CN104772998A - 一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，基于以下控制***，控制***具体结构为：PLC控制器分别与放料部的放料变频器、放料牵引部的放料牵引变频器、冷却部的冷却变频器、收料牵引部的收料牵引变频器、收料部的收料变频器连接，同时PLC控制器还通过以太网交换器与PD3运动控制器连接，PD3运动控制器又依次连接有卫星凹版中心包胶中心辊、卫星部一色伺服、卫星部二色伺服、卫星部三色伺服、卫星部四色伺服，通过采用PLC控制器与PD3运动控制器各自独立控制相应部件又相互关联的控制方式，解决了现有技术中存在的套印精度与速度低、控制精度差，印刷的连续性与稳定性差的问题。

Description

一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法

技术领域

本发明属于印刷设备技术领域，具体涉及一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法。

背景技术

印刷设备涉及面极广，在我国目前使用的印刷机械主要为胶印机、机组式凹版印刷机、机组式柔版印刷机及卫星式柔版印刷机，其中胶印和机组式凹版印刷机的印刷效果是最好的，但必须使用溶剂型油墨，而由于其机组式的结构注定会对承印物产生一定的张力拉伸，所以不适用于不耐拉升材质的印刷，而卫星式柔版印刷机环保、印刷速度快，但受限于工艺，其印刷效果又无法和凹版印刷等相比较，处于两难境界的印刷界仁人志士终于透过探索，改进了一种新型结构：全伺服卫星式凹版印刷机，这种结构的诞生，可以说是印刷界的一次革命，尤其是在要求印刷效果精美而且不耐拉伸的材料印刷方面，可是如何使得这种机型完美运转，那么做好这种新型机型的自动控制就变的尤为重要。

曾经的卫星式凹版机器在控制方面还是比较落后的，其卫星印刷部主要靠齿轮传动，中心大滚筒由一个变频电机驱动，在中心大滚筒的传动侧有一个和中心大滚筒同直径的斜齿轮，每个印刷部也各有一个齿轮，由中心大滚筒的斜齿轮带动每个印刷部的齿轮，进而使印刷部运转，包括套色等也都是依靠斜齿轮的机械作用完成，因为机械的物理特性等，会导致印刷的连续性与稳定性大打折扣，速度无法保证。尤其是因为是卫星式凹版印刷结构，那么必然是中心承印辊(中心大辊筒)为包胶辊，而包胶辊则必然面对承印辊在不同版辊下不同的形变问题，导致同步性很难保障，套印更是难上加难。

发明内容

本发明的目的是提供一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，解决了现有技术中存在的套印精度与速度低、控制精度差，印刷的连续性与稳定性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，基于以下控制***，控制***具体结构为：PLC控制器分别与放料部的放料变频器、放料牵引部的放料牵引变频器、冷却部的冷却变频器、收料牵引部的收料牵引变频器、收料部的收料变频器连接，通过控制放料部分、放料牵引部分、水冷部分、收料牵引部分、收料部分的有序运转保证整机的印刷工作有序进行，同时PLC控制器还通过以太网交换器与PD3运动控制器连接，PD3运动控制器又依次连接有卫星凹版中心包胶中心辊、卫星部一色伺服、卫星部二色伺服、卫星部三色伺服、卫星部四色伺服，以实现控制卫星印刷部的精准运动；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、整机启动后，首先由PLC控制器根据预先设定的加速时间T、最大运行速度Vmax计算当前的整机运行速度V，然后再将当前的整机运行速度V分别换算为放料变频器、放料牵引变频器、冷却变频器、收料牵引变频器、收料变频器各自的频率值；

步骤2、将步骤1中的换算得到的频率值分别发送给放料变频器、放料牵引变频器、冷却变频器、收料牵引变频器、收料变频器，并通过各变频器的张力反馈，实时修正，保证整机张力的稳定性，同时将整机运行速度V通过以太网交换器传递给PD3运动控制器；

