Her mekanik hareketin bir güç kaynağına ihtiyacı vardır ve bir matbaa makinesindeki tahrik, yalnızca bir mili döndürmekle sınırlı değildir. Sabit bir hızı korumalı, operatöre yanıt vermeli ve iş değiştikçe sürekli hız ayarı sunmalıdır. Şaftsız tahrikler kullanılmaya başlamadan önce gazete matbaaları iki nesil elektrikli hız kontrolünden geçti. Bilezikli AC motorlar 1970'lere kadar egemen oldu ve birinci nesil olarak adlandırılabilir. 1970'lerden itibaren DC hız kontrolündeki ilerleme, DC tahrikleri ve bilezikli motorları yaygın kullanıma soktu; bu ikinci nesildi. 1992'de Rexroth, bir matbaa makinesi için tasarlanmış ilk şaftsız tahrik sistemi olan SYNAX'ı ürettiğinde tablo değişti. On yıl içinde şaftsız hız kontrolü gazete matbaalarında eski yöntemlerin yerini aldı.
Yeni bir pres konsepti olarak şaftsız tahrikler
Şaftsız iletim, pres mühendisliğinde yeni bir konsept haline geldi. Ortak bir mekanik milin makine düzenine getirdiği sınırları ortadan kaldırır ve hem pres geliştirme hem de pres üretiminde yeni tasarımlara olanak tanır. Teknoloji, 1992'deki SYNAX sisteminden gelir ve o zamandan beri dünya çapında bir dizi tahrik uzmanına yayılmıştır.
Şaftsız tahrik içinde iletişim standartları
Sistem, dağıtılmış zeka üzerine kuruludur ve uluslararası bir tahrik iletişim standardı olan SERCOS, Seri Gerçek Zamanlı İletişim Sistemi'ni takip eder. Kontrol bilgileri, optik fiber üzerinden gerçek zamanlı olarak dijital biçimde iletilir. Her motor grubu, 40 motor pozisyonunu yönetebilen dağıtılmış bir akıllı kart kullanır ve kartlar, 32 bağlı karttan 1000 pozisyona kadar kapsayan bir kontrol grubu oluşturmak için fiber ile bağlanabilir.
Birimler senkronizasyonu nasıl korur
Senkronizasyon üç parçaya dayanır: akıllı bir dijital frekans dönüştürücü, AC motorlar ve kapalı döngü geri bildirimli 32 bit dijital kodlayıcı. Kodlayıcı sistemi, motor pozisyonunu saniyede 4000 kez düzeltirken frekans dönüştürücü AC motoru iki milyon adımda hareket ettirir. Ethernet arayüzü üzerinden fiber optik dijital iletim, bu verileri baskı kalitesinin gerektirdiği çözünürlük ve kayıt doğruluğuyla taşır.
Şaftsız tahrikin pres kontrolüne getirdikleri
Dağıtılmış ve modüler tahrik tasarımı. Çoklu web konfigürasyonları daha küçük tahrik birimleri kullanabilir. Örneğin, Roland tek çevreli, çift çaplı sekiz renkli kule presinde tahrik motorları 90 kW veya daha fazla tek bir motordan 27 kW veya daha az bireysel motorlara geçti ve başlangıçta elektrik şebekesindeki şok üç katından fazla azaldı.
Mekanik iletimden kaynaklanan kayıt hatası ortadan kalkar. Sekiz baskı ünitesine sahip bir pres için yayınlanan rakamlar, ünite 1 ile ünite 8 arasındaki varyasyonun, ünite 1 ile ünite 2 arasındaki varyasyondan yedi kat daha büyük olabileceğini gösterir, çünkü mekanik olarak senkronize edilmiş her parça kendi toleransını taşır. Bu hata ancak dişliler ve miller sürekli dönüşe ulaştığında kaybolur.
Hazırlık süresi düşer. Her renk ünitesi kendi başına tahrik edilebilir, böylece birkaç kişi presi aynı anda hazırlayabilir. Bir Roland sekiz renkli kule presi dört tahrik motoru kullanır ve bir KBA sekiz renkli kule presi sekiz kullanır.
Kontrol değiştirilebilir hale gelir. Sistem uluslararası bir tahrik iletişim standardı kullandığından hiçbir şaftsız pres, bilgi transferinde patent kısıtlaması taşımaz.
Arıza teşhisi güvenilirdir. SERCOS ile üretici, standart çalışma parametrelerini sistemde saklayabilir, presteki canlı parametreleri toplayabilir ve bir arızayı bulmak için ikisini karşılaştırabilir.
