2011/11/15 10:42:51
无轴传动（Shaftless）技术又称为伺服传动技术，它是以相互独立的伺服电机驱动系统代替了原有的机械长轴传动。通过网络，程序软件形成了内部虚拟的电子轴，各电子轴通过现场总线进行高速的数据交换传输，各个版辊随虚拟的电子轴运转，保证版辊相位严格同步。以现场总线为基础的无轴传动技术具有抗干扰能力强、数字化、高速化、自诊断、双向传输等优点。目前，全球印刷企业和制造商都将目光聚集在无轴传动技术的发展和应用上，欧洲印机制造商近几年制造的高档印刷机 95%已采用无轴传动技术，在日本也有 30%的凹印机产品采用无轴传动技术。无轴（电子轴）传动技术的应用，可以说是全球印刷业的一场技术革命，它不仅给印刷业带来了巨大的商机，而且也满足了当前小印量、高质量、承印材料种类广泛、最低浪费量的短版印刷市场的需求。
国外应用发展现状
无轴传动技术（伺服传动技术）是一种研制开发各种先进的机电一体化设备的关键性技术，这一技术在机器人、数控机床、加工中心等金属加工设备中已得到广泛应用，在印刷机械中的应用则是近年来才引入的。首先在欧洲，然后传到美国。1997 年，世界上第一台无轴（电子轴）凹版印刷机在意大利优泰克（Uteco）公司问世，至今已经有超过 1000 台由优泰克（Uteco）制造的无轴传动凹印机被全球各大印刷包装企业所购买，其优异的性能受到了业界广泛的好评。1998 年9 月，高宝公司为美国加州世界彩印厂安装了 48 台 Compacta 618 无轴商用印刷机，全部采用Indramat 的 AC 伺服驱动及控制系统与技术。2000 ，德鲁巴（Drupa）首次展出无轴（电子轴）凹版印刷机。在 Drupa2004 展会上，无轴应用技术更是比比皆是，所有相关参展商都无一例外的展示了无轴（电子轴）传动印刷机。如 Rototmec、赛鲁迪、海德堡、W＆H、F＆K 等均推出了无轴驱动的凹印机或柔印机，这么多无轴驱动的凹印机在同一个国际展览会上亮相，可谓非同寻常。德国的力士乐、伦兹，日本的住友，奥地利的贝加莱都是最早将这一技术推向市场的传动控制公司。
上个世纪 90 年代中期，NILPETER 公司开始研究无轴驱动的伺服柔印机，在 1999 年的欧洲标签博览会上，推出了有标准组件的通用的印刷系统 FA－4200 无轴驱动的伺服柔印机，其卷筒纸印刷速度高达 175r／min。在 2002 年比利时举行的国际标签展上，欧米特公司首次推出了Varyflex 机型，它是窄幅轮转印刷机领域的第一款真正意义上的无齿轮柔性版印刷机。该机型中的压印滚筒和印版滚筒均由无刷电机独立驱动，解决了多年来困扰柔印界的齿轮杠问题和印刷重复长度无级变化的需求。目前，无轴传动技术已在软包装凹印机、卡纸凹印机、柔印机、上光机、连线模切机等各类印刷设备上得到广泛应用，已投产的独立传动凹印机最高印刷速度已达 500m／min 以上，印刷宽度达到 2800mm；在软包装领域，赛鲁迪公司已生产出了最大宽度为 1700mm的独立传动凹印机。据悉，海德堡公司还将在其上增加凸印、烫印及覆膜等机组及胶印机组，从而满足用户的多样化需求。
国内应用发展现状
上个世纪 90 年代，我国陕西北人印机公司开始对无轴传动的凹版印刷机进行研发，并将此技术于 1998 年应用于高速干法复合机上，去掉了传动轴，实现了在复合部、涂胶部的电机直接驱动；在此后于 2000 年初，又推出 10 多台大幅面（1300mm、1650mm、1800mm、2500mm）独立传动的凹版印刷机。2002 年，我国首次引进电子轴凹版印刷机。2003 年，第一台国内无轴传动凹版印刷机在中山松德包装机械有限公司诞生。2004 年，北人公司和松德公司分别推出了去掉传动轴、齿轮箱、套准补偿机构，每个单元由伺服电机驱动，且机型为双收双放型的无轴（电子轴）传动的凹版印刷机，其最高速度为 300m／min，部分设备性能已经接近和达到进口设备的水平。在 2005 年中国国际瓦楞展上，北京万源多贝克（TOPACK）包装印刷机械有限公司展出的多贝克 TP 系列柔版纸箱直接印刷机，其单机采用无刷伺服电机直接驱动，各单机之间无主轴及差动齿轮系统联接，从而减少了机械传动误差，且采用美国产微处理器多轴控制卡，每个控制卡可以控制 8 个轴，也就是说可以控制一台七色印刷机，经扩展后可以最多控制到 15 个机组。但目前国内的电子轴传动系统和套准系统主要来自日本和欧洲，关键零部件如轴承、气路系统、传动齿轮、热风风机等主要依赖进口，以国产电子轴传动的凹版印刷机为例，数量不足 10 台。因此，开发国产系统将是国产印刷机全面升级换代的关键。有关专家预计，未来两三年内，国产电子轴传动和套准系统将投入使用，到时将出现国产、日本和欧洲系统共存的局面。
