專利名稱：機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)組式凹版印刷機(jī)的電氣控制，尤其是機(jī)組式凹版印刷機(jī)的無軸傳動(dòng)和光電套準(zhǔn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)組式凹版印刷機(jī)依靠一根傳統(tǒng)機(jī)械主軸向各個(gè)印刷單元傳遞動(dòng)力，動(dòng)力來源于一臺(tái)變頻矢量控制的三相異步電機(jī)，傳動(dòng)精度差，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前，也有諸如西門子、力士樂等國(guó)外公司在我國(guó)印包設(shè)備中采用以伺服控制技術(shù)為核心的虛擬電子軸傳動(dòng)控制系統(tǒng)，來取代傳統(tǒng)機(jī)械主軸，簡(jiǎn)稱無軸傳動(dòng)。但現(xiàn)有的機(jī)組式凹版印刷機(jī)不管是采用傳統(tǒng)機(jī)械主軸來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，還是采用無軸傳動(dòng)，其各印刷色組之間的套準(zhǔn)控制仍然依賴于其它公司提供的獨(dú)立的套色系統(tǒng)與其配套的機(jī)械浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，套色系統(tǒng)通過每一色的浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)來改變印刷色組之間的承印料膜的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)套印。這樣，由于傳動(dòng)和套準(zhǔn)控制系統(tǒng)兩者的相對(duì)獨(dú)立性，控制上的很難達(dá)到穩(wěn)定和一致。再者，系統(tǒng)所必須的浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)仍然使機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而且色組之間的過紙長(zhǎng)度變長(zhǎng)，很難實(shí)現(xiàn)高速、高精度的印刷工藝。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)所述現(xiàn)有技術(shù)中存在的控制精度差、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種高精度、機(jī)構(gòu)的機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括觸摸屏、PCC電源模塊、CPU模塊、通訊卡、C模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、HUB接口、伺服驅(qū)動(dòng)器、光電眼、光標(biāo)信號(hào)分析卡、編碼器信號(hào)分析卡、伺服電機(jī)、機(jī)械減速機(jī)構(gòu)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)和印刷版輥；其特征在于，所述的觸摸屏構(gòu)成用于人與系統(tǒng)交換的上位機(jī)；所述的PCC電源模塊、CPU模塊、通訊卡、C模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊構(gòu)成下位機(jī)，用于完成整個(gè)系統(tǒng)的控制程序的編制和具體的工藝和數(shù)據(jù)處理；觸摸屏通過乙態(tài)網(wǎng)通訊電纜與通訊卡相連，通訊卡和HUB接口連接，HUB接口通過POWERLINK總線連接各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器分別和伺服電機(jī)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)相連；伺服驅(qū)動(dòng)器上有光標(biāo)信號(hào)分析卡和編碼器信號(hào)分析卡，其中光標(biāo)信號(hào)分析卡和一個(gè)光電眼相連接，編碼器信號(hào)分析卡和伺服電機(jī)相連，伺服電機(jī)通過連接的機(jī)械減速機(jī)構(gòu)與印刷版輥連接，組成控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)上去掉了原有印刷機(jī)中的傳統(tǒng)套色系統(tǒng)和其所必須的機(jī)械浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)。也去掉了傳統(tǒng)機(jī)械主傳動(dòng)軸，各個(gè)印刷單元采用獨(dú)立的伺服電機(jī)配置合乎技術(shù)要求的減速機(jī)構(gòu)對(duì)每一印刷單元版輥獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。其帶來的有益效果是1.在硬件結(jié)構(gòu)上去掉了原有印刷機(jī)中的傳統(tǒng)套色系統(tǒng)和其所必須的機(jī)械浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，也去掉了傳統(tǒng)機(jī)械主傳動(dòng)軸，行之有效的簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，使設(shè)備更簡(jiǎn)潔。
2.控制性能的穩(wěn)定、快捷和高效，以及快捷方便的初期對(duì)版大大降低了產(chǎn)品的廢品損耗。
3.本發(fā)明在異徑涂布，正印與反印轉(zhuǎn)換，色組自由選擇等功能的實(shí)現(xiàn)上，操作方便。


圖1是機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)組態(tài)圖。
