы первого уровня не позволяют существенно снизить шумность оборудования и упростить его техническое обслуживание.

 

Уровни децентрализации привода

Тип привода

Описание

Централизованный привод

Все основные технологические узлы и механизмы машины приводятся в движение от главного привода

Индивидуальный привод

технологических механизмов

1-й уровень децентрализации привода

Система привода разделена на несколько блоков, каждый из которых имеет индивидуальный привод (от каждого электродвигателя приводится несколько механизмов)

2-й уровень децентрализации привода

Отдельные технологические механизмы имеют

индивидуальный прямой привод

3-й уровень децентрализации привода

Каждый технологический механизм приводится

от индивидуального электродвигателя

Во многих современных полиграфических машинах реализуется второй уровень децентрализации привода. На этом уровне часть технологических устройств имеет прямой привод, то есть приводится в движение непо­средственно от индивидуального электродвигателя без передаточных механизмов с минимальным числом механических соединений или без таковых. В флексографских узкорулонных машинах такими устройствами могут быть лентоведущие ролики, формные и печатные цилиндры, анилоксовые валики и др. В наиболее совершенном оборудовании все основные технологические механизмы имеют прямой привод. При этом удается наиболее полно реализовать перечисленные выше достоинства децентрализации привода.

Бесколлекторные двигатели постоянного тока

В основе работы бесколлекторного (brushless) двигателя постоянного тока лежит синхронный принцип действия (синхронное изменение ЭДС и скорости). На роторе двигателя закреплены постоянные магниты, а на набранном из пластин статоре — трехфазная обмотка, соединенная по схеме «звезда» или «треугольник». Питание обмотки осуществляется таким образом, чтобы в статоре создавалось вращающееся магнитное поле. Для этого с помощью полупроводникового коммутатора производится последовательное переключение питания фаз. Поскольку постоянный магнит всегда стремится занять положение по линии магнитного поля, при подобном управлении питанием статора ротор приходит во вращение. Для реализации обратной связи пространственное положение (угол поворота) ротора контролируется с помощью специального датчика, установленного на валу двигателя. Как правило, для этого применяется датчик Холла или оптронный датчик, который соединяется с полупроводниковым коммутатором. В качестве коммутатора используется контроллер или сервоусилитель, управляющий силовыми ключами каскада усиления мощности (транзисторами), к которым подключена обмотка двигателя. В зависимости от угла поворота ротора коммутатор переключает транзисторы, регулируя питание фаз обмотки. Коммутатор и датчик угла поворота ротора выполняют функции щеточно-коллекторного узла коллекторных двигателей постоянного тока.

 

 

При необходимости вал электродвигателя может изготавливаться полым для компакт­ной проводки через него электрических, пневматических и иных коммуникаций.

Бесколлекторные двигатели постоянного тока характеризуются широким диапазоном регулирования скорости вращения, превосходя по этому показателю двигатели переменного тока. Вместе с тем отсутствие трения между ротором и статором обу­словливает следующие преимущества по сравнению с коллекторными двигателями:

  • очень высокую надежность (срок службы ограничен фактически только ресурсом подшипников и постоянных магнитов * );
  • очень высокий КПД ( до 95%);
  • линейность рабочей характеристики;
  • минимальный уровень шума;
  • минимальное выделение тепла;
  • отсутствие затрат на техническое обслуживание.

 

* Для увеличения ресурса работы в бесколлекторных двигателях постоянного тока применяются обладающие повышенной намагниченностью постоянные магниты на основе редкоземельных металлов (например, из неодим-железо-борового магнитного сплава Nd 2Fe 14B).

Третий уровень децентрализации предполагает оснащение всех ротационных технологических механизмов собственным прямым приводом. Практическая реализация таких систем в полиграфии пока нецелесообразна.

В начало В начало

Прямой привод

В настоящее время в системах прямого привода используются трехфазные бесколлекторные двигатели постоянного тока (см. врезку), которые характеризуются широким диапазоном регулирования скорости вращения, надежностью, низким уровнем шума и фактически не нуждаются в техническом обслуживании.

В настоящее время существуют две концепции реализации прямого привода. В соответствии с первой применяются стандартные электродвигатели с поставляемыми в комплекте управляющими устройствами, при этом валы электродвигателей соединяются с валами технологических механизмов (цилиндрами печатных аппаратов, лентоведущими валиками и т.п.) с помощью муфт. Такое решение позволяет снизить затраты на комплектующие и разработку привода, однако использование соединительных элементов усложняет настройку системы и снижает точность и надежность работы привода.

Вторая концепция предусматривает проектирование привода как единой системы без механических соединений — электродвигатель и технологический механизм имеют общий вал. При этом в машину встраиваются изготовленные в соответствии с ее кон­структивными особенностями (как правило, по специальному заказу) компоненты электропривода — ротор, статор и системы управления. Привод с общим валом характеризуется максимальной точностью и надежностью, а также компактностью. Его недостатки — сложность разработки, высокая стоимость и низкая ремонтопригодность.

