圆网凹版一体壁纸印刷机控制精度的研究

发布时间：2017-05-08 12:05

  本文关键词：圆网凹版一体壁纸印刷机控制精度的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国的经济取得巨大发展,居民的生活水平稳步提升,家居装饰市场也越来越繁荣兴旺,壁纸作为一种带有文化色彩的装饰材料,以其美观,易更换,成本低,安全环保等优点备受消费者青睐。为了抓住这一良好的发展机遇,众多壁纸设备生产商纷纷创新突破,设计生产出很多新型多套色的印刷设备。然而,与国外的印刷设备相比,我国国产的壁纸印刷机自动化程度仍较低,稳定性和套印精度也有一定的差距,但国外的设备往往价格过高,而且一旦出现问题,缺乏相关的技术人员维修,设备的修复周期长,代价高。因此生产出高品质,多工艺,高印刷精度的印刷设备成了众多国内印刷设备生产企业发展的方向。本文首先介绍了处于国际领先水平的圆网凹版一体壁纸印刷机的背景和意义,随后说明了圆网凹版一体壁纸印刷机整车系统的工作原理,印刷流程等,并在此基础上分析了影响一体机套印精度的因素及印刷误差产生的来源,进而提出了一种新型的基于套印关系的误差检测方法和基于脉冲插补的自动套准算法。通过对误差来源的深入分析和讨论,最终设计了圆网凹版一体壁纸印刷机的整机同步控制方案,主要包括速度同步方案,张力控制系统,自动套准控制系统等。其中,速度同步控制是壁纸印刷套色的基石,只有保证了速度同步才能保证印刷花色的套准精度;张力控制系统性能的优劣在很大程度上会影响印品的品质和生产的效率;而自动套准控制系统的好坏则直接决定了印刷花色的套印精度,是产品品质高低的最重要影响因素。因此,本课题着重设计了自动套准控制系统,单元操作板作为该系统的核心,选用了德国SICK的光电眼色标检测仪和FPGA(EP1CT100)对套印误差进行采集,并通过SPI通信将误差参数传递给DSP(TMS320F2812)进行PID运算处理,最后将确定要补偿的误差传递给伺服驱动进行脉冲的插补控制,最终实现套色的位置同步,即自动套准控制。最后,在电路的设计完成后,在西安德高机电集团的实验室对自动套准的脉冲插补进行了调试和实验,通过对检测误差的算法处理并进行脉冲插补,实现了套色的位置同步,提高了套印的稳定性和印刷精度,系统运行稳定。
【关键词】：圆凹一体 壁纸印刷机 色标 误差检测 脉冲插补
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS803.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 本课题研究背景及意义10-11
• 1.2 壁纸印刷的发展及趋势11
• 1.3 本课题的主要任务11-14
• 2 整机介绍14-18
• 2.1 壁纸生产工艺分类14
• 2.2 壁纸印刷机介绍14-15
• 2.3 圆凹一体机整体控制方案15-17
• 2.4 本章小结17-18
• 3 圆凹一体机控制系统的设计18-36
• 3.1 圆凹一体机张力控制系统18-23
• 3.1.1 张力控制的基本环节18
• 3.1.2 张力控制的原理18-19
• 3.1.3 收卷和放卷张力控制19-20
• 3.1.4 印刷单元之间张力的控制20-23
• 3.2 圆凹一体机印刷单元同步的实现23-27
• 3.2.1 多电机同步控制策略23-25
• 3.2.2 虚拟主轴同步控制方案25-27
• 3.3 圆凹一体机的误差检测及单元自动套准的设计27-34
• 3.3.1 误差检测方法27-28
• 3.3.2 色标检测原理28-29
• 3.3.3 光电眼检测法29-33
• 3.3.4 单元自动套准控制系统33-34
• 3.4 本章小结34-36
• 4 伺服系统数学模型的建立和仿真36-54
• 4.1 伺服系统36-41
• 4.1.1 伺服电机36-37
• 4.1.2 控制方式37-39
• 4.1.3 空间矢量脉宽调制算法的实现39-41
• 4.2 伺服电机工作模式41-42
• 4.3 误差补偿算法42-53
• 4.3.1 传统PID算法及其实现43-45
• 4.3.2 误差参数的优化45-49
• 4.3.3 基于均值算法的误差补偿方法49-51
• 4.3.4 PID参数的自适应控制51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 套准系统硬件电路设计54-64
• 5.1 整体硬件设计54-55
• 5.2 误差检测模块的硬件设计55-58
• 5.2.1 FPGA的选择及硬件功能55
• 5.2.2 色标信号的采集55-56
• 5.2.3 零位Z脉冲信号的采集56-57
• 5.2.4 信号的传输57-58
• 5.2.5 编码器方向的判定58
• 5.3 误差处理主要器件的硬件设计58-62
• 5.3.1 主要器件的选择及特点58-59
• 5.3.2 DSP最小系统外部电路59-60
• 5.3.3 电源模块设计60-61
• 5.3.4 单元LCD显示设计61
• 5.3.5 按键电路的设计61-62
• 5.3.6 通信模块的硬件设计及实现62
• 5.4 本章总结62-64
• 6 软件设计64-78
• 6.1 DSP的开发环境64-65
• 6.2 预套准模块软件设计65-66
• 6.3 误差检测及处理66-76
• 6.3.1 误差检测模块67-70
• 6.3.2 键盘控制功能70-72
• 6.3.3 误差补偿72-76
• 6.4 手动套准设计76-77
• 6.5 本章小结77-78
• 7 系统调试78-84
• 7.1 实验平台78-80
• 7.2 触摸屏显示80-82
• 7.3 本章小结82-84
• 总结及展望84-86
• 参考文献86-90
• 作者攻读学位期间发表学术论文清单90-92
• 致谢92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 崔皆凡;邢丰;赵楠;吴琼;;基于模糊控制器的改进耦合多电机同步控制[J];微电机;2011年03期

2 武祥珊;印花技术的现状与发展[J];印染;2003年12期

3 黄刚;张昌凡;;印刷机数字化无轴传动技术研究综述[J];湖南工业大学学报;2007年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 谢松县;凹版印刷机无轴套色控制系统研究[D];国防科学技术大学;2003年

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本文编号：351096