CN117507592A - 数码印刷模切机控制*** - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明公开了一种数码印刷模切机控制***，涉及模切机控制领域，包括压力调节模块、产品检测模块、控制模块、温湿度调节模块和承应材料张力调节模块。产品检测模块采集视觉图像并通过第一神经网络识别承印材料瑕疵类型；控制模块根据运行参数设定值、承印材料瑕疵类型和第二神经网络生成运行参数替换值；温湿度调节模块根据温湿度运行参数替换值调节数码印刷模切机工作环境的温湿度；承应材料张力调节模块根据承印材料张力替换值配置承印材料张力；压力调节模块根据压力运行参数替换值配置模切装置的模切压力。本申请实现产品瑕疵的实时检测，进而通过控制模块生成相应的运行参数替换值对运行参数进行调整，从而提高生产效率和产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及模切机控制领域，具体是一种数码印刷模切机控制***。
背景技术
数码印刷模切机是一种将印刷和模切功能集成在一起的印刷设备。它可以将一次性完成印刷、裁切、模切、开槽、烫印、贴标签等多种工序。用户可以根据印刷制品的特点和工艺流程的需要来选择不同的设备组合，以满足不同产品的印刷和模切需求。数码印刷模切机的应用范围广泛，如包装盒、标签、广告、瓶贴、手提袋、礼品袋、封套、封面等各种产品。
在数码印刷模切机的运行过程中，难以避免受工作环境、设备运行参数配置不准确等缺陷因素影响，导致产品存在不同程度的瑕疵。现有的数码印刷模机控制***会在检测到产品瑕疵时立即断电，然后在人工消除缺陷因素后再重新启动数码印刷模切机。然而，这种断电方式会导致生产中断，严重影响生产进程和效率；并且，对于瑕疵程度在标准范围内的产品，数码印刷模切机无需断电，但为了防止瑕疵进一步加重，需要一种能够实时优化设备运行参数的控制***。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明采用以下技术方案：
一种数码印刷模切机控制***，包括压力调节模块、产品检测模块、控制模块、温湿度调节模块和承应材料张力调节模块，所述控制模块与温湿度调节模块、压力调节模块、产品检测模块和承应材料张力调节模块通信连接；
所述产品检测模块采集视觉图像并通过第一神经网络识别承印材料瑕疵类型；
所述控制模块根据运行参数设定值、承印材料瑕疵类型和第二神经网络生成运行参数替换值；所述运行参数替换值包括模切压力替换值、环境温湿度替换值和承印材料张力替换值；所述运行参数设定值包括模切压力设定值、环境温湿度设定值和承印材料张力设定值；
所述温湿度调节模块用于根据温湿度运行参数替换值调节数码印刷模切机工作环境的温湿度；
所述承应材料张力调节模块根据承印材料张力替换值配置承印材料张力；
所述压力调节模块根据压力运行参数替换值配置模切装置的模切压力；
所述压力调节模块通过调节修正系数配置模切压力；所述修正系数表示为：
其中，K为修正系数，P为模切压力替换值，L为刀具总长度，Fx,y为单位线压系数，x为承印材料型号，y为刀具型号。
作为本申请优选方案，所述承印材料瑕疵类型包括边缘毛丝瑕疵、压痕位置瑕疵和压痕爆裂瑕疵。
作为本申请优选方案，所述第二神经网络为多层感知器；所述运行参数替换值表示为：
y＝f(Wn·f(wn-1…f(W1·[x,t]+b1)…)+bn)，
其中，y表示运行参数替换值；x表示运行参数设定值，t表示承印材料瑕疵类型，n为多层感知器的层数，w1至wn表示第1层至第n层的权重，b1至bn表示第1层至第n层的偏置，f()表示激活函数。
作为本申请优选方案，所述单位线压系数通过模切数据库获取；所述模切数据库存储承印材料型号、刀具型号和单位线压系数；所述模切数据库中刀具型号和承印材料型号为联合主键。
作为本申请优选方案，所述模切数据库中的单位线压系数的设定方式如下：
选定刀具型号x和承印材料型号y；
确定刀具总长度L0；
在压力机上安装刀具，进行模切实验，读取压力机在刀具切断或压出符合要求的压痕时的模切压力；
重复模切实验n次，计算得到单位线压系数Fx,y；所述单位线压系数Fx,y表示为：
其中，Pi为第i次模切实验读取的模切压力。
