無軸傳動技術的優點包括：效率更高、磨損更小而且品質更卓越。這充分說明了為什麼人們在瓦楞紙印刷機中開始越來越多地採用無軸單驅動器系統以提高效率。Rexroth的模組化IndraMotion for Printing解決方案簡化了無軸傳動技術的套用。採用無軸傳動技術的用戶從預先定義的功能和可升級組件中獲益匪淺。
基本介紹
- 中文名：無軸傳動技術
- 外文名：Shaftless transmission technology
- 所屬學科：機械學
- 適用領域：機械、印刷
- 優點：效率更高、磨損更小
無軸傳動技術的優點包括：效率更高、磨損更小而且品質更卓越。這充分說明了為什麼人們在瓦楞紙印刷機中開始越來越多地採用無軸單驅動器系統以提高效率。Rexroth的模組化IndraMotion for Printing解決方案簡化了無軸傳動技術的套用。採用無軸傳動技術的用戶從預先定義的功能和可升級組件中獲益匪淺。
先進的瓦楞紙印刷機最高可達到300 m/min的工作速度；在紙板進入下一工序之前，每分鐘能夠完成400張瓦楞紙的印刷、折邊、開槽和沖切加工。如果使用無軸傳動技術（模擬凸輪和凸輪軸齒輪）確保所有設備模組中的單驅動軸實現實時、精密的同步，這些可配置10個印刷、塗布及乾燥工位的設備完全能夠以最高運轉速度持續生產高品質的產品。無軸傳動（也稱為無齒輪傳動）設計現已逐漸取代印刷機製造業中的常規機械長軸和齒輪。機械零部件總是容易磨損。雖然積極維護可減少磨損，但卻無法消除這一問題。採用機械方式進行連線的設備會逐漸降低精度，最後導致工作人員必須不斷重新調節或者更換磨損的零部件。對於採用電子同步技術的印刷機而言，磨損問題已經成為過去，因為用戶可通過軟體來控制同步功能。
日臻完美的智慧型互動功能
無軸傳動技術有賴於PLC、運動控制器、智慧型驅動器和外圍設備之間的完美互動。這些系統解決方案必須達到實時同步上百個驅動器。早在二十世紀90年代初期，Rexroth就已在其自動化技術解決方案中實現了這一性能。當時，力士樂與來自眾多設備製造公司的開發人員共同定義了SERCOS接口，這是第一個國際標準化驅動接口。Rexroth正是制定該標準的發起者之一，公司還採用這種開放式通信標準推出了第一套用於印刷行業的無軸傳動系統產品。自此，Rexroth已經為4,000多台各種尺寸和類型的印刷機配置了SYNAX 200自動化系統，包括20多家不同公司（例如歐洲的Bendazzoli、Celmacch和Curion，以及DingLong、DongFang和Sunrise等亞洲知名生產商）的瓦楞紙印刷機。
隨著技術的不斷發展，Rexroth開發出了最新的模組化IndraMotion for Printing自動化解決方案；該方案提供全套硬體和軟體組件，包括運動邏輯集成、人機界面，伺服驅動器以及智慧型液壓/氣動元件。儘管推出的產品日新月異，但Rexroth始終堅持著一個理念：致力於制定可得到其他生產商支持的開放式接口和國際軟體標準。在同一個硬體平台上，使用一整套工程工具全面整合PLC、運動控制器以及機器人控制，這不僅簡化了所有設備的自動化操作，而且有助於開發各種解決方案。各種專業技術功能（例如一系列套準控制功能）充分展現了公司15年來在印刷及加工行業中積累的豐富套用經驗。
IndraMotion for Printing 充分運用了SERCOS III標準的優勢，實現了SERCOS可靠的實時機制與100 M/bit乙太網基礎物理設施的完美融合。該通用匯流排符合IEC標準，可與高速I/O設備直接通信，而且支持符合IEC 61508標準的安全功能 - 使用SERCOS 安全技術，達到SIL3標準（CIP Safety on SERCOS）。與所有Rexroth系統解決方案一樣，IndraMotion for Printing中也包括符合IEC 61131-3標準的運行時間系統並具有PLC功能。該系統解決方案還支持所有公共現場匯流排和乙太網協定，包括DeviceNet、EtherNet/IP、PROFIBUS和PROFINET，可與上位控制器進行通信。這種致力於開發開放式標準的理念為眾多機器製造商和用戶贏得了更可觀的投資回報率。
可升級性能和功能
這種解決方案以運動邏輯集成為核心，提供了非常豐富的功能，而且這些功能已經針對印刷設備的套用進行了最佳化設計。系統可同步用於各種滾筒和輥子的伺服驅動器。驅動器從100 W的小型Rexroth IndraDrive Cs直至132 kW的產品，種類非常豐富。為了減少部件數量並提高傳動系的剛性，越來越多的機器製造商都已開始採用直接傳動技術。在進料作業中，線性馬達是一種不錯的選擇。但現在關鍵技術還是在於轉矩馬達的套用。早在二十世紀90年代中期，Rexroth就已開始在瓦楞紙印刷機的迴轉沖裁機上採用這種技術。這種技術不但提高了沖裁質量，而且顯著降低了傳動鏈中的磨損。
該系統解決方案的模組化設計和可升級組件可滿足瓦楞紙印刷機製造商的特殊需求，這些製造商的產品包括上墨與塗布機、乾燥機以及其他加工設備。