步骤3、PD3运动控制器实时接收到步骤2中的PLC控制器送来的整机运行速度V，将整机运行速度V转换为卫星凹版中心包胶中心辊的角速度V_s，并将卫星凹版中心包胶中心辊的角速度V_s发送给卫星凹版中心包胶的驱动器，从而驱动卫星凹版中心包胶中心辊使与放料变频器、放料牵引变频器、冷却变频器、收料牵引变频器、收料变频器以相同的线速度运转，保证整机运行速度的一致性，然后卫星部一色伺服、卫星部二色伺服、卫星部三色伺服、卫星部四色伺服根据卫星凹版中心包胶中心辊的直径d₂与卫星印刷伺服辊的直径d₃的比值，将卫星凹版中心包胶中心辊设定为凸轮运动中的主轴，将卫星部一色伺服、卫星部二色伺服、卫星部三色伺服、卫星部四色伺服的印刷伺服辊作为凸轮运动中的从轴，将凸轮曲线设定为1：1线性运动，且将电子凸轮功能中的分子分母比设定为d₂/d₃，这样就实现卫星部一色伺服、卫星部二色伺服、卫星部三色伺服、卫星部四色伺服四个伺服印刷辊的角速度一致同步；

本发明的特点还在于，

步骤1中整机运行速度V的计算公式如下：

V＝V₀+V_max×t÷T，

式中，V₀为PLC控制器预先设定的运行速度，Vmax为PLC控制器预先设定的最大运行速度，t为设定的时间，T为PLC控制器预先设定的加速时间。

步骤1中频率值F的计算公式如下：

F＝V÷(π×d₁)×G÷1450×50，

式中，V为整机运行速度，G为减速比，d₁为放料变频器、放料牵引变频器、冷却变频器、收料牵引变频器、收料变频器各自的直径，π为圆周率。

步骤3中的卫星凹版中心包胶中心辊的角速度V_s的计算公式如下：

V_s＝V÷(π×d₂×60×360)，

式中，V为整机运行速度，π为圆周率，d₂为卫星凹版中心包胶中心辊的直径。

本发明的有益效果是，一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，通过采用PLC控制器与PD3运动控制器各自独立控制相应部件又相互关联的控制方式，在调试过程中可以针对各个部分具体调整控制程序，而不用整体修改，有效防止了误删情况的出现，保证了程序的稳定与可靠可读性。

附图说明

图1是本发明一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法PD3运动控制器控制示意图；

图2是本发明一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法PLC控制器控制示意图。

图中，1.PD3运动控制器，2.卫星凹版中心包胶中心辊，3.卫星部一色伺服，4.卫星部二色伺服，5.卫星部三色伺服，6.卫星部四色伺服，7.以太网交换器，8.PLC控制器，9.放料变频器，10.放料牵引变频器，11.冷却变频器，12.收料牵引变频器，13.收料变频器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，基于以下控制***，如图1、图2所示，控制***具体结构为：PLC控制器8分别与放料部的放料变频器9、放料牵引部的放料牵引变频器10、冷却部的冷却变频器11、收料牵引部的收料牵引变频器12、收料部的收料变频器13连接，通过控制放料部分、放料牵引部分、水冷部分、收料牵引部分、收料部分的有序运转保证整机的印刷工作有序进行，同时PLC控制器8还通过以太网交换器7与PD3运动控制器1连接，PD3运动控制器1又依次连接有卫星凹版中心包胶中心辊2、卫星部一色伺服3、卫星部二色伺服4、卫星部三色伺服5、卫星部四色伺服6，以实现控制卫星印刷部的精准运动；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、整机启动后，首先由PLC控制器8根据预先设定的加速时间T、最大运行速度V_max计算当前的整机运行速度V，整机运行速度V的计算公式如下：

V＝V₀+V_max×t÷T，

式中，V₀为PLC控制器8预先设定的运行速度，Vmax为PLC控制器8预先设定的最大运行速度，t为设定的时间，T为PLC控制器8预先设定的加速时间，然后再将当前的整机运行速度V分别换算为放料变频器9、放料牵引变频器10、冷却变频器11、收料牵引变频器12、收料变频器13各自的频率值，频率值F的计算公式如下：

F＝V÷(π×d₁)×G÷1450×50，

式中，V为整机运行速度，G为减速比，d₁为放料变频器9、放料牵引变频器10、冷却变频器11、收料牵引变频器12、收料变频器13各自的直径，π为圆周率；

步骤2、将步骤1中的换算得到的频率值分别发送给放料变频器9、放料牵引变频器10、冷却变频器11、收料牵引变频器12、收料变频器13，并通过各变频器的张力反馈，实时修正，保证整机张力的稳定性，张力控制采取的积分分离算法PID的积分分离区位为-8000～8000，设置死区算法的死区范围为-50～50，同时将整机运行速度V通过以太网交换器7传递给PD3运动控制器1；

