一種基于fpga的印刷套準(zhǔn)定位裝置及其套準(zhǔn)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印刷作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位裝置及其套準(zhǔn)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的印刷包裝生產(chǎn)采用的是印刷、燙金、壓痕、壓凸、模切、清廢等多段工藝路徑而成，此方法在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在被95%以上的企業(yè)所廣泛應(yīng)用。
[0003]由此每段工序都需人工獨(dú)立的進(jìn)行操作，從而產(chǎn)生了人員上的大量消耗，而每段工序的獨(dú)立完成除人工外將會(huì)額外的新增新廢品，從而大大降低了產(chǎn)品的成品率。所以印刷包裝機(jī)械自動(dòng)化是擺在眾多技術(shù)研發(fā)人員面前的重大難題。由于印刷制品高品質(zhì)的屬性所決定其具有印刷顏色鮮艷準(zhǔn)確且要求套印精準(zhǔn)，印后工序燙金、壓凸、壓痕和模切與原印刷圖案關(guān)系聯(lián)系緊密且要求定位準(zhǔn)確，故將此多段工序高度集成一次性的聯(lián)線生產(chǎn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員的重大攻關(guān)難題。
[0004]傳統(tǒng)的柔版、膠版和凹版輪轉(zhuǎn)式印刷機(jī)在生產(chǎn)中都采用每色組在印刷圖案的同時(shí)，在圖案以外的區(qū)域印上一個(gè)大小不等的同色系的標(biāo)記，當(dāng)多色圖案完整印好的同時(shí)，也在專用標(biāo)記區(qū)域組成了與圖案色組數(shù)目相等的專用標(biāo)記色組，目前的套印系統(tǒng)都是采用檢測(cè)專用標(biāo)記的排列位置的變化量來推斷圖案的誤差，同時(shí)輸出相應(yīng)的信號(hào)來達(dá)到目的，以上方法簡(jiǎn)便可行，但在操作中必須滿足以下條件:
A、光標(biāo)檢測(cè)需要提供印刷機(jī)印刷版的運(yùn)行周期起點(diǎn)信號(hào)；
B、由起點(diǎn)位置尋找出貫標(biāo)區(qū)域的大致范圍并人工在PC機(jī)面板上設(shè)定一個(gè)可包含光標(biāo)在內(nèi)的檢測(cè)門限；
C、采用光電傳感器或CCD等將門限內(nèi)的光標(biāo)檢出或抓拍；
D、由PC機(jī)套準(zhǔn)裝置或FPGA數(shù)字技術(shù)等手段，將光標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分析和比較并輸出相應(yīng)的調(diào)整信號(hào)到機(jī)械手，或者電子軸電機(jī)控制器使其運(yùn)轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生相應(yīng)的改變，達(dá)到套準(zhǔn)的目的。
[0005]上述方法都采用在圖案的邊緣加印專用的套印光標(biāo)方能完成。由此，在印刷圖案以外的紙邊緣需要留出多余的紙邊8-10_，為此產(chǎn)生了巨大的原紙浪費(fèi)。
[0006]采用印刷燙金和模切采用連線工藝生產(chǎn)，其生產(chǎn)線連線后紙張長(zhǎng)度的增加，各工序段在套準(zhǔn)動(dòng)作和張力調(diào)整的作用下其紙張的位置在機(jī)器的后端會(huì)產(chǎn)生一定幅度的波動(dòng)，如出現(xiàn)紙張的換卷或某色組稍大范圍的調(diào)整就會(huì)直接導(dǎo)致印刷光標(biāo)跑出門限，使系統(tǒng)停止工作。
[0007]如使用傳統(tǒng)的印刷光標(biāo)用于高速圓壓圓燙金模切不停機(jī)自動(dòng)換卷，其換卷時(shí)定位套準(zhǔn)拼接裝置無法在一周內(nèi)及時(shí)展開預(yù)設(shè)門限，故無法套準(zhǔn)定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位裝置及其套準(zhǔn)定位方法，無需圖案以外的專業(yè)標(biāo)記，直接對(duì)圖案進(jìn)行檢測(cè)分析就可以達(dá)到定位套準(zhǔn)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的方案是:一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位裝置，包括FPGA單元、印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、印刷色組電機(jī)聯(lián)動(dòng)數(shù)頻編碼器、印刷色組圖形采集器，所述FPGA單元分別與印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和印刷色組電機(jī)聯(lián)動(dòng)數(shù)頻編碼器聯(lián)接，印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過控制印刷色組電機(jī)來驅(qū)動(dòng)印刷版輥對(duì)印刷基材進(jìn)行印刷，所述印刷色組圖形采集器設(shè)置于印刷壓力橡膠輥和印刷版輥的作業(yè)下游，并與FPGA單元信號(hào)聯(lián)接。
[0010]而且，所述印刷色組圖形采集器是色敏傳感器或線陣CXD或滿光譜光電傳感器。
[0011]本發(fā)明還提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位方法，包括如下步驟。
[0012]步驟一，印刷色組圖形采集器對(duì)印刷基材的標(biāo)準(zhǔn)圖案進(jìn)行掃描，將圖案特征信息轉(zhuǎn)化為電平數(shù)碼信息后傳給FPGA單元。
[0013]步驟二，F(xiàn)PGA單元將印刷基材的標(biāo)準(zhǔn)圖案電平數(shù)碼信息存檔建模。
