UV平板打印機是一種顏料噴繪裝置，用來噴繪各種圖案，完成標(biāo)牌、冰箱貼、手機外殼等個性化產(chǎn)品的制造。系統(tǒng)通過運動控制板卡精確控制兩臺伺服系統(tǒng)，完成兩軸聯(lián)動運行，實現(xiàn)對圖案的精確打印。SIGRINER辛格林納交流伺服系統(tǒng)源自德國，深耕亞洲。憑借著高精度、高響應(yīng)速度、自整定等優(yōu)點被越來越多的應(yīng)用到工業(yè)控制領(lǐng)域。本文主要介紹SIGRINER辛格林納 Ω6 脈沖型伺服在UV平板打印機上的應(yīng)用。

圖 1 UV 平板打印機噴涂裝置 & 傳動裝置

圖 2 系統(tǒng)工藝流程圖

　　UV平板打印機，由伺服系統(tǒng)與同步帶輪組合傳動裝置帶動多色顏料噴涂裝置實現(xiàn)縱向和橫向移動，噴繪各種圖案(圖1)。

　　噴涂裝置橫向運動有較高的加減速切換和高響應(yīng)需求。

　　預(yù)設(shè)完需要打印的內(nèi)容后，打印機開始運行，首先回裝置的原點位置，在選擇自動運行后，兩軸和噴涂模塊會自動運行往復(fù)打印所有內(nèi)容，直到完成。同時也可以選擇電動運行模式，用來對每個軸進行測試。

　　電氣系統(tǒng)主要由運動控制板卡、伺服驅(qū)動器、伺服電機、多色噴涂裝置等組成(圖3)。

　　X軸和Y軸伺服分別驅(qū)動多色噴涂裝置橫向、縱向往復(fù)運動，多色噴涂裝置依據(jù)目標(biāo)圖案噴涂不同的顏色的顏料并控制顏料的用量。

圖 3 系統(tǒng)電氣系統(tǒng)示意圖

表 1 伺服系統(tǒng)配置

　　本次方案采用Sigriner辛格林納 Ω6s-AP系列脈沖交流伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)配置清單如表1所示。

　　辛格林納 Ω6s-AP 系列應(yīng)用于 UV 平板噴繪的優(yōu)勢

　　? 產(chǎn)品性能足夠強勁：速度環(huán)帶寬3.5kHz，電流環(huán)刷新頻率1MHz;

　　? Ω6s-AP系列伺服采用16M脈沖控制接口，控制精度可以提升4倍。采用3路16位模擬量指令輸入，可以分辨2mv的電壓變化，控制精度可以提升16倍;

　　? 輸出動力充沛，可輕松應(yīng)對：115%持續(xù)負載過載，350%瞬時過載;

　　? 摩擦補償+過象限凸起抑制，輕松應(yīng)對精密加工，正圓度提高80%;

　　? 針對噴繪打印現(xiàn)場多電氣干擾、多油污的惡劣應(yīng)用環(huán)境提供全面的安全防護：獨立的散熱風(fēng)道+溫度監(jiān)控系統(tǒng)+加厚的UV涂層，通過HASS和HALT實驗中的300多項嚴(yán)苛測試，面對多種嚴(yán)苛環(huán)境依然運行穩(wěn)定;產(chǎn)品通過CE認證，符合歐美市場相關(guān)設(shè)備安全要求;

　　? 由于電機驅(qū)動皮帶輪帶著噴涂裝置往返運動，噴涂裝置在靠近電機位置受力情況與換向返回時受力情況不同，較長的運行距離和皮帶較軟傳輸性質(zhì)使得只用一組PID無法解決該問題，Ω6s-AP系列伺服系統(tǒng)具有增益切換功能，可設(shè)置兩套增益參數(shù)，正向運行和反向運行各一組參數(shù)，良好的解決了該問題。Sigriner辛格林納經(jīng)過長期的測試與總結(jié)，定制出一套匹配UV平板噴繪應(yīng)用現(xiàn)場的伺服系統(tǒng)參數(shù)，Ω6s-AP系列新開發(fā)的免調(diào)試自動整定功能，可節(jié)省90%設(shè)備調(diào)試時間，加工效果如圖4所示，達到了客戶的理想需求。

圖 4 打印效果

　　方案總結(jié)

　　交流伺服系統(tǒng)的綜合性能決定了UV平板打印機的印刷速度、印刷精度、印刷穩(wěn)定性，比如伺服的高響應(yīng)性能保證機械對指令的快速準(zhǔn)確地執(zhí)行，同時可以通過振動抑制來解決高響應(yīng)情況下帶來的共振風(fēng)險;另外如果出現(xiàn)機械材質(zhì)或安裝問題導(dǎo)致的機械靜摩擦力或內(nèi)應(yīng)力不一致的情況，可以通過伺服系統(tǒng)的差異化的摩擦力補償來解決;利用伺服的象限突起抑制功能來彌補機械換向時候的間隙問題;其他如模型制振，負載變動抑制，增益切換等都有相應(yīng)的應(yīng)用場景。Ω6s-AP系列伺服驅(qū)動器以其較高的性價比、高響應(yīng)性、高精度以及易用性等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于通用的工業(yè)控制場合，除了此次分享的UV平板打印機的應(yīng)用效果得到客戶認可之外，還在工業(yè)機器人、雕刻機、LED分光機等領(lǐng)域都得到了良好的應(yīng)用效果和一致的用戶好評。辛格林納以驅(qū)動控制為核心整合相關(guān)接口設(shè)備，提供整體自動化控制解決方案，滿足了各個細分行業(yè)客戶提品質(zhì)、擴產(chǎn)能、降成本的需求。