作为本申请优选方案，所述承应材料张力调节模块通过调节收卷辊的转速配置承印材料张力；所述收卷辊的转速表示为：
其中，nt为收卷辊的转速，nu为放卷辊的转速，Rt为收卷辊的实际辊径，nt为放卷辊的实际辊径，G为承应材料的变形比例。
作为本申请优选方案，所述承应材料的变形比例表示为：
其中，T为承应材料张力替换值，C为承印材料的横截面积，E为承印材料的弹性模量。
作为本申请优选方案，所述控制***还包括排废模块；所述排废模块与控制模块通讯连接；所述排废模块包括排废分离辊、废料张力调节模块和吸废模块；所述废料张力调节模块根据废料张力替换值配置废料张力；所述吸废模块根据吸力替换值配置吸尘器吸力。
作为本申请优选方案，所述产品检测模块还用于根据视觉图像计算产品瑕疵分数并传输至所述控制模块；所述控制模块在产品瑕疵分数达到预设阈值时将数码印刷模切机设为待机状态。
作为本申请优选方案，所述产品检测模块用于计算毛丝的长度和数量得到第一瑕疵分数；所述产品检测模块用于计算压痕角度和长度的偏移值得到第二瑕疵分数；所述产品检测模块用于计算爆裂总面积和位置得到第三瑕疵分数；所述产品瑕疵分数为第一瑕疵分数、第二瑕疵分数和第三瑕疵分数中的最大值。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本申请数码印刷模切机控制***通过控制模块对各个装置和模块进行自动化控制，通过产品检测模块的视觉感知技术，能够实现产品瑕疵的实时检测，进而通过控制模块生成相应的运行参数替换值对运行参数进行调整，数码印刷模切机无需断电，可以有效降低废品率，提高生产效率和产品质量。
本申请压力调节模块通过调节修正系数配置模切压力。通过存储和动态调整修正系数，使模切压力能够适应不同设备和工作环境提高了模切质量和生产效率。此外，在本实施例中压力调节模块将修正系数实时调节并存储，当印刷模切机在同一工作环境下需要更换刀具时，可以沿用存储的修正系数而无需初始化再重新进行优化。
本申请将承印材料型号、刀具型号和单位线压系数的关系存储在模切数据库中，通过刀具型号和承印材料型号联合主键的检索，可以快速准确地找到对应的单位线压系数，提高了数据的查询效率，并且减少了手动配置的工作量和出错的可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的数码印刷模切机控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
请参阅图1，本发明提供了一种数码印刷模切机控制***，包括压力调节模块、产品检测模块、控制模块、温湿度调节模块和承应材料张力调节模块，所述控制模块与温湿度调节模块、压力调节模块、产品检测模块和承应材料张力调节模块通信连接。
所述产品检测模块采集收卷装置处的视觉图像并通过第一神经网络识别承印材料瑕疵类型。
所述控制模块根据运行参数设定值、承印材料瑕疵类型和第二神经网络生成运行参数替换值；运行参数替换值即用于更新对应运行参数设定值的替换值。所述运行参数设定值包括模切压力设定值、温湿度设定值和承印材料张力设定值。所述运行参数替换值包括模切压力替换值、温湿度替换值和承印材料张力替换值。
所述温湿度调节模块用于根据温湿度替换值配置数码印刷模切机工作环境的温湿度。
所述承应材料张力调节模块根据承印材料张力替换值配置承印材料张力；
所述压力调节模块设置于印刷装置和模切装置之间；所述压力调节模块根据模切压力替换值调整模切装置的模切压力；所述压力调节模块包括压力调节辊、第一伺服电机和压力控制器。第一伺服电机用于控制压力调节辊；所述压力控制器接收控制模块传输的模切压力替换值，并根据模切压力替换值控制第一伺服电机，依此通过压力调节辊从而调整模切压力。
作为优选实施例，所述控制***还包括排废模块，排废模块与所述控制模块通讯连接。所述运行参数设定值还包括吸力设定值和废料张力设定值；运行参数替换值还包括吸力替换值和废料张力替换值。排废模块包括排废分离辊、废料张力调节模块和吸废模块。排废模块包括排废分离辊、废料张力调节模块和吸废模块；所述排废分离辊设置在模切装置的出口处，用于分离产品和废料。其中，废料为从承印材料上分离的废料带，废料带与废料张力调节模块连接。
