一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构的制作方法

本发明属于瓦楞纸板制作水性印刷、开槽和模切产品过程中的印刷相对位置的调节和保持相对位置不变，涉及瓦楞纸板印刷机械技术领域，特别是涉及一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构。

背景技术：

到目前为止国内外纸箱机械生产厂家所使用的解决方法全都是：使用行星差速轮系结构带动印刷开槽模切机工作，与差速轮系h齿轮相啮合的是普通的交流减速电机。正常工作无须相位调整时，主机工作，交流减速电机处于停止状况；当需要进行相位调整时交流减速电机驱动差速轮系上的h齿轮转动，这样就可以将印刷过程中的相对位置调整到产品设计所要求的位置上去，实现产品的设计要求。但是以上产品的制作过程中，由于纸板质量原因，以及机器结构累计误差影响使得印刷产品中的2%-5%的误差，无法用普通交流减速电机进行调整，由此造成2%-5%的废品率，同时给产品检验带来相当大的困难。由于常规纸箱机械日产量100000件/日或以上，所以2%-5%的废品率为2000-5000片/日瓦楞纸板，折合人民币达8000-20000元/日，年废品损耗率在240万元/年-600万元/年。

在瓦楞纸箱生产过程中，影响纸箱产品质量的主要因数有：1纸板印刷质量和印刷套色准确度；2纸箱制作的样式和准确度等。因为上述原因使得许多纸箱制品无法满足用户包装要求，因而选择其他种类包装，或由此影响包装产品的销售范围以及销售价格。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有问题，提供了一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构，包括印版辊，印版辊通过轴承座安装在机架上，所述印版辊的端轴一端伸出到机架外侧后连接差动轮系，差动轮系的齿轮一啮合动力齿轮，差动轮系的齿轮三啮合伺服电机齿轮，伺服电机齿轮套接伺服电机的输出轴，伺服电机上安装伺服电机编码器，所述伺服电机连接触摸屏的人机界面，触摸屏的人机界面和伺服电机分别连接控制系统，控制系统连接绝对值编码器，绝对值编码器连接高速摄像头，高速摄像头对正入纸侧的印版辊一端，所述印版辊的入纸侧的输送台面上放置待印刷纸板，所述高速摄像头对正的印版辊处设有零位检测元件。

作为对上述方案的进一步改进，所述的印版辊上设有印版。

作为对上述方案的进一步改进，所述差动轮系由齿轮一、齿轮二、齿轮三、齿轮四、副轴、外齿轮、内齿轮组成，所述齿轮一与动力齿轮啮合，齿轮一与齿轮二、齿轮三同轴依次一体连接活动套在印版辊的一个端轴上，同时齿轮四固接印版辊的端轴末端，所述齿轮三的摆臂上活动设置副轴，副轴一端连接外齿轮，外齿轮啮合齿轮四，所述副轴另一端连接内齿轮，内齿轮啮合齿轮二。

作为对上述方案的进一步改进，所述外齿轮与内齿轮的齿数相同。

作为对上述方案的进一步改进，所述齿轮二与齿轮四的齿数相同。

作为对上述方案的进一步改进，所述齿轮二和齿轮四的齿数与外齿轮和内齿轮的齿数相差一齿。

作为对上述方案的进一步改进，所述控制系统由plc控制系统和伺服控制系统组成

作为对上述方案的进一步改进，一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构，首先利用差动轮系的2个自由度的原理，并通过1.5千瓦2000转/分伺服电机修正和调整印刷过程中的零位误差所产生的相位误差；由于伺服电机本身精度远高于普通交流减速电机，所以此时相位调整精度已经明显大于常规产品的相位调整精度；又由于1齿差误差可调节差动轮系本身传动精度以及可调节机械结构进一步提高了机械相位调整精度。

作为对上述方案的进一步改进，一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构的特点是通过在线高速摄像头检测出6种颜色相对零位检测元件的误差变化，由于所生产的纸箱95-98%误差在±0.3mm范围以内，满足国内外各种精品印刷要求，所以这部分产品不需要伺服补偿修正；所需要修正的是超出±0.3mm的2-5%的产品；因此本申请中的伺服电机以及伺服控制系统的造价以及耗电量同比全伺服机器可以忽略不计；本申请根据摄像头所测得的2-5%的离散数值大小以及分布规律，分析10张纸板误差变化的超差大小，并通过伺服控制系统中的伺服程序和plc控制系统对误差进行修正，同时伺服电机，绝对值编码器，伺服电机编码器，以及伺服控制系统与高速摄像头组成了一个闭环的伺服驱动系统和伺服修正反馈系统，将2-5%的相位误差减小到最小，有效控制了6色印刷偏差，相对位置误差值小于±0.2mm，提高了产品质量，降低或基本消除了产品的废品率。