Tahrik silindirlerindeki hız düzenlemesi yüzde 0,01 hassasiyete ulaşır, bu da çekme silindiri hızının hassas kontrolüne, istikrarlı web hareketine, eşit gerginliğe ve birden fazla web üzerinde tutarlı kesime olanak tanır.
Konumlandırma hassasiyeti otomatik kalıp değişiminin güvenilirliğini artırır ve baskı ile kesim kaydının tepki süresini kısaltarak fireyi azaltır.
Frekans kontrollü hız ayarı ve üç fazlı motor
Şaftsız makine tahriki, frekans kontrollü hız ayarına sıkı biçimde bağlıdır. Bu teknik, hızı n = 60f/p bağıntısına göre değişen üç fazlı asenkron motorun temel özellikleriyle çalışır. Hız n, akım frekansı f ve manyetik kutup çifti sayısı p ile belirlenir; kutup çifti sayısı motor üretildikten sonra değiştirilemez. Motor hızı bu nedenle frekansla doğru orantılıdır ve frekans konvertörü çıkış hızını ayarlamak için tam olarak bu ilişkiyi kullanır.
Makinede AC frekans konvertörü
1980'lerin sonunda yeni bir alan etkili transistör olan IGBT, frekans kontrollü motorların davranışını iyileştirdi ve makineler frekans konvertörü kontrolünü benimsemeye başladı. Düzenek bir invertörü üç fazlı asenkron motorla birleştirir ve çoğunlukla AC-DC-AC gerilim tipini kullanır. Bu tip, makinenin sabit tork talebine uyan sabit akım kontrolüne uygundur ve düşük güçte çalışır; bu nedenle endüstriyel kontrolde AC servo kontrol olarak da adlandırılır. Çevrim iki aşamalıdır. Önce sabit frekanslı üç fazlı besleme doğru akıma dönüştürülür. Ardından doğru akım yeniden alternatif akıma çevrilir ve bu çevrilen çıkışın frekansının kontrolü motor hızını kontrol eder. Şaftsız tahrikteki invertör köprüsü, düşük kontrol gücüne ve 20 kHz'e kadar anahtarlama frekansına sahip gerilim kontrollü aygıtlar olan IGBT devrelerini kullanır. Sonuç, şebeke beslemesine daha yakın bir akım dalga biçimi, üç fazlı davranışını daha çok koruyan bir motor, daha az elektromanyetik gürültü, daha basit bir devre, yaygın arızalarda daha iyi kendini idare, daha düşük arıza oranı ve invertörün kendisinde daha düşük kayıplardır.
AC frekans konvertörünü kontrol etmenin üç yolu
Makine yapısı yükü dengesiz kılar, ancak baskı kalitesi tutarlılık için akıcı çalışma gerektirir. Bunu iki pratik soru izler: DC'den AC tahrike geçiş basılı sonucu değiştirir mi ve bazıları enkoder taşırken diğerleri taşımadığında motorlar nasıl senkronize edilir?
Vektör kontrol. Bir DC motor birbirine dik iki manyetik alanla döner ve bir alanın kontrolü hem hızı hem de mekanik davranışı kontrol eder. Üç fazlı asenkron motor dik alanı yalnızca bir an için tutar. Vektör kontrol, anlık dik alanın kontrol edilmesi için invertör köprüsünü ele alır. İlk adım, ayar sinyalini iki dönen DC bileşene ayırır: manyetik alan bileşeni iM ve tork bileşeni iT. İkinci adım, bu bileşenleri motor parametrelerini kullanarak üç fazlı invertör köprüsü için iA, iB ve iC kontrol sinyallerine dönüştürür.
Geri beslemesiz vektör kontrol. Şaftsız makinelerde yaygın bir motor tipi enkoder taşımaz, ancak hız ayarı olmayan açık çevrim kontrol olarak çalışmaz. Senkronizasyon, terminal gerilimi ve akımının ölçülmesi, rotor akısı ve rotor açısal hızının hesaplanması ve bu değerlerin motor parametreleriyle aynı dönüşümde kullanılmasıyla sağlanır. Dinamik tepki biraz daha zayıftır ve bu kontrolü renk kayıt motorlarında kullanan bir makine, hız değiştikçe küçük kayıt farkları gösterebilir.
Geri beslemeli vektör kontrol. Baskı kalitesinin tam hız kontrolü gerektirdiği yerlerde, örneğin üretim hızının ayarlanması veya renk kayıt hızının korunması durumunda, motorun üzerine doğrudan bir enkoder takılır. Dönüşüm için rotor hızını bildirir ve motor hızını ayar değerine sıkı biçimde uyumlu tutar. Dinamik tepki güçlüdür ve hız değiştikçe kayıt kaymaz.