進(jìn)口NL_650凹版印刷機(jī)在我國(guó)煙包行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，九十年代進(jìn)口的NL-650型凹版印刷機(jī)主要采用機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)方式，通過(guò)機(jī)械齒輪變速和分配機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)引入牽引、引出牽引和各個(gè)印刷單元，各個(gè)印刷單元之間的精確相位同步是通過(guò)機(jī)械長(zhǎng)軸及相同的齒輪減速比實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，由于傳動(dòng)齒輪的機(jī)械磨損導(dǎo)致印刷精度下降，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。隨著印刷行業(yè)特別是煙包印刷對(duì)更高精度、更高生產(chǎn)效率以及多規(guī)格、小批量及降低成本需求的不斷增長(zhǎng)，這已經(jīng)嚴(yán)重制約了生產(chǎn)的發(fā)展。另外，隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的高速發(fā)展，由運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和智能伺服系統(tǒng)構(gòu)成的電子長(zhǎng)軸傳動(dòng)（獨(dú)立傳動(dòng)）系統(tǒng)在各種印刷機(jī)上已取得廣泛的應(yīng)用，并且印刷機(jī)采用電子長(zhǎng)軸技術(shù)的已成為印刷設(shè)備制造行業(yè)的發(fā)展方向。
電子長(zhǎng)軸與傳統(tǒng)的機(jī)械長(zhǎng)軸相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
1）非常高的剛性；
2）具有更高的精度；
3）靈活性大，增加色組及加工單元非常方便；
4）能耗明顯降低；
5）寬范圍電子齒輪的調(diào)整（1：65000到65000：1）；
6）沒(méi)有隨著機(jī)械長(zhǎng)軸傳遞的扭性干擾。
鑒于NL-650印刷機(jī)在國(guó)內(nèi)使用的現(xiàn)狀，我司提出了采用德國(guó)博世力士樂(lè)公司生產(chǎn)的具有世界領(lǐng)先水平的印刷及紙張?zhí)幚韺?zhuān)用控制系統(tǒng)SYNAX200和數(shù)字智能伺服系統(tǒng)對(duì)其電氣控制系統(tǒng)的改造。SYNAX200是一種可分散系統(tǒng)，它給人們提供了技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上最佳的解決方案，主控軸和隨動(dòng)軸因此不再依靠機(jī)械而是電子系統(tǒng)結(jié)合在一起。通過(guò)SYNAX200系統(tǒng)，我們可以用數(shù)字智能傳動(dòng)裝置代替齒輪，用光纜代替機(jī)械長(zhǎng)軸，讓PPC（運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）控制器實(shí)現(xiàn)主控軸的功能。具體改造方案如下：
本改造方案主要針對(duì)張力引入、六個(gè)印刷單元、張力引出和模切等十一個(gè)單元，系統(tǒng)的控制信號(hào)通過(guò)外部I/O點(diǎn)與原上位機(jī)相聯(lián)系，操作方式不作改變（若時(shí)間許可，可將原控制系統(tǒng)的上位機(jī)省略，系統(tǒng)所有的控制均由運(yùn)動(dòng)控制器集成的PLC完成），具體由如下各部分組成：
一、系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：
二、PPC運(yùn)動(dòng)控制器及邏輯運(yùn)動(dòng)控制器PLC
PPC運(yùn)動(dòng)控制器是SYNAX200系統(tǒng)的主控單元，它可提供ELS電子長(zhǎng)軸（虛擬主軸或?qū)嵼S方式）的功能來(lái)取代機(jī)械主軸，ELS電子長(zhǎng)軸的功能是按按上位機(jī)的要求給出速度和位置命令，實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的電子傳動(dòng)長(zhǎng)軸---虛擬主軸，虛擬主軸履行生成算術(shù)主軸位置的功能。主軸位置以模數(shù)格式計(jì)算，范圍從0到360度，循環(huán)傳送到各個(gè)隨動(dòng)軸。而隨動(dòng)軸可以根據(jù)需要跟隨主軸走相位同步模式、速度同步模式、電子凸輪模式、空運(yùn)轉(zhuǎn)模式、設(shè)置模式。在這里，我們可以按照在SYNAX200系統(tǒng)中設(shè)定好的加速度和急停加速度等參數(shù)對(duì)整機(jī)進(jìn)行控制。同時(shí)，還可以對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)伺服電機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝需要進(jìn)行分別控制，如相位調(diào)整、張力控制、空運(yùn)轉(zhuǎn)控制等。PPC內(nèi)集成有PLC，其間的無(wú)縫連接，使PLC可以快速而準(zhǔn)確地利用PPC的各種功能，也可以非常靈活的控制各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元和印刷機(jī)中其它相關(guān)電氣設(shè)備，這就使得SYNAX系統(tǒng)具有極大的柔性，滿(mǎn)足印刷工藝的各種控制要求。
