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智能pos機怎樣設計嗎
0 引言
目前全球印刷企業(yè)用戶(hù)和設備生產(chǎn)廠(chǎng)商都將目光聚集于一項新興控制技術(shù)——無(wú)軸傳動(dòng)控制。尤其是應用在凹版印刷機上，其優(yōu)勢更為突出。
傳統的機組式凹版印刷機（有軸印刷）依靠一根機械主軸通過(guò)渦輪蝸桿向各個(gè)印刷單元傳遞動(dòng)力，并以此來(lái)保證各色組版輥的運動(dòng)同步，動(dòng)力來(lái)源于由矢量控制變頻器控制的三相異步電動(dòng)機，其傳動(dòng)精度差，機械結構復雜。印刷圖案的套準控制則是通過(guò)控制專(zhuān)門(mén)的浮動(dòng)輥的運動(dòng)，并通過(guò)控制張力以控制承印物的拉伸來(lái)實(shí)現的。
所謂無(wú)軸印刷，就是采用虛擬電子軸取代傳統的機械主傳動(dòng)軸，并取消套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，而將傳動(dòng)與套色融為一體，直接作用于印刷版輥的一種印刷方式。
用于凹印機的無(wú)軸傳動(dòng)控制系統分為兩種流派：其一是以日本住友、西門(mén)子、力士樂(lè )等公司為代表的“傳動(dòng)系統+套色系統”的復合式流派，另一種則是以貝加萊公司為代表的集傳動(dòng)與套色為一體的富有創(chuàng )新意義的集成式流派。該集成型系統的顯著(zhù)特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔、高效以及成本的競爭力。
1 無(wú)軸傳動(dòng)凹印技術(shù)的特點(diǎn)
1）無(wú)軸印刷傳動(dòng)技術(shù)的分類(lèi)
無(wú)軸印刷傳動(dòng)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中形成了以下三種類(lèi)型的系統：亞無(wú)軸傳動(dòng)控制系統、準無(wú)軸傳動(dòng)控制系統和集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統。
（１） 亞無(wú)軸傳動(dòng)控制系統
僅僅去掉了傳統的機械主傳動(dòng)軸，每一印刷單元采用獨立驅動(dòng)機構，保留了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構且完全獨立。該系統很難達到完全協(xié)調和穩定，結構復雜，而且色組之間的過(guò)料長(cháng)度較長(cháng)，很難實(shí)現高速、高精度的印刷工藝。它是無(wú)軸控制系統的前身。
（２） 準無(wú)軸傳動(dòng)控制系統
不僅去掉了傳統的機械主傳動(dòng)軸，同時(shí)也去掉了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，每一印刷單元采用獨立驅動(dòng)機構，以保證印刷版輥的速度同步。同時(shí)，由相對獨立的套色系統提供套色誤差信號，結合速度同步信號和套色誤差信號，統一協(xié)調工作。它是無(wú)軸控制系統的發(fā)展。
（３） 集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統
該系統采用基于伺服控制技術(shù)的虛擬電子軸傳動(dòng)來(lái)取代傳統的機械主傳動(dòng)軸，徹底摒棄了套色系統所需的浮動(dòng)輥機構，而將傳動(dòng)與套色融為一體，各個(gè)印刷單元均配置獨立的伺服電機及相應的減速機構對該單元的版輥獨立驅動(dòng)，直接作用于印刷版輥。在套色控制上，是在保證各軸同步的基礎上，通過(guò)控制版輥的相位來(lái)實(shí)現的。這是一種真正意義上的無(wú)軸傳動(dòng)控制系統，也是本文論述的主題。
2） 集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的機組式凹印機特點(diǎn)
與傳統的機械主軸凹印機相比，采用集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的機組式凹印機具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（１） 傳動(dòng)結構簡(jiǎn)化
控制的協(xié)調性和穩定性好，走料長(cháng)度縮短20％，走料時(shí)間也相應縮短。
（２） 高精度的預套準和極短的預套準時(shí)間
伺服系統可自動(dòng)根據色組間料長(cháng)來(lái)調節版輥相位，將其迅速轉動(dòng)至“印刷位置”。其定位精度可達0.001mm，重復精度為0.01mm，自動(dòng)預套準的范圍可以嚴格控制到+/-10mm以?xún)取?/p>
（３） 采用高性能控制系統以實(shí)現高精度、高印速、高套準控制
該控制系統以PCC（即可編程計算機控制器）為核心并基于Ethernet POWERLINK實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)，在控制伺服驅動(dòng)、數據通信以及數據采集、處理等任務(wù)中，大大提高了效率，其處理速度和能力遠遠超出行業(yè)內其它類(lèi)型的控制器，故它有能力很好地處理套色和同步傳動(dòng)的統一。
