项目背景
由于柔版油墨具有绿色环保的特点，因此，在各印刷中，它发展较为迅速，而目前，柔版印刷正朝着高速高精度的方向发展。在此过程中，POWERLINK的稳定可靠性为高速、高精度的印刷系统提供保障。
一、柔版印刷需求
在国内某家柔版印刷系统中，其印刷要求如下：
印刷速度：150m/min
印刷范围：280～420mm
印刷精度：+/-0.05mm
传动精度：+/-0.005mm
重复精度：+/-0.05mm
二、机器控制系统的功能构成
柔版印刷机无轴传动系统由以下几个部分构成：
前端放卷、后端收卷的卷取张力控制；
印刷色组电子齿轮同步（印刷色组从4～10色）；
印刷色标检测与全自动套色控制；
电子凸轮(CAM)裁切；
模切控制；
在该系统中，需要完成电子齿轮同步控制，以任意印刷色组的驱动为实轴，其它轴跟随此轴，在150米高速下实现高精度的电子齿轮同步控制，为确保+/-0.05mm的控制精度。
三、网络拓扑结构
本系统采用星形网络结构，通过工业HUB进行多个运动控制单元的连接
四、系统性能实现
4.1系统功配置
总共包含了6个色组伺服，前后收放卷伺服驱动器2个轴、前端牵引、后道送纸、电子凸轮、模切轴、吸废POWERLINK接口变频器2个，即总共14个POWERLINK节点、2个POWERLINK远程I/O站总计200个I/O（模拟量10个）。
系统刷新速度：400uS循环周期
4.2虚拟主轴同步
对于印刷而言，为了确保高精度的印刷色组之间的电子齿轮同步，采用了虚拟主轴进行系统运动关系建模，所有实际的伺服轴均以此虚拟为轴为跟随对象－由于采用虚拟是一个不存在的轴，因此，相对于传统的机械轴而言，它可以是一个理想的模型，即，完全没有机械误差或累积误差，其它的伺服轴通过不断的获得来自虚拟主轴的信号，并根据此来调节自身的位置环，这样通过POWERLINK 400uS的循环周期即可实现所有轴之间的同步关系。
虚拟主轴通过广播的形式给所有跟随轴自己当前位置，其它轴则通过高速位置环计算来进行自身的调节。
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4.3套色控制
对于印刷系统而言，套色是最具有难度的控制需求，它由以下几个方面构成：
4.3.1色标检测
对于双光电的色标信号采集，当印刷材料上的色标信号经过第一个光电眼时，其会高速锁存一个当前编码器位置，而当经过第二个光电眼时则锁存第二个当前编码器位置，两项比较即为当前偏差值，每个轴均需要对其色标进行采样，并将处理的偏差值通过POWERLINK总线以最快速度发送给主站。
4.3.2套色算法
运行于主站的套色软件通过POWERLINK网络获得了每个色组的偏差值，并经过其模糊控制算法对系统进行耦合和解耦运算，并将偏差调整值给出到每个色组的伺服轴由其对本轴的印刷辊相位进行调整。
4.3.3叠加的调节量
如上图，在无偏差时，印刷单元之间运行一个虚拟主轴的电子齿轮同步关系，而当出现偏差时，则这个偏差将叠加在当前的伺服轴上，这同样采用了本地虚拟主轴计算，本地伺服轴由一个基本的位置运行，另一个则是偏差叠加值给定，这两者共同运行调整整个印刷过程的每个色组的位置，从而获得对整个印刷套色的偏差回归。
五、POWERLINK的应用优势
POWERLINK非常适合于这样的高速印刷系统，甚至更为高速的印刷系统。
1.稳定可靠的系统
采用带有屏蔽层和机械加固的RJ45,确保了机器在震动情况下的高可靠性，另外，POWERLINK的稳定可靠本身体现在其抗干扰的能力，相对于集束帧技术而言，独立帧实现的POWERLINK更高的可靠性，当数据产生错误时，POWERLINK不会影响整个网络数据，而仅单独某个受到影响的从站数据报错，通过数据错误处理机制来处理。
INK满足模块化的机械设计
对于柔版印刷系统，POWERLINK不仅满足性能的卓越，而且，也能够契合模块化的机器设计理念，首先，POWERLINK的任意拓扑使得在系统中增加一个单元或减少一个单元变得简单，无需复杂的参数设置，例如：是否带有模切单元？是否进行裁单张？或者印刷色组增加一个，甚至增加一个不同的色组（例如凸版、丝网印刷单元），POWERLINK拓展满足机器的灵活组织而无需复杂的调整。
3.直接交叉通信确保了轴与轴之间的耦合关系
POWERLINK实现电子齿轮是通过虚拟主轴(Virtual Master Axis)来实现的，而这意味着系统中的某个轴可被定义为主轴(Master),而其它轴作为从站(Slave)跟随其，通过直接交叉通信－主轴将其自身的位置通过广播形式发送给每个从站，而每个从站则通过预先设定的电子齿轮比例关系例如1:1:1:1:1来计算自身的绝对位置，然后由伺服驱动通过位置环计算来进行调节以跟随，通过400uS一个周期的刷新和控制，每个轴与轴之间便实现了高精度的电子齿轮同步，其传动精度可以达到0.005mm的水平，由于其传动精度远高于机械轴的传动精度，这使得由机械产生的误差被忽略。
在另外一些POWERLINK实现的柔版系统中，其色组的压印采用伺服轴外，其印刷辊也可以采用伺服驱动，另外，机台的调整、版辊的轴向调整也可以实现全伺服的驱动，在意大利一家著名的印刷设备制造商机器上实现了总计40个伺服轴的高速印刷。
（转载）