所述废料张力调节模块根据废料张力替换值配置废料张力；所述废料张力调节模块包括张力调节辊、第二伺服电机和张力控制器。第二伺服电机用于控制张力调节辊；所述张力控制器接收控制模块传输的废料张力替换值，并根据废料张力替换值控制第二伺服电机，依此通过张力调节辊从而调整废料张力。
所述吸废模块包括硬毛刷和吸尘器。所述吸废模块根据吸力替换值配置吸尘器吸力。废料张力调节模块仅适用于连续的废料带，而无法清除不宜卷曲的废边和模切产生的碎纸屑等废料通过吸废模块处理。吸废模块配备有旋转的硬毛刷，贴近圆压圆模切辊出纸的一面，将废料刷下，再由承印材料下方的吸尘器吸走。其中，吸尘器吸力根据吸力替换值调整。
在本申请提供的数码印刷模切机控制***的工作原理为：承印材料在放卷装置和收卷装置的作用下运动。首先承印材料通过印刷装置进行印刷工艺处理，然后经过模切装置进行模切操作，再经过排废模块处理后由收卷装置收集。在承印材料从排废模块至收卷装置的过程中，产品检测模块对承印材料进行检测，若承印材料存在瑕疵，则将识别到的承印材料瑕疵类型传输至控制模块；控制模块根据承印材料瑕疵类型生成对应的运行参数替换值并传输至对应的执行模块，执行模块根据运行参数替换值实时调整控制参数；其中，运行参数替换值包括承印材料张力替换值、模切压力替换值、废料张力替换值、温湿度替换值和吸力替换值，对应的执行模块分别为承应材料张力调节模块、压力调节模块、废料张力调节模块、温湿度调节模块和吸废模块。
本申请数码印刷模切机控制***通过控制模块对各个装置和模块进行自动化控制，实现一体化操作。通过产品检测模块的视觉感知技术，能够实现产品瑕疵的实时检测和识别，进而通过控制模块生成相应的运行参数替换值对承印材料张力、废料张力、模切压力、环境温湿度、吸尘器吸力等参数进行调整，从而降低废品率，提高生产效率和产品质量。
作为优选实施例，所述承印材料瑕疵类型包括边缘毛丝瑕疵、压痕位置瑕疵和压痕爆裂瑕疵。其中，边缘毛丝瑕疵具体指模切后的承印材料的边缘出现细小的纤维或毛丝的情况；压痕位置瑕疵具体指压出痕迹或留下利于弯折的槽痕的位置与预设位置出现偏差的情况；压痕爆裂瑕疵具体指压痕处出现纤维断裂的情况。为了避免和减少以上瑕疵的发生，需要正确选择和处理承印材料，保持模切设备的良好状态，并且合适的模切压力、速度、环境温湿度、承印材料张力和刀具质量是减少这些瑕疵的关键因素。进一步地，根据数码印刷模切机使用过程中总结得到的经验，产生各承印材料瑕疵类型的高频因素具体为：产生边缘毛丝瑕疵的高频因素包括刀具磨损、压印平板存在刀痕以及模切压力过小；压痕位置瑕疵的产生源于纸张受温湿度影响变形或卷曲、模切速度过快以及承印材料张力过小；产生压痕爆裂瑕疵的高频因素包括纸张含水量低、模切压力过大以及废料堆积在压槽中。
基于前述内容，为防止产品出现各种承印材料瑕疵类型，在压印和模切之前，要检查刀具、压印平板和承印材料的质量和状态，例如检查材料是否受潮、是否有折痕等缺陷，及时现问题并进行修复或更换操作。并且，需要对数码印刷模切机进行合理的初始参数配置和实时的监控调节。
作为优选实施例，所述第二神经网络为多层感知器。由于多层感知器在每个隐藏层中包含了多个神经元，因此它可以拟合运行参数设定值的数据特征。多个隐藏层的存在使得多层感知器可以对数据进行深度学习，从而从多个角度捕捉和提取数据中的重要特征，尤其是复杂非线性关系，因此适用于处理具有复杂结构的数据。
具体的，所述运行参数替换值表示为：
y＝f(wn·f(wn-1…f(w1·[x，t]+b1)…)+bn)
其中，y表示运行参数替换值；x表示运行参数设定值，t表示承印材料瑕疵类型，n为多层感知器的层数，w1至wn表示第1层至第n层的权重，b1至bn表示第1层和第n层的偏置，f()表示激活函数。
进一步地，所述压力调节模块通过调节修正系数配置模切压力。修正系数是考虑模压过程的实际条件和各种技术因素影响的系数，能够更准确地反映不同设备和工作环境下所需的模切压力。
具体的，所述修正系数表示为：
其中，K为修正系数，P为模切压力替换值，L为刀具总长度，Fx,y为单位线压系数，x为承印材料型号，y为刀具型号。在一实施例中，基于已有经验，所述修正系数的初始值设为1.3。与传统的固定参数模切方案相比，本实施例通过存储和动态调整修正系数，使模切参数能够适应不同设备和工作环境提高了模切质量和生产效率。此外，在本实施例中压力调节模块将修正系数实时调节并存储，当印刷模切机在同一工作环境下需要更换刀具时，可以沿用存储的修正系数而无需初始化再重新进行优化。
