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《基于嵌入式無軸凹版印刷機套色控制系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于嵌入式無軸凹版印刷機套色控制系統(tǒng)的研究第1章緒論1.1課題背景及意義經(jīng)過三十多年的持續(xù)發(fā)展，我國的印刷產(chǎn)業(yè)已經(jīng)能夠在全局經(jīng)濟中占有一席之地。但是由于早期粗獷式發(fā)展以及內(nèi)容類印刷品的需求下降、包裝類印刷品的需求增長乏力等因素，印刷產(chǎn)業(yè)存在產(chǎn)能過剩和污染嚴重的問題[1]。2016年3月9日下午13時，2016中國(上海)國際印刷周主論壇在中國會展中心(上海)2H館主會場拉開帷幕。在會上，國家新聞出版總局印刷發(fā)行司司長王巖鑌進行了題為《貫徹五大概念推動轉(zhuǎn)型升級穩(wěn)步提升中國印刷業(yè)的供給質(zhì)量和水平》的主旨演講，提出了智慧印刷、綠色印刷的發(fā)展思路[2]。因此印
2、刷技術(shù)面臨著技術(shù)革新，怎樣降低印刷制品的生產(chǎn)成本以及減少印刷廢料、廢液是目前亟待解決的問題。彩色圖案是由多個單色圖案組合而成的，在進行彩色圖像的印制前，需要先分解彩色圖像，然后按一定顏色順序分別制版，顏色的個數(shù)由圖案決定。其中，預(yù)先制好的版安裝在印刷版輥上，有多少個顏色的版就需要多少個印刷單元[3]。圖1.1描述了傳統(tǒng)印刷機的機械原理，印料每經(jīng)過一個印刷單元被壓印上一種色彩的圖案，然后進入下一個印刷單元，如此依次印刷，將各單色圖案在印品上進行重疊壓印，組合成規(guī)定的彩色圖案。在這個過程中，除了第一個印刷單元，其他都需要配套套色控制單元，該單元能夠利用光電
3、掃描頭傳感器持續(xù)檢測套色偏差，通過調(diào)節(jié)輥對印料位置進行控制，以實現(xiàn)各個顏色的精準重疊。由于傳統(tǒng)印刷機是由中央電機通過主軸、離合器以及變速箱驅(qū)動各印刷版輥實現(xiàn)傳動的，因此振動和相互的干擾將會嚴重降低印刷品的質(zhì)量，從而難以完成更高速度和質(zhì)量的印刷過程。針對這種情況，無軸傳動印刷技術(shù)應(yīng)運而生，它采用電子軸替代了機械軸和相關(guān)的機械傳動部件，同時去掉了傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)輥裝置，在印刷過程中，各印刷單元的光電掃描頭傳感器檢測套色偏差，然后由各印刷單元控制器驅(qū)動單獨的伺服電機進行各個印刷版輥的相位控制[4]。采用無軸傳動技術(shù)的凹版印刷機套色控制系統(tǒng)包括：中央控制器、現(xiàn)場總線
4、、單元控制器、偏差信號檢測單元(包括雙光電頭和光電編碼器)以及伺服電機，其機械原理圖見圖1.2。.........1.2套色控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢早在1994年，德國高寶印刷設(shè)備公司使用博世力士樂公司的無軸控制系統(tǒng)開發(fā)出了全球首臺無軸傳動印刷機，并參加了1996年的Drupa印刷展，由此引領(lǐng)了印刷機采用無軸傳動技術(shù)的潮流，現(xiàn)在一些先進的印刷機設(shè)備制造商已廣泛使用Synax200。圖1.4為博世力士樂無軸控制系統(tǒng)的實物圖，博世力士樂無軸控制系統(tǒng)由HMI、Synax200運動邏輯控制器、伺服驅(qū)動器及伺服電機組成，其中Synax200運動邏輯控制器是核
5、心。在博世力士樂無軸控制系統(tǒng)中，所有機器處理單元通過無需維護的交流伺服電機獨立驅(qū)動，Synax200運動邏輯控制器通過SERCOS光纜環(huán)，實時同步控制各個智能化驅(qū)動器。Synax200運動邏輯控制器內(nèi)部集成了印刷機所需的各種功能：收放料功能、穩(wěn)定張力功能、相位同步功能以及速度同步功能等[7]。早期的無軸傳動控制系統(tǒng)僅僅去掉了傳統(tǒng)的機械主傳動軸，每一印刷單元采用獨立驅(qū)動機構(gòu)，保留了套色系統(tǒng)的浮動輥結(jié)構(gòu)且完全獨立。由于傳動與套色控制系統(tǒng)相互獨立，因此控制上很難達到完全協(xié)調(diào)和穩(wěn)定，而且色組之間的印料長度比較長，很難實現(xiàn)高速、高精度的印刷過程。由貝加萊公司開發(fā)
6、的集成型無軸傳動控制系統(tǒng)完全去掉了套色系統(tǒng)所需的浮動輥，將傳動與套色融為一體，其采用BRPop;R全數(shù)字伺服驅(qū)動器ACOPOSmulti及伺服電機構(gòu)成了版輥伺服驅(qū)動系統(tǒng)。由浙江瑞安邦威機械有限公司生產(chǎn)的根據(jù)光電掃描頭檢測到的脈沖信號，結(jié)合光電編碼器輸出脈沖形成的波門算出相鄰兩套色單元的套色偏差。單元控制器由套色偏差運用控制算法得出相應(yīng)的控制量，輸出到電機驅(qū)動器，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)(伺服電機)進行相應(yīng)的動作，以消除套色偏差。在這里，采用改變印刷版輥相位角的方式消除套色偏差，根據(jù)套色偏差的大小，實時改變印刷版輥轉(zhuǎn)動相位的大小和轉(zhuǎn)動方向[16]。上位機主要的作用是
7、顯示印刷機的運行狀態(tài)和給定控制參數(shù)，當套色控制單元配有顯示器時，上位機可取消。.............第3章套色控制系統(tǒng)算法研究.....193.1基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制........193.1.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)......193.1.2基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制算法..........193.1.3基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID的套色控制算法研究........213.2模糊PID控制器設(shè)計.....223.3Smith預(yù)估控制器設(shè)計..........293.4本章小結(jié)....32第4章基于STM32的CAN通信技術(shù)實現(xiàn).....354.1CAN總
8、線通信特點........354.2CAN總線傳輸線及連接方法......354.3報文傳輸格