以總線(xiàn)的方式進(jìn)行遠程I/O的配置和通信，節省了配線(xiàn)，并大大降低了系統的干擾和故障，使設備的維護簡(jiǎn)化。
用于版輥位置反饋測量的編碼器通過(guò)硬件倍頻可達到400萬(wàn)線(xiàn)/轉的高分辨率，系統控制精度可達0.001mm，套印精度由原來(lái)的0.1mm提高到0.05mm。
（４） 特殊印刷工藝更易實(shí)現
不需改變系統硬件配置即可通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現各個(gè)印刷色組正印和反印的任意轉換。對異徑涂布功能和定點(diǎn)涂膠功能的實(shí)現，較之傳統有軸凹版印刷更簡(jiǎn)單而又可靠。
（５） 色組機的分組使用
為多色機的分組使用提供了方便。即在某些色組正常作業(yè)時(shí)，用戶(hù)可為剩余色組提前做好訂單的裝版和勻墨工作，還可依據生產(chǎn)需要將不參加作業(yè)的色組置于單動(dòng)停止狀態(tài)，達到節能的效果。
2 控制系統的構成及原理
集成型無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的技術(shù)方案立足于簡(jiǎn)化機械結構和提高控制性能。
1） 系統構成
型號不同的機組式凹版印刷機的色組單元個(gè)數是不同的，下面以一臺10色組單元凹版印刷機的控制系統為例，來(lái)說(shuō)明凹印機無(wú)軸傳動(dòng)控制系統的構成，如圖1所。該系統以B&R X20系列PCC為核心（CPU選用CP1486)，與上位操作監控站（選用PP320觸摸屏作為HMI）、10套B&R ACOPOS multi伺服驅動(dòng)系統和10套色標識別系統一起構成基于Ethernet POWERLINK總線(xiàn)星形網(wǎng)絡(luò )的無(wú)軸凹印機控制系統。
在該網(wǎng)絡(luò )中， PCC的CPU (CP1486) 模塊是中央處理單元，除PCC與操作監控站的通信采用以太網(wǎng)(TCP/IP) 以外，PCC的CPU與各伺服驅動(dòng)器之間通過(guò)Ethernet POWERLINK總線(xiàn)和HUB實(shí)現數據通信，各
伺服驅動(dòng)器之間的數據通信也基于Ethernet POWERLINK。
在該Ethernet POWERLINK通信網(wǎng)絡(luò )中，CPU (CP1486)接口的站點(diǎn)號為00（管理節點(diǎn)MN），各伺服控制器的站號依次為01到10（控制節點(diǎn)CN）。
2） 主要控制裝置和子系統
（１） 操作監控站（HMI）
上位操作監控站是操作人員與系統交換信息的唯一渠道，它實(shí)現系統參數讀寫(xiě)、系統狀態(tài)監控、故障提示和配方管理等功能。
選用了一款15英寸嵌入式高檔人機界面（B&R Power Panel 300 BIOS觸摸屏），集成有Ethernet等通信接口，不僅具備人機界面通常所有的功能，同時(shí)還可以在其中裝入通用操作系統，如Windows XP、Windows CE等，因而可支持目前多種主流的圖形組態(tài)軟件，客戶(hù)可以根據自己的具體條件選擇合適的組態(tài)軟件。
（２） X20系列PCC
其CPU是一款高性能的處理器，具備附加的I/O處理器和浮點(diǎn)處理器FPU，系統單步指令周期最快可達到0.01us，任務(wù)循環(huán)周期可短至200us。X20 CPU支持多種通信協(xié)議，RS232、Ethernet、Ethernet POWERLINK和USB等通信接口已經(jīng)成為X20 PCC的標準配置。X20系列的控制器也使用B&R的Automation Studio?集成軟件平臺。
（３） 印刷版輥伺服驅動(dòng)及控制系統
B&R全數字伺服驅動(dòng)器ACOPOSmulti及伺服電機構成了版輥伺服驅動(dòng)系統，是該無(wú)軸凹印機傳動(dòng)控制系統的基礎。
ACOPOSmuti是B&R的新一代伺服驅動(dòng)器，采用共用直流母線(xiàn)集中供電模式和背板式緊湊安裝結構。其高效的散熱結構、集中供電單元和獨特的雙軸驅動(dòng)單元等技術(shù)有利于縮小多軸應用的安裝空間，共用直流母線(xiàn)技術(shù)有利于多軸驅動(dòng)的負載均衡，加之可逆整流技術(shù)更有利于穩定直流母線(xiàn)的電壓，并適應更寬范圍的交流供電電壓，提高系統的功率因數，還能將多余的發(fā)電制動(dòng)能量直接回饋給電網(wǎng)，節能效果明顯。加上Ethernet POWERLINK高速實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和系統安全技術(shù)，完美地解決了集中或分布式多軸應用的高速實(shí)時(shí)同步和安全運行問(wèn)題。
把對每一個(gè)電機回路的控制稱(chēng)為對一個(gè)“軸”的控制。每個(gè)“軸”獨立驅動(dòng)，其控制模式是一致的，控制框架也基本相同。由PCC實(shí)現具體的工藝控制和數據處理。然后通過(guò)Ethernet POWRELINK總線(xiàn)和HUB口將數據傳送到各臺用于驅動(dòng)印刷版輥的伺服電機的伺服驅動(dòng)器ACOPOSmulti中，伺服驅動(dòng)器則根據要求對數據進(jìn)行必要的分析處理，控制相應的伺服電機驅動(dòng)各自的印刷版輥以實(shí)現同步控制。
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