进一步地，所述单位线压系数通过模切数据库获取；所述模切数据库存储承印材料型号、刀具型号和单位线压系数；所述模切数据库中刀具型号和承印材料型号为联合主键。在压力调节模块在每个任务开始前初始化配置模切压力时，仅需根据刀具型号和承印材料型号即可从模切数据库获取对应的单位线压系数。
所述模切数据库中的单位线压系数的设定方式如下：
选定刀具型号x和承印材料型号y；
确定刀具总长度L0；
在压力机上安装刀具，进行模切实验，读取压力机在刀具切断或压出符合要求的压痕时的模切压力；
重复模切实验n次，计算得到单位线压系数Fx,y。所述单位线压系数Fx,y表示为：
其中，Pi为第i次模切实验读取的模切压力。
本实施例将承印材料型号、刀具型号和单位线压系数的关系存储在模切数据库中，通过刀具型号和承印材料型号联合主键的检索，可以快速准确地找到对应的单位线压系数，提高了数据的查询效率，并且减少了手动配置的工作量和出错的可能性。
作为优选实施例，所述承应材料张力调节模块根据通过控制收卷辊的转速调节承印材料张力。具体的，所述收卷辊的转速表示为：
其中，nt为收卷辊的转速，nu为放卷辊的转速，Rt为收卷辊的实际辊径，nt为放卷辊的实际辊径，G为承应材料的变形比例。
进一步地，所述承应材料的变形比例表示为：
其中，T为承应材料张力替换值，C为承印材料的横截面积，E为承印材料的弹性模量。其中，承印材料的横截面积和弹性模量，同样存储与所述模切数据库中，通过承印材料型号可快速检索找到对应的横截面积和弹性模量。
作为优选实施例，所述第一神经网络通过第一训练集和第二训练集进行训练。所述第一训练集为可公开获取的开源训练集，所述第二训练集为所述产品检测模块采集的视觉图像。其中，第一神经网络为现有的卷积神经网络模型(CNN)。本实施例使用开源训练集和产品检测模块采集的视觉图像，可以提高数据的标注准确度并且减少数据采集的和工作量，同时，使用产品检测模块采集的视觉图像可以更好地适应实际生产过程中的特点，从而加快瑕疵检测模型的训练速度。
作为优选实施例，所述产品检测模块还用于根据视觉图像计算产品瑕疵分数并传输至所述控制模块；所述控制模块在产品瑕疵分数达到预设阈值时将所述印刷模切机设为待机状态。具体的，对于边缘毛丝瑕疵，所述产品检测模块用于计算毛丝的长度和数量得到第一瑕疵分数；对于压痕位置瑕疵，所述产品检测模块用于计算压痕角度和长度的偏移值得到第二瑕疵分数；对于压痕爆裂瑕疵，所述产品检测模块用于计算爆裂总面积和位置得到第三瑕疵分数。所述产品瑕疵分数为第一瑕疵分数、第二瑕疵分数和第三瑕疵分数中的最大值。本实施例针对不同瑕疵类型的综合评估方式，可以更准确地判断产品的瑕疵程度，并避免仅凭单一因素来评判产品质量的局限；并且，通过产品瑕疵分数瑕疵分数与预设阈值进行比较，当瑕疵分数超过阈值时，将印刷模切机设为待机状态，使瑕疵严重程度较低时能保持持续生产并实时优化，在瑕疵程度较严重时及时停止生产，避免次品产品的产生和进一步加工。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的单元，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的单元实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个单元，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的承印材料销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件承印材料的形式体现出来，该计算机软件承印材料存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，read-on l y memory)、随机存取存储器(RAM，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种数码印刷模切机控制***，其特征在于：包括压力调节模块、产品检测模块、控制模块、温湿度调节模块和承应材料张力调节模块，所述控制模块与温湿度调节模块、压力调节模块、产品检测模块和承应材料张力调节模块通信连接；