步骤3、PD3运动控制器1实时接收到步骤2中的PLC控制器8送来的整机运行速度V，将整机运行速度V转换为卫星凹版中心包胶中心辊2的角速度V_s，卫星凹版中心包胶中心辊2的角速度V_s的计算公式如下：

V_s＝V÷(π×d₂×60×360)，

式中，V为整机运行速度，π为圆周率，d₂为卫星凹版中心包胶中心辊2的直径，并将卫星凹版中心包胶中心辊2的角速度V_s发送给卫星凹版中心包胶2的驱动器，从而驱动卫星凹版中心包胶中心辊2使与放料变频器9、放料牵引变频器10、冷却变频器11、收料牵引变频器12、收料变频器13以相同的线速度运转，保证整机运行速度的一致性，然后卫星部一色伺服3、卫星部二色伺服4、卫星部三色伺服5、卫星部四色伺服6根据卫星凹版中心包胶中心辊2的直径d₂与卫星印刷伺服辊的直径d₃的比值，将卫星凹版中心包胶中心辊2设定为凸轮运动中的主轴，将卫星部一色伺服3、卫星部二色伺服4、卫星部三色伺服5、卫星部四色伺服6的印刷伺服辊作为凸轮运动中的从轴，将凸轮曲线设定为1：1线性运动，且将电子凸轮功能中的分子分母比设定为d₂/d₃，这样就实现卫星部一色伺服3、卫星部二色伺服4、卫星部三色伺服5、卫星部四色伺服6四个伺服印刷辊的角速度一致同步。

满足了以上步骤之后，一个标准的印刷及准确套印就可以实现了，但是对于以包胶中心辊为承印辊的套印，我们尚且还有最后一个问题亟需解决：包胶中心辊的形变问题，因为卫星凹版中心包胶中心辊2的表层材质为橡胶，则必然会在不同直径、不同压印力的作用下产生不同的表面形变，即卫星凹版中心包胶中心辊2的实际直径会发生变化，针对这一问题，经过多次实践，我们采取了实时检测印刷伺服辊的电流及卫星凹版中心包胶中心辊2的电流的方法，首先做如下假设：

卫星凹版中心包胶中心辊2的实际形变比***设定形变大，即在运行过程中印刷伺服辊的线速度大于卫星凹版中心包胶中心辊2的线速度，这样的情况下必然导致运行中印刷伺服辊会有拖动卫星凹版中心包胶中心辊2的作用力，即：印刷伺服辊的电流值会大于正常运行电流，而卫星凹版中心包胶中心辊2的电流值相应的会小于自身的正常电流，反之亦同样，基于此，我们在***中实时监测印刷伺服辊的电流及卫星凹版中心包胶中心辊2的电流，发现异常情况，即自动卫星凹版中心包胶中心辊2的直径进行微调，以在确保四个印刷伺服辊角速度严格同步的情况下实现伺服印刷辊与包胶中心辊的线速度匹配。

在上述以包胶中心辊为承印辊的套印方法中，放料变频器9通过控制放料变频电机的运转，进而控制原材料的释放，放料牵引变频器10通过控制放料牵引变频电机的运转，进而实现将原材料向印刷段输送，冷却变频器11控制冷却变频电机的运转，实现冷却作用，收料牵引变频器12通过控制收料牵引变频电机，实现将印好后的产品向收料部输送，由收料牵引变频电机驱动收料轴将印好后的产品收成大卷，整个印刷过程结束。

本发明以包胶中心辊为承印辊的套印方法，采取运动控制与其他控制的独立控制方式，在调试过程中可以针对各个部分具体调整控制程序，而不用整体修改，有效防止了误删情况的出现，保证了程序的稳定与可靠可读性，运动控制器采用运动控制中的最新运动功能：凸轮运动功能，严格保证了卫星式凹版印刷部的精准无缝隙运动控制，确保了印刷效果及工艺需要，提高了设备的稳定性、精确性与智能化，同时充分利用现有的网络通讯技术，通过实时以太网交换技术，可以实现大容量数据的快速交换，使得运动控制器与PLC控制器之间数据的实时交换，统一协调各个机构的运转，不仅实现了设备的精准控制，而且提高了工作效率，本发明结构严谨，可移植性好，容错能力强，操作方便，安全可靠。