传统的印刷机采用的是机械传动结构，送纸机和每个印刷机机组是由一条贯穿整机的传动轴，或是由一系列齿轮机构驱动，整个传动链的初始端是一台为整机提供动力的交流或直流电机。送纸机和印刷机的每个单机之间的相位调节，则由包括一系列差动齿轮和调节电机组成的结构来实现，因而控制精度低、稳定性差。而电子轴传动技术则打破这种动力传动链和调节方式，由无刷电机直接安装在每个单机的驱动主轴上，同时每个轴安装了一个光电位置旋转编码器，由它反馈主轴的位置信息。每个单机上的主轴位置信息传到计算机控制器，由计算机处理后为每个电机发出信息指令，从而使各个单机间实现同步及相对位置的控制。由于传动单机上的机械相位调节系统被取消，从而大大地简化了整机的机械传动结构。避免了机械传动的间隙、振动和磨损，因此由无刷电机驱动的各单机的位置精度要远远大于传统机械传动所能达到的精度。例如，多贝克TP2200 型直接驱动电机带动的印刷辊的位置精度可以达到 0.02mm，而且这种精度不会由于机械的长期使用磨损而降低。
高精度预套准功能
传统的印刷机采用机械通轴结构，需要进行人工预套准，操作复杂，定位误差大，动态调节慢。预套准不准导致设备需要很长的带纸运行时间，从而产生许多废品。而无轴传动印刷机取消了印刷单元间的机械通轴结构，每一印刷单元都采用交流伺服电机独立驱动，印版辊只需随意装入印刷单元而不需再恢复到“零位”，随后伺服电机会自动将版辊转动至“零位”。在此过程中，版辊上有一个传感器来检测“零位”的标记，其定位精度可高达 0.01mm，重复精度为0.1mm，从而实现真正意义上的高精度预套准。预套准完成之后将自动转换至自动套准状态。因此整个套准过程不需人工介入，不必带纸运行，故预套准过程废品很少。如欧米特公司 Varyflex 机型中的压印和印版滚筒上采用了存储 800 万个脉冲的位置编码器和数控交流伺服电机。该电机内置硬件对编码器的信号直接处理并调整电机的输出，反应速度极快。当承印物上的光标被印刷单元传感器检测到之后，控制印版滚筒的伺服电机立即使印版滚筒转到与承印物光标对应的位置，完成精确的电子预套准。自动预套准大大降低了套印调整时的材料浪费，一个纸路就可以完成整个活件的套印。
极高的同步协调性
目前无轴传动技术大多采用了符合国际数字传输接口标准的串口实时通信系统，通过无噪音光纤电缆同步协调每个传动装置，这样就简化了人员培训、产品支持以及公司内部的生产管理。每个驱动单元的光电信号的获取及传输，都是通过无噪音光纤电缆来完成的，不再使用主轴及齿轮箱传递力矩。驱动单元的张力调节辊的同步协调性的提高，为调节速度提供了很大的方便。每个单元具有独立的套准系统，套准控制反应快，控制信号直接作用于交流伺服电机，而电机直接作用于调节印版的滚筒的相位，这就为快速反应提供了可靠保证。
系统结构筒单
以传统的凹版印刷机为例，主传动是通过一台直流调速主机（或一台交流调速主机）驱动一根机械轴，再通过这根机械轴把各印刷单元连在一起，同步转动。由于机械轴的长度、刚性及分级动力传递等因素，不可避免地产生机械传递扭矩的不稳定性及传动间隙引起的滞后性，以及齿轮的机械磨损等，使系统误差变大，对于高精度的印品会产生套准飘移等；尤其在加速及减速时更甚，传动环节越多、路径越长，结构越复杂，其积累误差越大。而无轴（电子轴）传动的凹版印刷机采用模块化设计的独立驱动单元，不需要通过高精度的齿轮箱传递力矩，不需要齿箱的润滑系统，因此就不会产生因为齿轮传动而形成的影响套印精度的因素，整个系统结构简单了，而稳定性却增强了。
自动化程度高
无轴（电子轴）传动印刷机的每个印刷单元，都采用一个独立电机驱动，因此各机组既可以联动一起进行印刷套印，也可以单独运转，能够实现一个机组在印刷时，另一个机组完成印前准备，减少了辅助时间，且机器组合方便，如扩展、加色等，提高了机器的印刷精度，缩短了调试时间，使设备操作更加快捷灵活。同时，由于不用齿轮，印刷机上滚筒的传动就不再受齿轮节距的限制，印刷品的重复长度就没有固定的局限，而可以随意加以调节，这在适应包装印刷品规格多样化的需要的柔性版印刷机上尤受欢迎。只要把印版滚筒的周长调换到要求的长度，并把重复长度数据输入控制中心就可以了。
承印范围大，生产成本低
无轴传动印刷机的承印范围大，可以保证在非常高的印刷精度以及无需更换任何组件的前提下从容地印