曲面印机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置制造方法
【专利摘要】一种用于曲面印刷机的多独立交流伺服电机同步驱动系统，主要解决了曲面印刷机传动系统的同步，包括控制系统、驱动系统，其特征在于所述控制系统包括上位机、嵌入式控制器，上位机可以是显示器或智能终端，控制器可以是嵌入式摧制器也可以是可编程控制器或运动控制器，上位机与上述三驱动系统的共用控制器连接，共用控制器设有多个高速脉冲输出端口，分别连接于上述三个或五个独立驱动系统，具有同步性能好、印刷清晰、振动小、噪声低、减少故障、降低成本等优点。
【专利说明】曲面印机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，特别是涉及一种用于圆锥形或是圆柱形的曲面印刷机的嵌入式数控多独立伺服电机同步驱动装置。
【背景技术】
[0002]塑料包装，特别是PP、PS、PET塑料杯是一个年轻的产业，拥有巨大的市场。PP、PS、PET塑料杯外表面上色彩鲜艳的图案需要通过特殊的印刷技术完成。印塑料杯采用特殊的凸版胶印技术，为此须配套高速的曲面胶印机。(印杯机)曲面胶印机有二个主要的传动系统，一个是步进分度运动，另一个是印刷大鼓轮的连续旋转运动。而为保证印刷套色准确，须保证印杯机步进分度运动与印刷大鼓轮模头传动二者之间的同步。传统的曲面胶印机采用全机械传动保证这两个传动系统的运动同步。其优点是可以做到两个运动系统的严格同步。缺点是该机械传动连接太多，在高速条件下会出现连接传动件损坏、噪声增大、振动增大，严重影响高速运行和套色精度。
[0003]另外，市场上销售的印杯碗机其印刷工位模头都是通过印刷大鼓传动模头印刷、此传动模式因是八个模头中由于加工精度的误差、轴承装配时可能有松紧加上调节大鼓与印刷模头印刷压紧力有轻有重等，以造成传动起来同步精度差使印刷周长造成长短。另传统技术的电晕工位模头和UV固化工位模头必须单个独立驱动，特别是圆柱形软管印刷中的上光油单元的驱动，现有技术都是采用纯机械传动完成其同步传动，由于传动路线长各种机械传动部件难免有间障公差，并比较占地方，不但精度差还特别容易出现故障、成本较高同时也无法达到精准同步。
[0004]为了克服步进分度器和印刷大鼓轮以及电晕工位模头、印刷工位模头、UV固化模头五个传动模具和上光油印刷单元以及接料单元所存在的同步传动缺馅，经过多年的研究创设出本发明解决了上述问题保证了整机各个驱动单元的传动都精准同步。
【发明内容】
[0005]本发明克服了现有技术的缺点，提供一种采用高速脉冲输出曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置。
[0006]本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:
本发明包括控制系统、驱动系统，其特征在于所述控制系统包括上位机1、嵌入式入控制器2，所述驱动系统包括独立的步进分度器交流伺服电机驱动系统、独立的印刷大鼓轮交流伺服电机驱动系统、独立的模头旋转盘交流伺服电机驱动系统和圆锥形曲面印刷的接料驱动装置(包括上光油印刷单元的独立交流伺服电机驱动装置，所述上位机I可以是显示器或智能终端，所述嵌入式控制器2可以是可编程控制器或运动控制器，所述上位机I与上述三驱动系统的共用嵌入式控制器2连接，共用嵌入式控制器2设有多个高速脉冲输出端口，分别连接于上述多个独立驱动系统。
[0007]所述的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，包括步进分度器的交流伺服驱动器4、步进分度器的交流伺服电机5及其电机后面的旋转编码器6、步进分度器13、步进分度转盘11，所述步进分度器交流伺服驱动器4、步进分度器交流伺服电机5、步进分度器的旋转编码器6，其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机5通过机械传动部件连接步进分度器13的动力输入轴。
[0008]所述的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置包括印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3、印刷大鼓轮的交流伺服电机7、印刷大鼓轮电机后面的旋转编码器8、印刷大鼓轮的大齿轮副9和印刷大鼓轮10，所述印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3、交流伺服电机7和编码器8其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机通过机械传动部件连接大齿轮副9和印刷大鼓轮10。
