印刷機(jī)械無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)及驅(qū)動(dòng)故障解決方法

劉波

摘? 要：無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)也稱為虛擬伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)的主要特征是某些特定的機(jī)械元器件由符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過(guò)使用精確的電機(jī)調(diào)控技術(shù)來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)更加可控和精準(zhǔn)。使用無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)可以有效的避免一些常見(jiàn)的基本機(jī)械故障。

關(guān)鍵詞：印刷機(jī)械;無(wú)軸傳動(dòng);概述;故障解決

中圖分類號(hào)：TS803.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）09-0132-02

Abstract： Shaftless drive technology is also known as virtual servo drive technology. The main feature of this technology is that some specific mechanical components are driven by motors that meet the relevant standards. Through the use of accurate motor control technology to coordinate each drive unit， the movement of the machine is more controllable and accurate. The use of shaftless transmission technology can effectively avoid some common basic mechanical failures.

Keywords： printing machinery; shaftless transmission; overview; troubleshooting

1 印刷機(jī)械的無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)概述

近年來(lái)，隨著制造行業(yè)的不斷發(fā)展，與之相關(guān)的無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)也得到了進(jìn)一步的改進(jìn)，相關(guān)的電子和機(jī)械產(chǎn)品也不斷更新，通過(guò)電子技術(shù)和無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)的整合使機(jī)械的結(jié)構(gòu)更加精簡(jiǎn)。通過(guò)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，相關(guān)的工作人員可以更輕松地自己組裝機(jī)器。從根本上來(lái)看，無(wú)論是在各種專業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用的無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)還是人們通常所說(shuō)的無(wú)軸伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)在本質(zhì)上都屬于同一種技術(shù)，只是因其使用的領(lǐng)域不同，會(huì)有細(xì)微的變化。對(duì)比傳統(tǒng)的軸傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)技術(shù)，該技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)更加明顯，機(jī)械傳輸控制精度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。該技術(shù)的另一種叫法是虛擬電子齒輪傳動(dòng)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，將無(wú)軸傳動(dòng)的齒輪參數(shù)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)，該電子比由現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)通信技術(shù)控制，可以有效地提高了傳動(dòng)比的精度。

傳統(tǒng)的印刷機(jī)通常需要齒輪傳動(dòng)裝置相互接觸，因此，由于接觸時(shí)會(huì)發(fā)生摩擦，因此經(jīng)常需要大型齒輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這會(huì)不斷增加所有機(jī)械零件的磨損。這樣的齒輪傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)在實(shí)際的工作中由于扭矩的傳遞是相對(duì)滯后的，因此會(huì)極大影響機(jī)械工作的穩(wěn)定性。同時(shí)在實(shí)際的變速過(guò)程中，由于某些不可控因素的影響，經(jīng)常發(fā)生齒輪的橫向偏移。在機(jī)械的啟停過(guò)程中，由于傳動(dòng)軸的行程較長(zhǎng)且機(jī)械的齒輪尺寸較大，在長(zhǎng)期的使用中會(huì)對(duì)機(jī)械形成較大的磨損，并進(jìn)一步影響到機(jī)械的精度。在傳統(tǒng)的軸傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中，因機(jī)械摩擦造成對(duì)精度的影響往往是難以解決的。但是在無(wú)軸傳動(dòng)卻可以有效的避免這種情況的發(fā)生，無(wú)軸傳動(dòng)因其獨(dú)特的傳動(dòng)方式和精準(zhǔn)的控制調(diào)節(jié)受到產(chǎn)業(yè)工作者的歡迎。經(jīng)過(guò)對(duì)無(wú)軸印刷機(jī)的不斷升級(jí)，目前的結(jié)構(gòu)已經(jīng)趨于穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接由控制器控制，各個(gè)傳動(dòng)部件之間的磨損被降到最低，因此無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的潤(rùn)滑變速箱在無(wú)軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)中可以舍棄，但是對(duì)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，需要使用外卡鉗從主軸上松開(kāi)并縮回，然后用8磅重的錘子從左到右敲擊主軸上的軸瓦。在敲擊主軸的過(guò)程中，需要注意從主軸上松開(kāi)的彈性擋圈的位置，并根據(jù)實(shí)際的情況做出一定的調(diào)整。

拆卸主軸后，應(yīng)按拆卸順序放置主軸零件，以使零件在組裝過(guò)程中不會(huì)錯(cuò)位或掉落，并使用清潔液在進(jìn)行組裝之前對(duì)其進(jìn)行清潔。

主軸和軸承作為傳動(dòng)裝置最重要的組成部分，在主軸上對(duì)零件進(jìn)行拆解時(shí)，有必要對(duì)主軸及其嚙合式離合器的工作原理進(jìn)行學(xué)習(xí)。明白各個(gè)機(jī)械零件之間的相互影響作用，最重要的是觀察機(jī)械傳動(dòng)部件表面的光潔度和對(duì)零件的尺寸有一個(gè)清晰的了解。