所述产品检测模块采集视觉图像并通过第一神经网络识别承印材料瑕疵类型；
所述控制模块根据运行参数设定值、承印材料瑕疵类型和第二神经网络生成运行参数替换值；所述运行参数替换值包括模切压力替换值、环境温湿度替换值和承印材料张力替换值；所述运行参数设定值包括模切压力设定值、环境温湿度设定值和承印材料张力设定值；
所述温湿度调节模块用于根据温湿度运行参数替换值调节数码印刷模切机工作环境的温湿度；
所述承应材料张力调节模块根据承印材料张力替换值配置承印材料张力；
所述压力调节模块根据压力运行参数替换值配置模切装置的模切压力；
所述压力调节模块通过调节修正系数配置模切压力；所述修正系数表示为：
其中，K为修正系数，P为模切压力替换值，L为刀具总长度，Fx,y为单位线压系数，x为承印材料型号，y为刀具型号。
2.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述承印材料瑕疵类型包括边缘毛丝瑕疵、压痕位置瑕疵和压痕爆裂瑕疵。
3.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述第二神经网络为多层感知器；所述运行参数替换值表示为：
y＝f(wn·f(wn-1…f(w1·[x，t]+b1)…)+bn)，
其中，y表示运行参数替换值；x表示运行参数设定值，t表示承印材料瑕疵类型，n为多层感知器的层数，w1至wn表示第1层至第n层的权重，b1至bn表示第1层至第n层的偏置，f()表示激活函数。
4.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述单位线压系数通过模切数据库获取；所述模切数据库存储承印材料型号、刀具型号和单位线压系数；所述模切数据库中刀具型号和承印材料型号为联合主键。
5.根据权利要求4所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述模切数据库中的单位线压系数的设定方式如下：
选定刀具型号x和承印材料型号y；
确定刀具总长度L0；
在压力机上安装刀具，进行模切实验，读取压力机在刀具切断或压出符合要求的压痕时的模切压力；
重复模切实验n次，计算得到单位线压系数Fx,y；所述单位线压系数Fx,y表示为：
其中，Pi为第i次模切实验读取的模切压力。
6.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述承应材料张力调节模块通过调节收卷辊的转速配置承印材料张力；所述收卷辊的转速表示为：
其中，nt为收卷辊的转速，nu为放卷辊的转速，Rt为收卷辊的实际辊径，nt为放卷辊的实际辊径，G为承应材料的变形比例。
7.根据权利要求6所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述承应材料的变形比例表示为：
其中，T为承应材料张力替换值，C为承印材料的横截面积，E为承印材料的弹性模量。
8.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述控制***还包括排废模块；所述排废模块与控制模块通讯连接；所述排废模块包括排废分离辊、废料张力调节模块和吸废模块；所述废料张力调节模块根据废料张力替换值配置废料张力；所述吸废模块根据吸力替换值配置吸尘器吸力。
9.根据权利要求1所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述产品检测模块还用于根据视觉图像计算产品瑕疵分数并传输至所述控制模块；所述控制模块在产品瑕疵分数达到预设阈值时将数码印刷模切机设为待机状态。
10.根据权利要求9所述的数码印刷模切机控制***，其特征在于：所述产品检测模块用于计算毛丝的长度和数量得到第一瑕疵分数；所述产品检测模块用于计算压痕角度和长度的偏移值得到第二瑕疵分数；所述产品检测模块用于计算爆裂总面积和位置得到第三瑕疵分数；所述产品瑕疵分数为第一瑕疵分数、第二瑕疵分数和第三瑕疵分数中的最大值。
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