本发明相比现有技术具有以下优点：具有结构紧凑，设计合理，能补偿相位误差，提高纸板印刷的合格率，降低废品率，节约成本投入，为企业提高效益；通过可调节的1齿差差动轮系结构，即行星齿轮结构，并采用伺服电机驱动，高速摄像头和色差误差分析测量超过±0.3mm以外的产品误差规律，再通过伺服控制系统指令驱动伺服电机在误差高峰和低谷区域进行伺服修正，以及绝对值编码器连接伺服电机编码器和印版辊，从而保证伺服驱动时间和位置的准确度。

附图说明

图1为一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构的结构示意图。

图2为差动轮系的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1-2中所示，一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构，包括印版辊1，印版辊1通过轴承座安装在机架上，所述印版辊1的端轴一端伸出到机架外侧后连接差动轮系7，差动轮系7的齿轮一701啮合动力齿轮9，差动轮系7的齿轮三703啮合伺服电机齿轮501，伺服电机齿轮501套接伺服电机5的输出轴，伺服电机5上安装伺服电机编码器12，所述伺服电机5连接触摸屏6的人机界面，触摸屏6的人机界面和伺服电机5分别连接控制系统4，控制系统4连接绝对值编码器11，绝对值编码器11连接高速摄像头3，高速摄像头3对正入纸侧的印版辊1一端，所述印版辊1的入纸侧的输送台面上放置待印刷纸板10，所述高速摄像头3对正的印版辊处设有零位检测元件2。

作为对上述方案的进一步改进，所述的印版辊1上设有印版8。

作为对上述方案的进一步改进，所述差动轮系7由齿轮一701、齿轮二702、齿轮三703、齿轮四704、副轴7041、外齿轮7042、内齿轮7043组成，所述齿轮一701与动力齿轮9啮合，齿轮一701与齿轮二702、齿轮三703同轴依次一体连接并活动套在印版辊1的一个端轴上，同时齿轮四704固接印版辊1的端轴末端，所述齿轮三703的摆臂上活动设置副轴7041，副轴7041一端连接外齿轮7042，外齿轮7042啮合齿轮四704，所述副轴7041另一端连接内齿轮7043，内齿轮7043啮合齿轮二702。

作为对上述方案的进一步改进，所述外齿轮7042与内齿轮7043的齿数相同。

作为对上述方案的进一步改进，所述齿轮二702与齿轮四704的齿数相同。

作为对上述方案的进一步改进，所述齿轮二702和齿轮四704的齿数与外齿轮7042和内齿轮7043的齿数相差一齿。

作为对上述方案的进一步改进，所述控制系统4由plc控制系统401和伺服控制系统402组成

作为对上述方案的进一步改进，一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构，首先利用差动轮系7的2个自由度的原理，并通过1.5千瓦2000转/分伺服电机5修正和调整印刷过程中的零位误差所产生的相位误差；由于伺服电机5本身精度远高于普通交流减速电机，所以此时相位调整精度已经明显大于常规产品的相位调整精度；又由于1齿差误差可调节差动轮系7本身传动精度以及可调节机械结构进一步提高了机械相位调整精度。

作为对上述方案的进一步改进，一种伺服电机驱动相位调整及在线自动补偿机构的特点是通过在线高速摄像头3检测出6种颜色相对零位检测元件2的误差变化，由于所生产的纸箱95-98%误差在±0.3mm范围以内，满足国内外各种精品印刷要求，所以这部分产品不需要伺服补偿修正；所需要修正的是超出±0.3mm的2-5%的产品；因此本申请中的伺服电机5以及伺服控制系统401的造价以及耗电量同比全伺服机器可以忽略不计；本申请根据摄像头3所测得的2-5%的离散数值大小以及分布规律，分析10张纸板误差变化的超差大小，并通过伺服控制系统402中的伺服程序和plc控制系统401对误差进行修正，同时伺服电机5，绝对值编码器11，伺服电机编码器12，以及伺服控制系统402与高速摄像头3组成了一个闭环的伺服驱动系统和伺服修正反馈系统，将2-5%的相位误差减小到最小，有效控制了6色印刷偏差，相对位置误差值小于±0.2mm，提高了产品质量，降低或基本消除了产品的废品率。

作为对上述方案的进一步改进，1.5千瓦2000转/分的中惯量伺服电机应用于1200x2400规格以内的水性印刷机。

作为对上述方案的进一步改进，3.0千瓦2000转/分的伺服电机应用于1600x2800规格的水生印刷机。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。