印刷機械無軸傳動技術及驅動故障解決對策

李旸 魏獻華

【摘 要】隨著科學技術的快速發展，我國印刷行業有了新的發展空間和機遇。在印刷行業中，無軸傳動技術也稱為虛擬伺服驅動技術，指的是特定的機械單元由特定的電機驅動，通過先進的控制技術協調各驅動單元之間的相互關系，使各機械單元實現更精確、更靈活的協同運動。

【關鍵詞】印刷機械無軸傳動技術；驅動故障解決對策

引言

我國印刷業在最近幾年的發展和轉型已經取得了非常不錯的成就，隨著科學技術水平的提高，電子技術、計算機技術及相關的理論等不斷完善，在此背景下，印刷的發展趨于自動化與現代化。

1無軸傳動技術的特點分析

（1）結構簡單，降低制造成本無軸傳動技術，可以簡化印刷機的傳動裝置。與傳統印刷機相比，無軸傳動省去了皮帶傳動，尤其是可以省去齒輪傳動機構。因此印刷機械的運轉、操作、安裝、部件調試、機械維修和保養過程中都可以以每個色組為單位。從而實現優化結構、平穩運轉的效果。另外，無軸傳動也可以省去大型齒輪驅動電機，降低印刷機的制造成本。（2）提高印刷機平穩性傳統印刷機因為不斷累計的機械震動，會導致印刷機的傳動精度受到影響。而無軸傳動由于沒有機械傳動印刷機的傳動精度不受影響。另外，無軸傳動是由計算機控制電機驅動器，可以提高交流電動機的控制精準度，通過電腦程序對各個電機的控制程度進行優化，保證印刷機平穩運轉，提高印刷質量。（3）設計人性化，易于操作無軸傳動技術由工業電腦控制電機驅動，可以減少人工操作環節，能很好地減輕相關工作人員的工作強度。

2印刷機械無軸傳動概述

在近些年來隨著無軸傳動技術的不斷完善與成熟，與其相關的電子產品以及機械產品也在不斷地更新，通過兩者的相互結合，在很大程度上對機械的結構進行了更加簡單的改進。通過對結構的簡化，使機械的直接組裝更為容易。無軸傳動技術在專業的領域和無軸伺服驅動技術只是對同一技術的不同說法，兩者并沒有本質上的區別。這項技術有明顯的優點，如在傳動性能上具備更高的控制精度。這項技術又叫虛擬電子齒輪傳動，即無軸傳動是將齒數比轉化為電子比，通過現場總線借助通信技術加以控制，有效提高了傳動比的精準程度。之前的印刷機往往需要配帶一個大齒輪驅動電機，因為齒輪傳動需要相互接觸，有接觸就會出現摩擦，這就會導致所有的機械部件的摩擦不斷增大。在齒輪傳動系統中，不可避免的滯后扭矩。其實齒輪的傳動在實際的工作的過程中是非常不穩定，因為在實際的傳動過程中由于一些外界因素的影響往往會導致齒輪的側移現象，尤其實在機械的啟動和停止過程中，如果齒輪的規模太大再加上傳動軸過長，這兩種的相互配合會導致誤差的累積，使傳動的精度受到很大程度的影響。摩擦造成的誤差在傳統的傳動過程中是不可避免的，但在無軸傳動中，就不會出現這樣的狀況，這主要體現在無軸傳動方式的驅動和控制上。無軸印刷機經過不斷改進，最終確定為一種與其他部件完全不相干的結構，再加上其驅動系統直接由控制器同步控制，完全沒有機械間的摩擦，所以無軸傳動技術要比傳統的齒輪傳動的精度高。無軸傳動系統不需要潤滑齒輪箱，但對于每個驅動的電機必須要設置同步驅動單元，以保證傳動的穩定性。各同步驅動單元相互之間不會干擾，避免了傳動過程中的誤差積累。在如今的印刷機中，都會附帶一個編碼器，它包含超過3300000個脈沖，意思就是每旋轉一周可分為3300000步，可見精度有了相當大的提高。伺服驅動系統具有高精度和矢量化，可以非常精確的位置控制、比例控制和速度控制。光電信號通過各驅動單元在同一時間進行同樣的控制，使得驅動系統的運行保持高度的同步性，極大的減少了傳統技術的缺陷造成的驅動誤差，另外可以通過傳遞介質的振動來傳遞信號，這種改變比在需要通過實際的物體來傳遞裝置的張力。調節輥同步協調光電信號采集和傳輸的各個驅動單元，通過無噪聲的光纖電纜來完成，不再使用主減速箱和傳動扭矩驅動。單元張力輥同步協調改進，為調節各傳動單的速度提供了極大的方便。