Claims (4)

1.一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，其特征在于，基于以下控制***，控制***具体结构为：PLC控制器(8)分别与放料部的放料变频器(9)、放料牵引部的放料牵引变频器(10)、冷却部的冷却变频器(11)、收料牵引部的收料牵引变频器(12)、收料部的收料变频器(13)连接，通过控制放料部分、放料牵引部分、水冷部分、收料牵引部分、收料部分的有序运转保证整机的印刷工作有序进行，同时PLC控制器(8)还通过以太网交换器(7)与PD3运动控制器(1)连接，PD3运动控制器(1)又依次连接有卫星凹版中心包胶中心辊(2)、卫星部一色伺服(3)、卫星部二色伺服(4)、卫星部三色伺服(5)、卫星部四色伺服(6)，以实现控制卫星印刷部的精准运动；

具体按照以下步骤实施：

步骤1、整机启动后，首先由PLC控制器(8)根据预先设定的加速时间T、最大运行速度Vmax计算当前的整机运行速度V，然后再将当前的整机运行速度V分别换算为放料变频器(9)、放料牵引变频器(10)、冷却变频器(11)、收料牵引变频器(12)、收料变频器(13)各自的频率值；

步骤2、将步骤1中的换算得到的频率值分别发送给放料变频器(9)、放料牵引变频器(10)、冷却变频器(11)、收料牵引变频器(12)、收料变频器(13)，并通过各变频器的张力反馈，实时修正，保证整机张力的稳定性，同时将整机运行速度V通过以太网交换器(7)传递给PD3运动控制器(1)；

步骤3、PD3运动控制器(1)实时接收到所述步骤2中的PLC控制器(8)送来的整机运行速度V，将整机运行速度V转换为卫星凹版中心包胶中心辊(2)的角速度V_s，并将卫星凹版中心包胶中心辊(2)的角速度V_s发送给卫星凹版中心包胶(2)的驱动器，从而驱动卫星凹版中心包胶中心辊(2)使与放料变频器(9)、放料牵引变频器(10)、冷却变频器(11)、收料牵引变频器(12)、收料变频器(13)以相同的线速度运转，保证整机运行速度的一致性，然后卫星部一色伺服(3)、卫星部二色伺服(4)、卫星部三色伺服(5)、卫星部四色伺服(6)根据卫星凹版中心包胶中心辊(2)的直径d₂与卫星印刷伺服辊的直径d₃的比值，将卫星凹版中心包胶中心辊(2)设定为凸轮运动中的主轴，将卫星部一色伺服(3)、卫星部二色伺服(4)、卫星部三色伺服(5)、卫星部四色伺服(6)的印刷伺服辊作为凸轮运动中的从轴，将凸轮曲线设定为1：1线性运动，且将电子凸轮功能中的分子分母比设定为d₂/d₃，这样就实现卫星部一色伺服(3)、卫星部二色伺服(4)、卫星部三色伺服(5)、卫星部四色伺服(6)四个伺服印刷辊的角速度一致同步。

2.根据权利要求1所述的一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，其特征在于，所述步骤1中整机运行速度V的计算公式如下：

V＝V₀+V_max×t÷T，

式中，V₀为PLC控制器(8)预先设定的运行速度，Vmax为PLC控制器(8)预先设定的最大运行速度，t为设定的时间，T为PLC控制器(8)预先设定的加速时间。

3.根据权利要求1所述的一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，其特征在于，步骤1中频率值F的计算公式如下：

F＝V÷(π×d₁)×G÷1450×50，

式中，V为整机运行速度，G为减速比，d₁为放料变频器(9)、放料牵引变频器(10)、冷却变频器(11)、收料牵引变频器(12)、收料变频器(13)各自的直径，π为圆周率。

4.根据权利要求1所述的一种以包胶中心辊为承印辊的套印方法，其特征在于，步骤3中的卫星凹版中心包胶中心辊(2)的角速度V_s的计算公式如下：

V_s＝V÷(π×d₂×60×360)，

式中，V为整机运行速度，π为圆周率，d₂为卫星凹版中心包胶中心辊(2)的直径。