用三個(gè)卡盤(pán)夾頭夾緊工件，可以使三個(gè)卡盤(pán)沿直徑以相同的距離同時(shí)移動(dòng)，從而可以使三個(gè)卡盤(pán)工件自動(dòng)居中。因此，三個(gè)顎式卡盤(pán)適用于固定工件，例如圓棒和圓柱表面。在主軸上安裝三個(gè)顎式卡盤(pán)時(shí)，將擰入卡盤(pán)基座的雙頭螺柱和螺母穿過(guò)主軸基座的圓柱孔和環(huán)形鎖緊盤(pán)，然后依次旋轉(zhuǎn)鎖緊卡盤(pán)。調(diào)整角度，將螺栓插入鎖緊盤(pán)的凹槽中并擰緊螺母。這種裝卸方法主要方便主軸尺寸的拆卸和組裝，中心精度高，剪切長(zhǎng)度短，可以增加主軸的剛度，使工作穩(wěn)定。

2 無(wú)軸印刷技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

印刷機(jī)械的無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)作為一種較為先進(jìn)的傳動(dòng)系統(tǒng)，在技術(shù)上與傳統(tǒng)的軸動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)有著較大的區(qū)別，因此，我們?cè)趯?duì)傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)，也應(yīng)該注意到這些技術(shù)理念上的區(qū)別。無(wú)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)較高精確操作的基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的控制，因此在操作的過(guò)程中可以根據(jù)需求對(duì)機(jī)械的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行控制，由于光電信號(hào)由每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元同時(shí)控制，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作可保持較高的同步水平，從而大大減少了由于傳統(tǒng)技術(shù)的不足而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤。在傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式中，信號(hào)需要通過(guò)傳輸介質(zhì)的振動(dòng)來(lái)傳輸，這種信號(hào)傳輸模式往往需要傳輸介質(zhì)具有比較強(qiáng)的張力，在無(wú)軸傳動(dòng)系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)輥對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)光纖傳輸無(wú)噪聲的最終光電信號(hào)，不再使用主減速器和變速扭矩驅(qū)動(dòng)器。單元張緊輥是同步的，并且經(jīng)過(guò)改進(jìn)，可以為調(diào)節(jié)每個(gè)傳動(dòng)順序的速度提供更大的便利。

通過(guò)在生產(chǎn)中的不斷摸索，無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)已應(yīng)用于印刷行業(yè)的生產(chǎn)中，這大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。用戶界面很簡(jiǎn)單，操作員可以從計(jì)算機(jī)的觸摸屏上操作控制模塊，以集中控制整個(gè)打印過(guò)程。操作系統(tǒng)的精確化運(yùn)行有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中由于系統(tǒng)操作頁(yè)面變得簡(jiǎn)潔，打印和調(diào)試時(shí)間已大大減少。這是通過(guò)機(jī)器的智能實(shí)現(xiàn)的。員工會(huì)更加方便地觀察機(jī)器的運(yùn)行情況。直接的效果是降低設(shè)備的故障率。同時(shí)，由于操作系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)回傳機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，操作人員也可以對(duì)機(jī)械的隱患做到早發(fā)現(xiàn)，無(wú)軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過(guò)在生產(chǎn)實(shí)踐中的不斷改進(jìn)，目前已經(jīng)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。盡管在中國(guó)使用了許多此類技術(shù)，但尚未對(duì)無(wú)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心技術(shù)進(jìn)行深入研究，目前來(lái)看，無(wú)軸印刷機(jī)的使用很多時(shí)候都需要依賴進(jìn)口。因此，我們需要無(wú)軸傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行深入的研究，掌握其原理，以幫助我國(guó)成為機(jī)械制造領(lǐng)域的升級(jí)和轉(zhuǎn)型。

從目前的行業(yè)發(fā)展來(lái)看，無(wú)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，大多缺乏專業(yè)的傳輸網(wǎng)絡(luò)支持，由于無(wú)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，設(shè)備總線的布置需要考慮到多方面的影響因素，同時(shí)這也造成傳輸網(wǎng)絡(luò)搭建的成本比較高，因此降低無(wú)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)總線的搭建成本是目前需要解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

3 常見(jiàn)錯(cuò)誤解決方案

隨著印刷技術(shù)的不斷更新，來(lái)自世界各地同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也趨于白熱化，為了應(yīng)對(duì)這種激烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的多數(shù)公司都通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備來(lái)應(yīng)對(duì)，這些先進(jìn)的設(shè)備可以極大的提高生產(chǎn)效率，但是由于設(shè)備先進(jìn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也給維修和維護(hù)工作帶來(lái)了相當(dāng)?shù)墓ぷ麟y度，通過(guò)筆者在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，這些問(wèn)題可以大致分為三個(gè)方面。