3驅動故障解決方法

3.1首先要掌握同步驅動系統的構成組建

（1）電機無軸傳動的同步驅動系統是標準電動機，通常情況下，AC電機可以為整個系統提供動力，也能確定旋轉位置，控制機械速度和機械轉動情況，是機械的受控執行機構。印刷機械一般使用交流同步電機或者交流異步電機。在機器出現故障時，如果不能明確故障部位，那么首先需要從動力系統開始排查。先檢查控制系統的參數設定，確定電力系統沒有故障之后，再對其他的控制系統進行排查。（2）驅動控制器驅動器是數字控制組件，可以控制電動機的電流、速度和位置。每臺電機都有一臺單軸控制器（M-Drive）。通常情況下，電機安裝在驅動控制器上面，而它又受到控制器的控制。因此，控制器在整個系統的運行中起著非常重要的作用。如果驅動控制器無法工作，那么驅動器和電機也會受到影響不能正常運轉。（3）編碼器作為一個測量元件，編碼器可以測量電機的轉速位置。

3.2確定主電機故障或通信故障

使用專用診斷系統，對故障原因進行初步診斷，以確定主電機故障或通信故障。對于電機故障的診斷及排查，依靠計算機來進行，是目前較為成熟和普遍的一種方式。在診斷過程中，通過智能檢測，相應的計算機會存儲相關的數據，主要包括電機工作中的電流以及平均轉速，甚至可以測出在一周的運轉過程中，電機在每一位置的速度。在故障的部件中，通常溫度會有所升高，表現在轉換器以及其他傳動單元的溫度，都會有所記錄。診斷系統還會對所監測系統的控制信息進行記錄，比如位置和轉速實際值和給定值之間的差值。

3.3分析驅動系統的故障方向

通常情況下，驅動控制器分為三種，MDC、MDS、MDS-G，其中第二種可對小組內的電機進行同步控制，第三種可對整臺機組的主軸提供位置與速度等信號，三者的驅動器面板布局基本一致，其最為關鍵的指示信號有兩個，分別為正常狀態與故障狀態信號，當發生故障是，則會結合故障類型，顯示相應的故障代碼，如：144可能為編碼器問題，200可能為驅動控制器斷開，43可能為電機磁極零位。

3.4依靠遠程診斷技術進行專業診斷

在當今時代網絡對于人們已越來越熟悉，網絡時代的到來，使印刷機的遠程診斷和技術服務成為可能，無論你在什么地方，只要告知印刷機生產企業，專業工程技術人員就可以進行技術服務，網絡遠程診斷有2大優點，首先參與網絡遠程診斷的人都是生產企業的專業技術人員，彌補了非專業人員的技術缺陷；其次效率提高，避免了不知如何尋找故障所額外耗費的時間，將故障造成的停機損失降到最低。

結語

總之，無軸傳動技術在印刷機械方面的應用十分重要，它不僅能全面提高印刷效率，而且相較于傳統印刷系統有十分明顯的技術優勢，它不僅能有效減輕機器磨損，保證操作便捷簡單，更能降低生產成本，增強印刷機的平穩性。在使用該技術時，應當對無軸傳動技術的硬件設施和設備體系輔助同步控制技術有全方位的了解，從而全面提高印刷機工作效率。

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（作者單位：新鄉市大為創新印刷包裝機械有限公司）