[0009]所述的模头旋转盘交流伺服电机传动系统包括模头旋转盘交流伺服驱动器14、模头旋转盘交流伺服电机15、电机15后面的旋转编码器20和旋转盘18及其相关的传动部件，所述传动部件包括轴承19、传动同步轮16、传动同步轮21、同步带17，所述的交流伺服驱动器14、旋转编码器20、交流伺服电机15其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机15通过上述传动部件连接模头旋转盘18并带动八个模头，随着模头旋转盘交流伺服电机15传动构成模头旋转传动系统。
[0010]所述步进分度器13与印刷大鼓轮10和模头旋转盘18包括接料单元或是上光油印刷单元之间没有任何机械传动连接。
[0011]所述的上位机I由输出电线连接嵌入式控制器2，嵌入式控制器2设有四个或四个以上的高速脉冲输出端口，其中一个脉冲端口连接步进分度器的交流伺服驱动器4，一个脉冲端口连接印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3，另一个脉冲端口连接模头旋转盘交流伺服驱动器14，上述四个驱动器各自都设有两个端口，其中一个端口连接所在系统内的编码器，另一个连接所在系统内的交流伺服电机。
[0012]所述的上位机I设有步进分度器的交流伺服驱动器4、印刷大鼓轮交流伺服驱动器3和模头旋转盘交流伺服驱动器14的独立控制开关，上述任何一个驱动系统都可独立驱动，或独立关闭。模头旋转盘伺服电机，正常情况下都是与印刷大鼓轮同步。从而达到印刷效果更清晰，如有特殊要求可调整与印刷大鼓轮的速度比例增加或减少来满足所需印刷周长的增加或减少。
[0013]相对于现有技术，本发明的有益效果是:
1、长时间连续运转瞬时同步性能好；
2、振动小、噪声低，特别适应于高速运转；
3、可简单通过控制器完成步进分度器和印刷大鼓轮及模头转盘变速同步运行；
4、印刷模头与印刷大鼓轮同步印刷效果更清晰；
5、如有特殊要求印刷可调整与印刷大鼓轮的速度比例增加或减少来满足印刷同步的增加或减少；
6、三个驱动系统中任何一个系统都可独立驱动或独立关闭；
7、减少机械故障率；
8、采用模头旋转盘可代替电晕工位模头和印刷工位模头以及UV固化工位模头的传动，节约空间、减少故障、降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]参见图1，本发明由上位机1、嵌入式控制器2、独立的步进分度器交流伺服驱动系统、独立的印刷大鼓轮交流伺服驱动系统、独立的模头旋转盘交流伺服驱动系统三大部分构成。
[0016]所述的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，由步进分度器的交流伺服驱动器4、步进分度器的交流伺服电机5、步进分度器电机5后面的的旋转编码器6、步进分度器13和步进八分度转盘11，及其相关的传动部件而构成，所述的步进分度器交流伺服驱动器4、步进分度器交流伺服电机5和步进分度器的旋转编码器6、其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机5、通过相关的机械传动部件连接步进分度器13的动力输入轴构成步进分度器运动系统。
[0017]所述独立的印刷大鼓轮交流伺服驱动系统由印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3、印刷大鼓轮的交流伺服电机7、印刷大鼓轮的旋转编码器8、印刷大鼓轮的减速齿轮副9和印刷大鼓轮10及其相关的机械传动部件而构成，所述的印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3、印刷大鼓轮交流伺服电机7、印刷大鼓轮旋转编码器8，其各部件相邻之间由电路连接。印刷大鼓轮交流伺服电机7、大齿轮9、大鼓轮10、通过相关的机械传动部件连接而构成大鼓轮运动系统。
[0018]所述独立的模头旋转盘交流伺服驱动系统由模头旋转盘交流伺服驱动器14、模头旋转盘交流伺服电机15及其模头旋转盘交流伺服电机后面的旋转编码器20及其相关的传动部件(即模头旋转盘18、轴承19、同步轮16、同步轮21、同步带17)等组成。所述上位机1、控制器2、模头旋转盘交流伺服驱动器14、模头旋转盘交流伺服电机15及其模头旋转盘交流伺服电机后面的旋转编码器20及其各部件相邻之间由电路连接，通过模头旋转盘交流伺服电机15、同步轮21、同步轮22、轴承19、同步带17、各传动件连接模头旋转盘18、并带动八个模头随着模头旋转盘交流伺服电机15的传动构成模头旋转盘传动系统。
[0019]所述步进分度器13与印刷大鼓轮10和模头旋转盘18三个系统之间不设任何机械传动连接。
[0020]所述的步进分度器交流伺服驱动系统、印刷大鼓轮交流伺服驱动系统和模头旋转盘交流伺服驱动系统在上位机I都设置有开关显示，上述任何一个传动系统都可独立驱动或独立关闭，模头旋转盘伺服电机正常情况下都是与印刷大鼓轮电机同步，从而达到印刷效果更清晰，如有特殊要求可调整与印刷大鼓轮的速度比例增加或减少来满足所需的印刷周长的增加或减少。
