变频器助力印包机械

文:刘满柏2014年3月

  近几年我国的印刷包装行业取得了飞速的发展,面临着前所未有巨大机遇,但相对于世界先进的设备,也面临着巨大的挑战——我们的产品基本处于中低端市场,主要的原因是技术条件的限制,包括对自动化技术的需求与要求。目前较大型的印包机械设备、印包机械的高端产品和出口到国外的产品多数采用进口或中外合资生产的变频器,低端设备和小型印刷机械设备采用国产或台湾地区的变频器。本期盘点的几款印包机械变频精品,可以看到国产部分变频精品在此领域的突破。

关于印刷机械变频调速
1.单张纸平版印刷机及印后加工设备
  单张纸平版印刷机以印刷品尺寸可以分为:超全张、全张、对开、四开和八开等纸张规格,分别用于包装、书刊、广告、快印行业,其中彩色印刷机是印刷业的骨干设备。设备的调速系统多年来一直采用电磁调速电机,近年来,变频调速已经广泛应用。最近,国外企业推出高档的多色印刷机,技术水平又有很大提高,实现传送纸张的运动系统由变频电机驱动,印刷滚筒的运转由伺服电机分别驱动,这两种运动之间的协调关系,由伺服电机跟踪匹配。这种设备的辅助设备,如:输纸机也采用独立变频电机驱动,实现印刷设备的数字化。印后装订设备有配备一个变频器的独立单机,如三面切书机、单头或双头订书机、圆盘包本机、配页机等。一些印后设备需要配备两个以上的变频器,如十个夹子的椭圆包本机需要一个变频器控制闯页振动台,另一个变频器控制设备的主运动;骑马装订生产线同样也需要两个变频器控制配页、装订和裁切成书的装订全过程。

2.卷筒纸平版印刷机及印后计数打捆设备
  卷筒纸平版印刷机是我国报纸、书刊和商业印刷的骨干设备。这种设备本身是一条大规模的印刷生产线,其在完成印刷过程的同时,还可以连续完成裁切、折页、计数、打捆等多项功能。随着设备科技发展,卷筒纸印刷机还增加了自动给纸、烘干、冷却、上光等功能。然而这种设备从诞生以来,一直采用直流可控硅整流调速,通过一根长轴带动各功能机组完成印刷品的制作过程。除老产品外,新开发的产品已经完成变频调速的改造,一些新产品彻底取消了长轴,由伺服电机、驱动系统和数控系统独立驱动各功能机组,对设备起到提升作用。

3.卷筒纸凹版印刷机及印后包装设备
  这种设备与卷筒纸印刷机有相同的工作方式,不同的地方是凹版印刷机没有供水机构,供墨结构也比前者简单。承印物材料适用范围较广,可以印刷纸张和各种聚酯薄膜,设备采用变频调速和独立驱动(采用伺服电机)的进程是相同的。这种印刷方式的印后设备有复卷机、分切机、复合机、裁单张机、模切机等设备,可以连线,也可以用单独的设备去完成印后的加工。

4.柔性版印刷机
  这种设备是一种有多种印刷方式组合和印后加工联线的一种名副其实的生产线,主要的印刷机组由感光树脂版(凸版)完成主要印刷功能,它的调速发展过程与卷筒纸印刷机基本相同。

印刷机械两类主要变频应用
1.平版印刷应用
  平版印刷是报纸、书刊和装潢印刷业的骨干设备,在印刷业市场占有率达35%以上。一般为了适应印刷生产调试频繁低频点动时的人身安全,要求调速系统有良好的低速特性。同时,为了减少印刷过程中纸张的浪费,要求有良好的快速制动特性。当然传动系统性能可靠也至关重要。

2.凹版印刷应用
  凹版印刷是一种直接的印刷方式,印刷版上的凹槽就是印刷文字和图案,凹印机两级牵引中间是印刷单元,对套色精度要求非常高,需要高稳定性张力调节。主电机及两级牵引需要采用带张力反馈的闭环控制。

  同时长久以来,七电机凹印机的驱动部分一直是进口变频器的天下,更高档的无轴传动系统是伺服控制器来实现。近年来国产矢量变频器相继推出,但因为矢量控制的算法复杂,国产矢量变频器在性能上主要是稳速精度及动态响应特性方面和进口变频器相比还有些许差距。一些国产高端变频器已经在印包行业占有重要位置,但一般多用在复合机、分切机等要求不是很高的应用场合。

关于包装机械调速
  包装机械用的变频器主要用来控制输送带速度,停止和启动,如果没有高精度要求,一般都选择变频,而不会选择伺服电机和步进电机,主要从成本方面考虑:变频器加电机比伺服电机和控制器要便宜,目前变频器在包装市场的占有率高过伺服。印刷行业伺服比例比较高,包装行业变频器主要用于输送带,隧道式烘干机,热收缩机,贴标机,枕式包装机,给袋式包装机等。

 
艾默生:EV2000通用型变频驱动器
产品特色:磁通矢量PWM调制;电机参数自整定(静止与旋转); 调速范围达1:100(EV1000为1:50);起动转矩0.50Hz时180%额定转矩( EV1000 1Hz时150%)。
 
安川:H1000重负载变频器
产品特色:0.4- 560kw大容量范围,高性能电流适量控制,过载能力可达200%。
 
三菱电机:FR- A800
产品特色:一流的节能环保表现,节能同时提高生产力,一流的易用性,符合全球标准,配备多语言LCD参数单元,一流的驱动性能。
 
富士电机:FRENIC- MEGA LITE新一代高性能多功能型变频器
产品特色:高始动转矩: 200%- 0.3Hz时;速度精度:±0.01%(PG矢量控制时);转矩制度:±5%(PG矢量控制时)。
 
台达:VFD- VE
产品特色:采用磁场导向之向量控制,可做速度控制与伺服位置控制,具有丰富的多功能I/O,灵活设定,提供Windows Base之PC监控软件,可供参数管理与动态监控。
 
汇川技术:MD300系列变频器
产品特色:简单、高性能的变频器,控制方式有V/F和无速度传感的矢量控制两种。调速功能操作简便,性能优越,特别是无速度传感器矢量控制模式下,低频转矩、稳速精度及动态特性优良。
 
英威腾:Goodrive35- 07张力控制专用变频器
产品特色:高性能闭环矢量专用变频器 在功能算法中,增加了张力控制专用模块,实现面向中心收卷、放卷等工艺场合的专用张力控制功能。
 
台安科技:N2系列变频器
产品特色:输出频率最大400HZ,可控制高速电机·高启动转矩;18条固定V/F曲线,1条任意曲线配合转据补偿功能,提供100%-150%的启动转矩。
 
易能电气:EDS- V300系列电流矢量变频器
产品特色:采用高端电流矢量控制技术,同时综合优化V/F控制技术;低频力矩大:0.5Hz输出150%额定力矩;稳态精度高:速度信号输入和实际转速输出误差率为±0.5%。

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