圖中1、觸摸屏，2、乙態(tài)網(wǎng)通訊電纜，3、PCC電源模塊，4、CPU模塊，5、通訊卡，6、C模擬量輸入模塊，7、模擬量輸出模塊，8、HUB接口，9、POWERLINK總線，10、伺服驅(qū)動(dòng)器，11、光電眼，12、光標(biāo)信號(hào)分析卡，13、編碼器信號(hào)分析卡，14、伺服電機(jī)，15、機(jī)械減速機(jī)構(gòu)，16、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)，17、印刷版輥。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明左進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，本發(fā)明的機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)是將光電套準(zhǔn)控制系統(tǒng)與無軸傳動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)合在一起。它是由PCC電源模塊3，CPU模塊4，通訊卡5，模擬量輸入模塊6和模擬量輸出模塊7組成下位機(jī)，由乙態(tài)網(wǎng)通訊電纜2，觸摸屏1(上位機(jī))，HUB接口8，POWERLINK總線9，伺服驅(qū)動(dòng)器10(ACOPOS)及伺服電機(jī)14，光電眼11，光標(biāo)信號(hào)分析卡12，編碼器信號(hào)分析卡13，零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)15，機(jī)械減速機(jī)構(gòu)16，印刷版輥17組成控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
下位機(jī)完成整個(gè)系統(tǒng)的控制程序的編制，實(shí)現(xiàn)具體的工藝和數(shù)據(jù)處理。然后依賴POWERLINK總線9，將數(shù)據(jù)信號(hào)通過HUB口8傳遞給各個(gè)用于驅(qū)動(dòng)印刷版輥17的伺服電機(jī)14的伺服驅(qū)動(dòng)器10，伺服驅(qū)動(dòng)器10根據(jù)按要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析處理，指令相應(yīng)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的印刷版輥17實(shí)現(xiàn)同步控制，伺服電機(jī)14的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況由其內(nèi)部編碼器反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器10上的編碼器信號(hào)分析卡13，形成內(nèi)閉環(huán)控制，編碼器信號(hào)分析卡13將伺服電機(jī)14的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器10，再由伺服驅(qū)動(dòng)器10對(duì)其控制精度進(jìn)行必要的修正，進(jìn)一步提高印刷版輥的同步性。套色時(shí)，通過光電眼11將實(shí)際的套印誤差及時(shí)反映給伺服驅(qū)動(dòng)器10，伺服驅(qū)動(dòng)器10(ACOPOS)對(duì)該誤差信號(hào)快速處理并反饋給下位機(jī)，由下位機(jī)根據(jù)各個(gè)印刷單元的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況統(tǒng)一處理，調(diào)整印刷版輥17的相位，從而實(shí)現(xiàn)套色。
該控制系統(tǒng)中觸摸屏是人與系統(tǒng)交換信息的唯一渠道。完成系統(tǒng)參數(shù)的讀寫、系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控、系統(tǒng)故障的提示和系統(tǒng)配方管理等。
由POWERLINK總線9和乙態(tài)網(wǎng)通訊電纜2組建系統(tǒng)后，最關(guān)鍵的一步就是按程序中編寫的通訊協(xié)議分配各個(gè)通訊站號(hào)。在由下位機(jī)(由PCC電源模塊3、CPU模塊4、通訊卡5、C模擬量輸入模塊6、模擬量輸出模塊7組成)和各印刷單元伺服驅(qū)動(dòng)器組成的POWERLINK總線網(wǎng)絡(luò)中，下位機(jī)上CPU模塊4插槽中的通訊卡5的站號(hào)撥碼為00，各印刷單元伺服控制器10站號(hào)依次為撥碼為01到10。在由下位機(jī)，觸摸屏1(即上位機(jī))，組成的TCP/IP以太網(wǎng)絡(luò)中，下位機(jī)上CPU模塊4的站號(hào)撥碼為01，觸摸屏1的站號(hào)為02。
在網(wǎng)絡(luò)組建成功后，通過C語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)必須的控制，控制系統(tǒng)在程序的編寫中，共分為三個(gè)循環(huán)任務(wù)層來編寫在第一個(gè)循環(huán)內(nèi)，一共完成六個(gè)任務(wù)與伺服控制系統(tǒng)的通訊，過程控制，印刷單元的控制，套色系統(tǒng)的控制，張力控制及張力I/O的處理；在第二個(gè)循環(huán)內(nèi)，主要完成的是遠(yuǎn)程站點(diǎn)控制；在第三個(gè)循環(huán)內(nèi)，主要完成的是人機(jī)界面的控制。對(duì)于以上三個(gè)循環(huán)內(nèi)任務(wù)的處理，下位機(jī)是按其分時(shí)多任務(wù)管理的辦法進(jìn)行處理的。
這一系統(tǒng)的開發(fā)，基于伺服系統(tǒng)，按習(xí)慣把每一個(gè)電機(jī)回路的控制統(tǒng)稱為一個(gè)“軸”的控制。這樣，控制對(duì)象就是若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)而又相互獨(dú)立的軸的控制了。