3.1 需要了解同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的組成部分

電機(jī)。通常，交流電動(dòng)機(jī)（DS/DA）符合工業(yè)法規(guī)的要求，可以直接通過(guò)能量轉(zhuǎn)換到為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行供電并確定旋轉(zhuǎn)位置。打印設(shè)備通常使用交流異步電動(dòng)機(jī)或交流同步電動(dòng)機(jī)。如果自運(yùn)行的機(jī)器不能一目了然地發(fā)現(xiàn)，則有必要對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行檢查，以查看由于控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置來(lái)判斷是什么原因?qū)е碌碾妱?dòng)機(jī)是否無(wú)法正常運(yùn)行。在排除了機(jī)械系統(tǒng)的故障后需要一一檢查以下控制系統(tǒng)：

3.1.1 運(yùn)行控制器

驅(qū)動(dòng)器控制電動(dòng)機(jī)的電流，速度和未知數(shù)。每個(gè)電動(dòng)機(jī)都需要一個(gè)單軸控制器。通常，必須將電動(dòng)機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)控制器中并處于控制器的控制之中，因此對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)非常重要。如果驅(qū)動(dòng)器控制器出現(xiàn)故障，即使驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)正常，也無(wú)法正常工作。

3.1.2 驅(qū)動(dòng)器同步

同步驅(qū)動(dòng)器為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供數(shù)據(jù)參考，以連續(xù)交換信息和數(shù)據(jù)，控制電動(dòng)機(jī)速度，加速度，位置等，并實(shí)現(xiàn)多電動(dòng)機(jī)的同步驅(qū)動(dòng)。同步驅(qū)動(dòng)程序充當(dāng)連接。在線路上轉(zhuǎn)換信號(hào)后，控制信號(hào)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)送到電動(dòng)機(jī)，這三種相互作用使電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)需要運(yùn)行。

3.1.3 編碼器

編碼器是一個(gè)測(cè)量元件，可用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)的速度位置。根據(jù)用途，將其安裝在負(fù)載側(cè)和電機(jī)輸出側(cè)。

3.1.4 逆變器

變頻器被廣泛使用，但主要用于控制電動(dòng)機(jī)，其工作原理是在控制電路中將變頻器用作執(zhí)行器。數(shù)字控制器的控制信號(hào)被轉(zhuǎn)換為固定頻率和工作電流。

3.2 確定主電機(jī)故障或通訊故障

使用專用診斷系統(tǒng)主動(dòng)診斷故障原因，以確定主電機(jī)故障或通訊故障。這是一種依靠計(jì)算機(jī)診斷和排除電動(dòng)機(jī)故障的成熟且通用的方法。在診斷過(guò)程中，智能檢測(cè)使計(jì)算機(jī)可以在運(yùn)行期間（主要是在運(yùn)行期間）存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)，包括電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前速度和平均速度，還可以在工作周期間測(cè)量每個(gè)位置的電動(dòng)機(jī)速度。在有故障的組件中，溫度通常會(huì)升高，并且會(huì)記錄傳感器和其他驅(qū)動(dòng)器的溫度。診斷系統(tǒng)還記錄有關(guān)受監(jiān)控系統(tǒng)的控制信息，例如實(shí)際位置和速度以及設(shè)定點(diǎn)的差異。如果電動(dòng)機(jī)存在溫度控制問(wèn)題，則錯(cuò)誤代碼為575。然后可以在BAUDIS計(jì)算機(jī)上查看相關(guān)的電動(dòng)機(jī)溫度參數(shù)代碼1682。如果該參數(shù)的值異常，則表明電機(jī)溫度較高或熱敏電阻有問(wèn)題。

3.3 快速確定常見(jiàn)的故障排除指南

驅(qū)動(dòng)程序控制器，指示器信息和錯(cuò)誤代碼對(duì)于快速識(shí)別常見(jiàn)的故障排除說(shuō)明很重要。包米勒驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)通常使用三個(gè)驅(qū)動(dòng)控制器，包括MDC單電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器。同步驅(qū)動(dòng)器是主軸打印機(jī)的MDS功能，電機(jī)控制組編碼器是同步的，模擬整個(gè)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

為適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展變化，從業(yè)人員必須適應(yīng)時(shí)代的需要，提高專業(yè)知識(shí)水平，靈活運(yùn)用現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)手段，并提高生產(chǎn)效率滿足社會(huì)的需求。在拆卸和組裝主軸箱的過(guò)程中觀察和分析整個(gè)印刷機(jī)械的系統(tǒng)圖和展開(kāi)視圖，以及主軸箱的實(shí)際拆卸和組裝有助于理解和掌握主軸箱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析和結(jié)構(gòu)分析，也為公司培訓(xùn)合格的車(chē)床工人奠定了基礎(chǔ)。

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