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随着工业自动化的推进和电机控制技术的发展,传统的基于高精度齿轮传动的有轴胶印系统可以用新型无轴胶印系统代替。有轴印刷依赖长轴和齿轮传动达到多轴同步,无轴胶印系统中各轴之间的同步则由伺服驱动器和控制器控制,既达到了精度要求又降低了成本。 本系统基于以太网的开放EtherCAT通讯协议连接主站控制器与从站伺服驱动器,保证数据的短周期快速传输,从而实现了主站对各从站的实时控制与监测。EtherCAT协议的底层协议栈基于以太网通信协议,上层协议则采用基于循环路径数据传输的通信方式,相比于传统的其他总线控制方式,实时性与可靠性都得以提升。 本系统对于多轴同步精度有很高的要求,需要达到5丝(0.05mm),所以永磁同步电机的控制采用SVPWM矢量控制算法;伺服闭环系统由伺服驱动器上的电流环、速度环,控制器上的位置环这三个环组成,同步精度主要依靠三闭环PID调节来控制;本文还在上位机上搭建了软件框架,实现了系统的逻辑功能。这些软硬件设备共同构成了无轴胶印系统的解决方案,该方案实时性强,精度高且机械损耗小,对于胶印行业的未来发展有着积极意义。 本系统先在实验室进行了环境搭建、单元测试和同步精度测试,然后到用户现场进行了系统调试,测试结果表明:本文给出的设计方案正确可行,同步精度基本在误差范围内,初步达到了设计要求。