[0021]上位机I (触摸屏)，其通过串行总线发出控制指令给嵌入式控制器2，嵌入式控制器2通过高速脉冲输出端口，输出四路保持固定频率比的脉冲序列，分别送给四个交流伺服驱动器。
[0022]1、步进分度器的交流伺服驱动器4与步进分度器的交流伺服电机5、步进分度器电机后面的旋转编码器6。
[0023]2、印刷大鼓轮的交流伺服驱动器3、印刷大鼓轮的交流伺服电机7、印刷大鼓轮电机后面的旋转编码器8。
[0024]3、模头旋转盘的交流伺服驱动器14、模头转盘的交流伺服电机15、模头转盘电机后面的旋转编码器20。
[0025]以上所述交流伺服驱动系统分别构成三个独立闭环控制系统，使得步进分度器与印刷大鼓轮和模头旋转盘接料凸轮保持恒定的传动比，并保持精确同步。
【权利要求】
1.一种用于曲面印刷机和平面印盖机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，包括控制系统、驱动系统，其特征在于所述控制系统包括上位机(I)、嵌入式控制器(2)，所述驱动系统包括独立的步进分度器交流伺服电机驱动系统、独立的印刷大鼓轮交流伺服电机驱动系统、独立的模头旋转盘交流伺服电机驱动系统，独立的接料伺服电机驱动装置，独立的光油印刷单元驱动装置，所述上位机(I)可以是显示器或智能终端，所述嵌入式控制器(2 )可以是可编程控制器或运动控制器，所述上位机(I)与上述三个驱动系统的共用嵌入式控制器(2)连接，共用控嵌入式控制器(2)设有多个高速脉冲输出端口，分别连接于上述三个独立驱动系统。
2.根据权利要求1曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述独立的步进分度器交流伺服驱动系统包括步进分度器的交流伺服驱动器(4)、步进分度器的交流伺服电机(5)及其电机后面的旋转编码器(6)、步进分度器(13)、步进分度转盘(11)，所述步进分度器交流伺服驱动器(4)、步进分度器交流伺服电机(5)、步进分度器的旋转编码器(6)，其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机(5)通过机械传动部件连接步进分度器(13)的动力输入轴。
3.根据权利要求1所述的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述独立的印刷大鼓轮交流伺服驱动系统包括印刷大鼓轮的交流伺服驱动器(3)、印刷大鼓轮的交流伺服电机(7)、印刷大鼓轮电机后面的旋转编码器(8)、印刷大鼓轮的大齿轮副(9)和印刷大鼓轮(10)，所述印刷大鼓轮的交流伺服驱动器(3)、交流伺服电机(7)和编码器(8)其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机通过机械传动部件连接大齿轮副(9)和印刷大鼓轮(10)。
4.根据权利要求1所述的用于曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述的模头旋转盘交流伺服电机传动系统包括模头旋转盘交流伺服驱动器(14)、模头旋转盘交流伺服电机(15)、电机(15)后面的旋转编码器(20)和旋转盘(18)及其相关的传动部件，所述传动部件包括轴承(19)、传动同步轮(16)、传动同步轮(21)、同步带(17)，所述的交流伺服驱动器(14)、旋转编码器(20)、交流伺服电机(15)其各部件相邻之间由电路连接，交流伺服电机(15)通过上述传动部件连接模头旋转盘(18)。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述步进分度器(13)与印刷大鼓轮(10)和模头旋转盘(18)三个系统之间没有任何机械传动连接。
6.根据权利要求1、2、3、4所述的用于曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述的上位机I由输出电线连接嵌入式控制器(2)，控制器(2)设有三个或三个以上的高速脉冲输出端口，其中一个脉冲端口连接步进分度器的交流伺服驱动器(4)，一个脉冲端口连接印刷大鼓轮的交流伺服驱动器(3)，另一个脉冲端口连接模头旋转盘交流伺服驱动器(14)，上述三个驱动器各自都设有两个端口，其中一个端口连接所在系统内的编码器，另一个连接所在系统内的交流伺服电机。
7.根据权利要求1所述的用于曲面胶印机的曲面印刷机的嵌入式数控多独立电机同步驱动装置，其特征在于所述的上位机(I)设有步进分度器的交流伺服驱动器(4)、印刷大鼓轮交流伺服驱动器(3)和模头旋转盘交流伺服驱动器(14)的独立控制开关显示。
【文档编号】B41F13/008GK104339824SQ201310322442
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2013年7月30日
【发明者】王贤淮 申请人:广东隆兴包装实业有限公司