SYNAX200系統(tǒng)還具有以下的輔助功能：
1、空運(yùn)轉(zhuǎn)模式：
在原來(lái)機(jī)械實(shí)軸的方式下，印刷單元在空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需脫開(kāi)連接其他運(yùn)動(dòng)部分的離合器。在電子軸的控制方式下，在空運(yùn)轉(zhuǎn)模式時(shí)，印刷單元可預(yù)先設(shè)定為獨(dú)立于主控軸工作。空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)系統(tǒng)只需控制印刷單元的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即可。
2、設(shè)置模式：
在設(shè)置模式下，可自動(dòng)移動(dòng)到可編程位置，例如設(shè)定和機(jī)械重新組合的位置。
3、張力控制:
SYNAX200帶有張力控制功能，驅(qū)動(dòng)器的模擬量輸入通道通過(guò)接收張力傳感器的數(shù)值，通過(guò)PI調(diào)整以達(dá)到設(shè)定值。
4、套準(zhǔn)功能:
取消原來(lái)套色系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，套色系統(tǒng)的調(diào)整信號(hào)進(jìn)入PLC，PLC根據(jù)采集到的信號(hào)通過(guò)調(diào)整印刷單元的伺服電機(jī)相位進(jìn)行套色。
5、預(yù)套準(zhǔn)功能（可選）:
通過(guò)PLC及PPC協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)停機(jī)預(yù)套準(zhǔn)功能，使快速進(jìn)入自動(dòng)套準(zhǔn)成為可能，大大節(jié)省原料及進(jìn)入自動(dòng)印刷的時(shí)間。
三、伺服驅(qū)動(dòng)器
選用德國(guó)博世力士樂(lè)最新一代的數(shù)字智能驅(qū)動(dòng)器IndraDrive。
四、伺服電機(jī)
選用德國(guó)博世力士樂(lè)的高性能的伺服電動(dòng)機(jī)。
五、可視化人機(jī)界面
此次增加的人機(jī)界面BTV40是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在BTV40上可以進(jìn)行PLC的編程，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置和監(jiān)控畫(huà)面的制作等。通過(guò)人機(jī)界面，我們可以設(shè)置如印版周長(zhǎng)、齒數(shù)、模切滾周長(zhǎng)、模切入周長(zhǎng)、模切出周長(zhǎng)和張力輥周長(zhǎng)等各種運(yùn)行參數(shù)。除此之外，我們還可以通過(guò)人機(jī)界面監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行情況，如運(yùn)行狀態(tài)、速度、扭矩監(jiān)控和系統(tǒng)報(bào)警等，系統(tǒng)報(bào)警畫(huà)面可以幫助維護(hù)工程師快速地診斷系統(tǒng)故障。
六、本改造方案的優(yōu)點(diǎn)
1、技術(shù)先進(jìn)性：
本系統(tǒng)采用德國(guó)博士力士樂(lè)公司（Bosch Rexroth）技術(shù)領(lǐng)先的印刷及紙張加工處理設(shè)備專(zhuān)用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)SYNAX200,具有印刷及紙張加工處理所需的各種功能和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。
2、高精度：
本系統(tǒng)的相位同步精度優(yōu)于0.005度。
3、 高可靠性
本系統(tǒng)中采用的主要部件均為進(jìn)口原裝德國(guó)產(chǎn)品，具有極高的可靠性，伺服電機(jī)為免維護(hù)電機(jī)。
4、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試方便
現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試2－3個(gè)星期可完成。
5、操作使用方便
本次改造還保留原系統(tǒng)的PLC，操作方法和原來(lái)一樣，無(wú)需對(duì)操作工進(jìn)行特別培訓(xùn)。
6．維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)便：
本系統(tǒng)采用的所有元器件均為免維護(hù)通用元器件，本系統(tǒng)無(wú)需特別保養(yǎng)維護(hù)，配件更換簡(jiǎn)單方便。
七、本方案成功的應(yīng)用案例
本方案在廣東某印務(wù)有限公司的NL_650印刷機(jī)的改造中已獲得成功，印刷精度+/-0.1mm，模切精度：+/-0.15mm（實(shí)際運(yùn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定印刷誤差小于+/-0.05mm，模切誤差小于+/-0.08mm）。