Синхронизация работы прямых приводов выполняется системой управления. Как правило, система управления машиной с прямыми приводами имеет иерархическую модульную структуру: каждый прямой привод является индивидуально управляемым модулем, входящим в состав более крупного модуля — технологической секции. На низшем уровне системы управления осуществляется контроль за параметрами работы электродвигателя — напряжением на обмотках, вращающим моментом и положением (углом поворота) вала. На следующем уровне системы управления поддерживается связь параметров привода с реализацией технологических функций, например с управлением приводкой красок при печати или с регулировкой натяжения полотна. Верхний уровень системы управления служит для координации работы модулей, обеспечивая обмен данными между ними, обработку информации и ее визуализацию на пульте управления машиной.

В начало В начало

Децентрализованный привод в узкорулонных флексографских машинах

Применение систем прямого привода в флексографских машинах обеспечивает следующие преимущества:

  • повышение качества печати;
  • увеличение номенклатуры запечатываемых материалов;
  • повышение производительности;
  • уменьшение отходов запечатываемых материалов;
  • снижение затрат на техническое обслуживание машины;
  • улучшение эргономики оборудования.

Качество печати улучшается благодаря исключению ошибок, вызванных неточностью изготовления деталей передач и их износом в процессе работы. Появляется возможность очень точной регулировки приводки красок и оптимального согласования линейных скоростей материала и формы. Кроме того, возможна динамическая регулировка натиска в печатной паре, а также между формным и анилоксовым цилиндрами, благодаря чему удается избежать непропечатки и повышенного растискивания при изменении скорости печати.

Регулируя скорости вращения формного и печатного цилиндров относительно друг друга, можно компенсировать изменение радиуса давящей поверхности (сумма радиуса печатного цилиндра и толщины запечатываемого материала) при печатании на материалах разной толщины. При работе с тонкой пленкой скорость вращения печатного цилиндра можно немного увеличить, а при печати на толстом полотне — уменьшить. Благодаря этому удается добиться высокой четкости отпечатков без смазывания.

Если нарушения приводки все-таки появляются, например в результате деформации пластичных материалов, прямой привод формного цилиндра позволяет легко исправить ошибку за счет изменения фазового положения цилиндра.

Разделение привода формного и печатного цилиндров позволяет также осуществлять регулирование длины оттиска в небольших пределах (не более 1,5%) за счет изменения скоростей вращения формного и печатного цилиндров относительно друг друга, что может использоваться для компенсации растяжения запечатываемого полотна при печати.

 

Бесколлекторный двигатель в машине Comco ProGlide MSP

Бесколлекторный двигатель в машине Comco ProGlide MSP

 

Повышение производительности оборудования с прямым приводом обусловлено увеличением скорости работы, сокращением времени подготовки к печатанию и уменьшением потерь времени на техническое обслуживание. Увеличить скорость печати позволяет повышенная точность привода машины. Сокращение потерь времени на настройку печатной машины возможно благодаря быстрой и независимой регулировке основных параметров печатания (приводки красок, натиска, скоростей цилиндров, величины натяжения полотна
и т.п.). Прямой привод также обусловливает возможность выключения одной или нескольких технологических секций из работы и их перенастройки без остановки машины. Поскольку при децентрализации привода число передаточных механизмов значительно сокращается, а прямые приводы в обслуживании фактически не нуждаются, потери времени на техническое обслуживание печатной машины существенно уменьшаются.

 

Сервопривод в машине Comco ProGlide MSP

Сервопривод в машине Comco ProGlide MSP

 

Сокращение отходов запечатываемого материала достигается не только за счет уменьшения брака, но и благодаря возможности бесступенчатого регулирования длины оттиска. Использование зубчатого зацепления в механизме привода обусловливает возможность применения сменных формных цилиндров только с длиной окружности (рапортом), кратной шагу зубьев. Отказ от применения зубчатых передач позволяет снять это ограничение. Кроме того, снижению отходов материала способствуют такие возможности машин с прямым приводом, как, например, уменьшение натяжения полотна при остановке машины.

Характерное для машин с прямым приводом снижение суммарной мощности электропривода, а значит, и потребления электроэнергии объясняется отсутствием потерь энергии в передаточных механизмах. Следует упомянуть и об улучшении эргономики машин за счет компактности прямых приводов, снижения шумности оборудования и упрощения его обслуживания.

 

Индивидуальный привод обеспечивает повышенную точность управления параметрами печати

Индивидуальный привод обеспечивает повышенную точность управления параметрами печати

В начало В начало

Модульные гибкие производственные системы

Существенным недостатком централизованных приводов является ограничение технологических возможностей машин из-за жест­ких механических связей между их узлами. Любое отступление в конструкции агрегата с централизованным приводом от традиционных схем приводит к необходимости значительного усложнения привода, а значит, к уменьшению его точности, надежности, не говоря уже о высоких затратах. Разработка и совершенствование прямых приводов привели к созданию оборудования нового поколения — печатных и печатно-отделочных линий с изменяемой конфигурацией. Эти гибкие производственные системы строятся по модульному принципу: на общей платформе-станине в требуемой последовательности могут устанавливаться взаимозаменяемые, оснащенные прямыми приводами печатные и отделочные модули. Система управления машины автоматически идентифицирует установленные модули и син­хронизирует их работу. Подобные гибкие системы характеризуются высокой производительностью и широчайшими технологическими возможностями.

В начало В начало

Мир Этикетки 4'2007