各個(gè)軸的獨(dú)立性主要表現(xiàn)在控制模式是一致的，他們的控制框架基本是相同。在控制上，下位機(jī)實(shí)現(xiàn)具體的工藝和數(shù)據(jù)處理。然后依賴POWERLINK總線9，將數(shù)據(jù)信號(hào)通過HUB口8傳遞給各個(gè)用于驅(qū)動(dòng)印刷版輥17的伺服電機(jī)14的伺服驅(qū)動(dòng)器10，伺服驅(qū)動(dòng)器10根據(jù)按要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的分析處理，指令相應(yīng)的貝加萊B&R伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的印刷版輥17實(shí)現(xiàn)同步控制，伺服電機(jī)14的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況由其內(nèi)部編碼器PG反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器10上的編碼器信號(hào)分析卡13，形成內(nèi)閉環(huán)控制，編碼器信號(hào)分析卡13將伺服電機(jī)14的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況反饋給伺服驅(qū)動(dòng)器10，再由伺服驅(qū)動(dòng)器10對(duì)其控制精度進(jìn)行必要的修正。
它們的關(guān)聯(lián)性表現(xiàn)在系統(tǒng)速度來源是統(tǒng)一的，它們的速度都是跟蹤當(dāng)前的印刷速度。各個(gè)軸反映在相應(yīng)的印刷版輥17的線速度是相同的。這一關(guān)聯(lián)性也確保了系統(tǒng)傳動(dòng)上的同步性。
套色時(shí)，通過光電眼11將實(shí)際的套印誤差及時(shí)反映給伺服驅(qū)動(dòng)器10，伺服驅(qū)動(dòng)器10對(duì)該誤差信號(hào)快速處理并反饋給下位機(jī)，由下位機(jī)上根據(jù)各個(gè)印刷單元的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況統(tǒng)一處理，調(diào)整印刷版輥17的相位，從而實(shí)現(xiàn)套色。
在機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)中，觸摸屏1是入與系統(tǒng)交換信息的唯一渠道。它實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的讀寫功能、系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控、系統(tǒng)故障的提示和系統(tǒng)配方管理等功能。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括觸摸屏(1)、PCC電源模塊(3)、CPU模塊(4)、通訊卡(5)、C模擬量輸入模塊(6)、模擬量輸出模塊(7)、HUB接口(8)、伺服驅(qū)動(dòng)器(10)、光電眼(11)、光標(biāo)信號(hào)分析卡(12)、編碼器信號(hào)分析卡(13)、伺服電機(jī)(14)、機(jī)械減速機(jī)構(gòu)(15)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)(16)和印刷版輥(17)；其特征在于，所述的觸摸屏(1)構(gòu)成用于人與系統(tǒng)交換的上位機(jī)；所述的PCC電源模塊(3)、CPU模塊(4)、通訊卡(5)、C模擬量輸入模塊(6)、模擬量輸出模塊(7)構(gòu)成下位機(jī)，用于完成整個(gè)系統(tǒng)的控制程序的編制和具體的工藝和數(shù)據(jù)處理；觸摸屏(1)通過乙態(tài)網(wǎng)通訊電纜(2)與通訊卡(5)相連，通訊卡(5)和HUB接口(8)連接，HUB接口(8)通過POWERLINK總線(9)連接各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器(10)，伺服驅(qū)動(dòng)器(10)分別和伺服電機(jī)(14)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)(16)相連；伺服驅(qū)動(dòng)器(10)上有光標(biāo)信號(hào)分析卡(12)和編碼器信號(hào)分析卡(13)，其中光標(biāo)信號(hào)分析卡(12)和一個(gè)光電眼(11)相連接，編碼器信號(hào)分析卡(13)和伺服電機(jī)(14)相連，伺服電機(jī)(14)通過連接的機(jī)械減速機(jī)構(gòu)(15)與印刷版輥(17)連接，組成控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)組式凹版印刷機(jī)光電套準(zhǔn)與無軸傳動(dòng)一體化控制系統(tǒng)，包括觸摸屏、PCC電源模塊、CPU模塊、通訊卡、C模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、HUB接口、伺服驅(qū)動(dòng)器、光電眼、光標(biāo)信號(hào)分析卡、編碼器信號(hào)分析卡、伺服電機(jī)、機(jī)械減速機(jī)構(gòu)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)和印刷版輥；其中觸摸屏是人與系統(tǒng)交換的上位機(jī)；PCC電源模塊、CPU模塊、通訊卡、C模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊構(gòu)成下位機(jī)；HUB接口、伺服驅(qū)動(dòng)器、光電眼、光標(biāo)信號(hào)分析卡、編碼器信號(hào)分析卡、伺服電機(jī)、機(jī)械減速機(jī)構(gòu)、零點(diǎn)確認(rèn)接近開關(guān)和印刷版輥組成控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，操作方便，控制性能的穩(wěn)定，大大降低了產(chǎn)品的廢品損耗。
文檔編號(hào)B41F33/14GK1986221SQ20061010
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者何培蘇, 練大偉 申請(qǐng)人:陜西北人印刷機(jī)械有限責(zé)任公司