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如何实现多台伺服电机的同步控制?

作者: 佚名 来源: http://www.yjjiuye.com 发布时间:2019-04-09

在印刷机械行业,同步控制是一个非常重要的问题。 由于印刷产品的特殊工艺要求,特别是对于多色印刷,为了保证印刷套印精度(一般≤0。 05毫米),要求每个电机的位置滑移率很高(一般为0或更低。 02 % )。 在传统印刷机械中,过去大多采用以机械长轴为动力源的同步控制方案,但机械长轴的同步控制方案容易出现振荡现象,各单元相互干扰,系统中机械部件较多,不便于系统维护和使用。 随着机电一体化技术的发展,技术已经被不断地应用到各个领域,并得到了广泛的应用。根据单元印刷机的同步要求,提出并验证了一种基于现场总线的同步控制方案。

无轴传动印刷机的同步要求

单元式滚筒式打印机一般由送纸单元、打印单元、张紧单元、处理单元、重绕单元等单元组成。在传统的轴驱动印刷机中,动力源是异步电机,它通过皮带轮驱动机械长轴(约10-20m ),然后通过长轴驱动每个单元的齿轮、凸轮、连杆等传动元件,再通过传动元件驱动设备的执行元件,完成设备的输入输出任务。

滚筒式打印机要求打印速度为300米/分钟,套印精度≤0。 03毫米,为了满足套印精度,每个单元的定位精度应≤0.03毫米。在印刷机的印刷过程中,要求每个单元轴和机械长轴保持一定的同步运动关系。能否很好地实现各单元轴的同步关系,将直接影响印刷速度、套印精度等。其中,送纸单元和打印单元需要与主轴转速有一定的比例关系,张力单元根据不同的打印速度调整张力系数,处理单元需要与主轴保持凸轮运动关系,复卷机单元的运动规律需要随着纸卷直径的增加而减小。

我们以机器的长轴为主轴(参考轴),每个打印单元的轴为从动轴。如图1所示。1,同步关系θ1=f1(θ),θ2=f2(θ),θ 3 = F3 (θ),其中θ是主轴位置角,θ1,θ2,θ3是从动轴位置角。

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无花果。1主从轴同步关系

SKY娱乐主管 控制系统设计

考虑到同步运动关系复杂、套印精度高、印刷单元多、子站多、印刷生产线长等特点,采用全分散、全数字化、全开放的现场总线控制系统FCS,总线选用CAN总线。

为了实现各打印单元之间复杂的同步关系,将各电机的主控制器和伺服驱动器连接到现场总线上,形成以打印机控制器为核心的现场总线系统,如图。2。

控制器和伺服驱动器均配有CAN总线控制器SJA1000和收发器PCA82C250的通信适配卡。控制器可以通过与打印机控制器相连的CAN通信适配卡方便快捷地与各伺服驱动器通信,向各伺服单元发送控制指令和位置给定指令,实时获取各状态信息,根据需要实时修改伺服参数,各伺服单元可以通过CAN总线及时交换数据。每个伺服驱动器在获得其自己的位置参考指令后,紧密跟随位置指令。因为控制器的位置命令直接输入到每个伺服驱动器,所以每个伺服驱动器获得同步命令,并且不受其他因素的影响,也就是说,任何伺服单元不受其他伺服单元的干扰的影响。在该系统中,控制器和每个伺服驱动器充当网络节点,形成一个控制器局域网控制网络。同时,由于采用了现场总线控制系统,网络节点的数量可以根据打印规模进行扩展。

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无花果。2同步控制系统图

编码器和伺服电机的选择

在大惯性负载印刷系统中,编码器的选择尤为重要。塔克。。。综合考虑,编码器分辨率选择为40000行,降低了电机的调节加速度,进一步降低了调节过程中的调节扭矩。

例如,在具有最大负载惯性的胶印机组中,角加速度被调整到78°。6rad/s2,调整力矩26N·m,笼型电气公司90M系列伺服电机完全可以满足要求。。。。。

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