UV平板打印机是一种颜料喷绘装置，用来喷绘各种图案，完成标牌、冰箱贴、手机外壳等个性化产品的制造。系统通过运动控制板卡精确控制两台伺服系统，完成两轴联动运行，实现对图案的精确打印。SIGRINER辛格林纳交流伺服系统源自德国，深耕亚洲。凭借着高精度、高响应速度、自整定等优点被越来越多的应用到工业控制领域。本文主要介绍SIGRINER辛格林纳 Ω6 脉冲型伺服在UV平板打印机上的应用。

图 1 UV 平板打印机喷涂装置 & 传动装置

图 2 系统工艺流程图

　　UV平板打印机，由伺服系统与同步带轮组合传动装置带动多色颜料喷涂装置实现纵向和横向移动，喷绘各种图案(图1)。

　　喷涂装置横向运动有较高的加减速切换和高响应需求。

　　预设完需要打印的内容后，打印机开始运行，首先回装置的原点位置，在选择自动运行后，两轴和喷涂模块会自动运行往复打印所有内容，直到完成。同时也可以选择电动运行模式，用来对每个轴进行测试。

　　电气系统主要由运动控制板卡、伺服驱动器、伺服电机、多色喷涂装置等组成(图3)。

　　X轴和Y轴伺服分别驱动多色喷涂装置横向、纵向往复运动，多色喷涂装置依据目标图案喷涂不同的颜色的颜料并控制颜料的用量。

图 3 系统电气系统示意图

表 1 伺服系统配置

　　本次方案采用Sigriner辛格林纳 Ω6s-AP系列脉冲交流伺服系统，伺服系统配置清单如表1所示。

　　辛格林纳 Ω6s-AP 系列应用于 UV 平板喷绘的优势

　　• 产品性能足够强劲：速度环带宽3.5kHz，电流环刷新频率1MHz;

　　• Ω6s-AP系列伺服采用16M脉冲控制接口，控制精度可以提升4倍。采用3路16位模拟量指令输入，可以分辨2mv的电压变化，控制精度可以提升16倍;

　　• 输出动力充沛，可轻松应对：115%持续负载过载，350%瞬时过载;

　　• 摩擦补偿+过象限凸起抑制，轻松应对精密加工，正圆度提高80%;

　　• 针对喷绘打印现场多电气干扰、多油污的恶劣应用环境提供全面的安全防护：独立的散热风道+温度监控系统+加厚的UV涂层，通过HASS和HALT实验中的300多项严苛测试，面对多种严苛环境依然运行稳定;产品通过CE认证，符合欧美市场相关设备安全要求;

　　• 由于电机驱动皮带轮带着喷涂装置往返运动，喷涂装置在靠近电机位置受力情况与换向返回时受力情况不同，较长的运行距离和皮带较软传输性质使得只用一组PID无法解决该问题，Ω6s-AP系列伺服系统具有增益切换功能，可设置两套增益参数，正向运行和反向运行各一组参数，良好的解决了该问题。Sigriner辛格林纳经过长期的测试与总结，定制出一套匹配UV平板喷绘应用现场的伺服系统参数，Ω6s-AP系列新开发的免调试自动整定功能，可节省90%设备调试时间，加工效果如图4所示，达到了客户的理想需求。

图 4 打印效果

　　方案总结

　　交流伺服系统的综合性能决定了UV平板打印机的印刷速度、印刷精度、印刷稳定性，比如伺服的高响应性能保证机械对指令的快速准确地执行，同时可以通过振动抑制来解决高响应情况下带来的共振风险;另外如果出现机械材质或安装问题导致的机械静摩擦力或内应力不一致的情况，可以通过伺服系统的差异化的摩擦力补偿来解决;利用伺服的象限突起抑制功能来弥补机械换向时候的间隙问题;其他如模型制振，负载变动抑制，增益切换等都有相应的应用场景。Ω6s-AP系列伺服驱动器以其较高的性价比、高响应性、高精度以及易用性等优点被广泛应用于通用的工业控制场合，除了此次分享的UV平板打印机的应用效果得到客户认可之外，还在工业机器人、雕刻机、LED分光机等领域都得到了良好的应用效果和一致的用户好评。辛格林纳以驱动控制为核心整合相关接口设备，提供整体自动化控制解决方案，满足了各个细分行业客户提品质、扩产能、降成本的需求。