用於單獨驅動進料機的伺服驅動器具有極高的動態性能
為了達到每分鐘400張瓦楞紙的供應速度，必須採用高精度的自動化解決方案。進料機必須以最高300 m/min的速度將底板裝入印刷機並確保套準。加速度和減速度必須達到10 g量級，而只有採用智慧型伺服驅動器和實時控制裝置的直接傳動技術才具有這種等級的動態性能。雖然加速度極高，但仍然要求紙板表面在進料過程中不得損壞。
系統解決方案中提供的電子凸輪功能可用於實現各種位置曲線。用戶只需根據特定的瓦楞紙印刷機設定各種參數即可，這些參數支持連續設定各種速度和行程。
基本原理如下：連線高度動態伺服驅動器的單獨驅動張力輥用於驅動紙板，使其保持與機器速度同步，同時在送入第一個印刷單元時確保套準。一旦紙板的後緣通過張力輥，驅動器以最大轉矩制動滾輪。這是確保進料機中旋轉張力輥不損壞下一張紙板的唯一方法。生產商可使用各種機械或者電氣控制的起吊設備輔助進料。
印刷單元自動化
壓印滾筒、共用壓印滾筒、網紋傳墨輥、網紋傳墨輥交換器、動態網紋傳墨輥連線及印刷單元高度調節等裝置需要配置多達8根軸。根據實際工作重量，可能需要使用液壓驅動器。IndraMotion for Printing解決方案提供了大量預定義功能，可幫助用戶在印刷過程中實施干預和進行修正。套準控制功能可修正紙板定位誤差。探邊或者色標感測器可檢測產品的實際位置。此後驅動和控制系統將實際位置與標稱位置進行比較，然後執行自動高速修正。
IndraMotion for Printing還可執行印刷長度修正，以補償柔性版的印刷長度偏差。如果印刷長度過長，控制器可加速壓印滾筒；反之則減速壓印滾筒。該自動化解決方案可執行動態長度偏差補償。為了減少與著墨（網紋傳墨）輥之間的摩擦並降低磨損，系統可調節墨輥，使其與壓印滾筒同步。高度動態的單獨驅動器可對間隙中的位置誤差進行補償。在大型、重型滾筒中，配置轉矩馬達的直接傳動子系統可提供必要的加速度和制動轉矩。高剛性為良好的印刷質量提供了保障。
傳動與控制：液壓和電氣驅動器互為補充
先進的安全功能
在瓦楞紙印刷機上，一次輪班常常需要執行多次轉換調整。自動化系統除了必須達到嚴格的安全規定之外，還必須將調整時間縮短到最低。Rexroth概念基於IndraDrive裝置中的Safety on Board（機載安全）功能。這些功能不僅符合現行安全標準，而且可監控安全保持/安全工作保持、安全減速、受限增量尺寸、最大轉速、安全旋轉方向和其他機載功能。如果出現故障，這種方法可將反應時間縮短至2毫秒。即使操作員反應極快，在出現危險狀況時也需要大約200毫秒才可將三位開關切換到應急位置。如果高速伺服電機正在工作，這種反應時間會導致無控制運動距離長達800mm。IndraDrive機載安全功能可將無控制運動距離降低到2 mm以下。安全運動功能可顯著縮短印刷板的交換時間，因此還可提高設備的可用性。
SIL3安全功能模組將IndraMotion for Printing系統控制器升級為一種安全控制器，它支持印刷和加工機自動化功能，而且無需增加安全PLC即可提供人員和機器保護。所有配置I/O設備、驅動器和控制器的標準組件和安全相關組件都可連線公用通信網路，完全不必在安全PLC與標準控制器之間，以及安全PLC與驅動器之間增加網路。可安裝模組化的可升級Inline系列安全I/O設備，這些設備可用於處理安全相關外圍設備的輸入和輸出信號。SIL3和SIL2 模組可用於各種安全套用場合。安全套用編程功能已經完全集成在IndraWorks Engineering Framework中。這種解決方案支持無縫參數化、編程和診斷功能。該工具還內置了可防止系統錯誤的機構，可幫助用戶符合相關規定。全面的安全系統解決方案可幫助機器製造商和用戶運用最先進的安全技術以符合國際標準，為操作人員和維護人員提供最大保護。
一套自動化解決方案涵蓋所有加工工位
在折邊工位，旋轉的折邊工具可在紙板中形成折邊。此後旋轉開槽刀具在底部和頂部摺疊板上開槽。伺服驅動器旋轉一根裝有一把或兩把刀片的轉軸。該工位需要結合紙板長度與壓印滾筒實現高速同步。即使是跳躍進給，或者開槽刀軸與壓印滾筒的直徑不同，Rexroth的擴展開槽刀具功能仍可提供完美的解決方案。機器製造商可利用內置凸輪功能和高精度電子齒輪功能。
在其他包含迴轉沖裁機、摺疊機/塗膠機和進料機的工位中，機器製造商也可使用電子凸輪與速度或角度位置同步功能使運動序列與特定的印刷機完美匹配，同時還可執行動態調節。所有工位都與SERCOS III網路連線。一旦建立數據鏈路，即可立即執行參數化與同步功能。機器製造商可採用模組化設計，實現硬體與軟體的多樣性。
這種模組化設計和對開放標準的支持特性可幫助選用IndraMotion for Printing產品的製造商針對自己的設計方案開發定製自動化解決方案。無論是靜音設計還是大幅降低的維護成本，用戶都能深切體會到這種先進的核心技術所帶來的優勢。無軸傳動技術通過提高產量、改進質量並縮短維護停機時間，全面提升了瓦楞紙的印刷速度。
