[实用新型]一种凹印机伺服轴同步控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及凹版印刷技术领域，特别涉及一种凹印机伺服轴同步控制系统。

背景技术

目前，在凹版印刷领域，电子轴传动越来越受到关注，所谓电子轴传动技术又称为伺服传动技术，是使用多个相互独立的伺服电机各自单独驱动每一组印刷单元的伺服轴，替代了原有的机械长轴使用一个电机共轴驱动所有印刷单元的伺服轴，去掉了机械传动轴，通过网络、程序软件形成了控制系统内部虚拟的电子主轴。与传统的机械主轴相比，电子轴传动技术具有诸多优点：1、纸路长度减少20%，设备的占地尺寸和穿纸时间也得以减少；2、预套准时间极短；3、高速套准精度高；4、独特的再套印功能可在已印刷好的产品上再进行带套准的加印，而无需增加任何部件。简而言之，采用电主轴传动技术不仅可以有效提高凹版印刷机的印刷效率，还能有效提高其印刷质量。

在印刷机的电主轴传动技术中，由于凹版印刷机同时具有多个印刷单元（例如七色印刷或者九色印刷），每个印刷单元都有独立驱动装置，为了保证印刷质量，必须保证这些驱动装置的伺服轴具有高度的同步性，伺服轴的同步精度直接影响印刷质量。然而，由于印刷机运行过程条件复杂，一般难以有效保证其同步性，例如有些印刷机直接采用变频马达进行控制而无同步控制系统，这样，当版辊前进或后退进行套准调节时，卷材的松弛或拉伸就会不可避免地带来印刷图文的缩小或变大而造成套印不准。同时，当更换一种印刷材料时，企业需要对许多操作数据和部件进行重新调试。

而一些增加了同步控制系统的凹印机，则其未充分考虑同步控制系统自身的稳定性能指标，该稳定性指标主要是定位精度，即系统过渡过程终止时实际状态与期望状态之间的偏差程度。影响伺服系统稳定精度的因素有两类，一类是位置测量装置的误差与测量误差，另一类是系统误差。当系统有扰动（如张力控制失调、加减速及急停、机械精度及负载波动、电磁信号、传感器信号干扰等）输入时，并且考虑到跟踪误差(实际位置与期望位置的距离之差)，那么系统将会是非线性的，不确定因素增加，系统将难以调节。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种能够有效消除误差，提高系统定位精度的凹印机伺服轴同步控制系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种凹印机伺服轴同步控制系统，包括用于给定位置基准信号的主轴控制器和不少于两路的伺服轴控制单元，每路伺服轴控制单元均包括位置控制器、速度控制器、PID补偿控制器、电机驱动电路、伺服电机、位置传感器和速度传感器，所述位置传感器实时检测伺服轴的位置信号并将该位置信号传送至位置控制器，所述速度传感器实时检测伺服轴的速度信号并将该速度信号传送至速度控制器，所述PID补偿控制器获取所述伺服轴的位置信号和/或速度信号以生成并向速度控制器输出补偿信号，所述位置控制器的输入端与主轴控制器连接以获取位置基准信号并根据所述位置基准信号和位置信号生成速度基准信号，所述速度控制器的输入端与位置控制器连接以获取速度基准信号并根据所述速度基准信号、速度信号和补偿信号生成并向电机驱动电路输出驱动控制信号，所述电机驱动电路根据所述驱动控制信号驱动所述伺服电机。

其中，所述速度控制器输出端连接有电流控制器，所述电流控制器输出端连接电机驱动电路，所述电流控制器取样电机驱动电路输出端电流并据此调节驱动控制信号。

其中，所述位置控制器包括位置偏差器和位置调节器，所述位置偏差器根据所述位置基准信号和位置信号生成位置偏差信号，所述位置调节器根据所述位置偏差信号生成速度基准信号。

其中，所述速度控制器包括速度偏差器和速度调节器，所述速度偏差器根据所述速度基准信号和速度信号生成速度偏差信号，所述速度调节器根据所述速度偏差信号生成驱动控制信号。

其中，所述PID补偿控制器包括模糊PID补偿控制器。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种凹印机伺服轴同步控制系统，该系统通过对各个伺服轴的位置和速度进行检测，并将检测结果反馈至位置控制器和速度控制器，通过位置控制器和速度控制器的两级调节生成驱动控制信号来驱动伺服电机，保证各个伺服轴之间的高度同步性，同时，通过增设PID补偿控制器，PID补偿控制器根据伺服轴的位置信号和/或速度信号生成补偿信号至速度控制器，在不改变各轴位置环的情况下提供附加速度补偿来减小系统偏差，控制简单同时又能有效提高系统精度。

附图说明