[0014]步驟三，印刷作業(yè)中，印刷色組圖形采集器對(duì)印刷基材的圖案進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，并將實(shí)時(shí)圖案特征信息轉(zhuǎn)化為電平數(shù)碼信息后傳給FPGA單元。
[0015]步驟四，F(xiàn)PGA單元將實(shí)時(shí)圖案特征電平數(shù)碼信息與標(biāo)準(zhǔn)圖案電平數(shù)碼信息進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)電平數(shù)碼信息的變化量，即可判斷出印刷基材圖案的偏移量。
[0016]步驟五，F(xiàn)PGA單元將印刷基材圖案的偏移量發(fā)送至PC，由PC即時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)印刷基材進(jìn)行修正，完成印刷套準(zhǔn)定位。
[0017]而且，所述印刷色組圖形采集器是色敏傳感器或線陣CXD或滿光譜光電傳感器。
[0018]本發(fā)明還提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位系統(tǒng)，包括:信號(hào)采集模塊，用于檢測(cè)輸入信號(hào)(編碼器信號(hào)，光電頭信號(hào))的上升和下降跳變沿；編碼器計(jì)數(shù)模塊，用于計(jì)算每周編碼器個(gè)數(shù)；光標(biāo)采集模塊，用于鎖存光標(biāo)的寬度和位置，在每個(gè)編碼器周期內(nèi)，鎖存光電頭上升沿和下降沿的位置，并給予標(biāo)注；特征標(biāo)識(shí)別模塊，用于鎖存符合設(shè)置長(zhǎng)度和位置要求的特征光標(biāo)。
[0019]本發(fā)明摒棄了現(xiàn)有印刷作業(yè)中印刷基材必須預(yù)留印有特定校準(zhǔn)圖案的校準(zhǔn)區(qū)域的校準(zhǔn)手段，采用直接實(shí)時(shí)掃描印刷基材上的圖案信息來獲取套準(zhǔn)誤差的方式，從而有效的克服了原需用專用多余紙邊的浪費(fèi)，并且由于多個(gè)生產(chǎn)工序集成連線后都可采用同一掃描信息，故為整個(gè)設(shè)備的聯(lián)線生產(chǎn)提供了關(guān)鍵信息的技術(shù)支撐和保證。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是信號(hào)采集模塊的原理框圖。
[0022]圖3是光標(biāo)采集模塊的原理框圖。
[0023]圖4是特征標(biāo)識(shí)別模塊的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]本實(shí)施例提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位裝置，如圖1所示，包括FPGA單元、印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、印刷色組電機(jī)聯(lián)動(dòng)數(shù)頻編碼器、印刷色組圖形采集器。
[0026]上述FPGA單元分別與印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和印刷色組電機(jī)聯(lián)動(dòng)數(shù)頻編碼器聯(lián)接，印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器通過控制印刷色組電機(jī)來驅(qū)動(dòng)印刷版輥對(duì)印刷基材進(jìn)行印刷，所述印刷色組圖形采集器設(shè)置于印刷壓力橡膠輥和印刷版輥的作業(yè)下游，并與FPGA單元信號(hào)聯(lián)接。
[0027]上述印刷色組圖形采集器可以是色敏傳感器或線陣CXD或滿光譜光電傳感器。
[0028]本實(shí)施例還提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位方法，包括如下步驟。
[0029]步驟一，印刷色組圖形采集器對(duì)印刷基材的標(biāo)準(zhǔn)圖案進(jìn)行掃描，將圖案特征信息轉(zhuǎn)化為電平數(shù)碼信息后傳給FPGA單元。
[0030]步驟二，F(xiàn)PGA單元將印刷基材的標(biāo)準(zhǔn)圖案電平數(shù)碼信息存檔建模。
[0031]步驟三，印刷作業(yè)中，印刷色組圖形采集器對(duì)印刷基材的圖案進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，并將實(shí)時(shí)圖案特征信息轉(zhuǎn)化為電平數(shù)碼信息后傳給FPGA單元。
[0032]步驟四，F(xiàn)PGA單元將實(shí)時(shí)圖案特征電平數(shù)碼信息與標(biāo)準(zhǔn)圖案電平數(shù)碼信息進(jìn)行比對(duì)，檢測(cè)電平數(shù)碼信息的變化量，即可判斷出印刷基材圖案的偏移量。
[0033]步驟五，F(xiàn)PGA單元將印刷基材圖案的偏移量發(fā)送至PC，由PC即時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)印刷基材進(jìn)行修正，完成印刷套準(zhǔn)定位。
[0034]進(jìn)一步的，上述印刷色組圖形采集器可以是色敏傳感器或線陣CXD或滿光譜光電傳感器。
[0035]由放卷一印刷I一印刷2……印刷η—燙金一模切和收集工位所組成的多色組印刷機(jī)，燙金機(jī)與模切自動(dòng)印刷包裝生產(chǎn)線，如圖1所示。
[0036]印刷基材卷筒紙YC由放卷機(jī)構(gòu)FJZZ開卷后經(jīng)過紙張導(dǎo)輥DGl進(jìn)入第一印刷色組Yl進(jìn)行第一色印刷，YGD為第一色組印刷版輥，紙張?jiān)诘谝簧∷鎵毫ο鹉z輥YJGl的壓力作用下使版輥YGl上的圖案轉(zhuǎn)印到印刷基材上即完成了多色圖案的一色印刷工藝，第一色的印刷圖案在印刷完畢后，由第一色印刷色組圖形采集器S對(duì)其進(jìn)行掃描，將圖案的特征時(shí)事轉(zhuǎn)化為與圖案對(duì)應(yīng)的數(shù)字電平信號(hào)，傳入智能套準(zhǔn)與定位系統(tǒng)的核心計(jì)算器FPGA1，F(xiàn)PGAl獲取SI轉(zhuǎn)入認(rèn)定為準(zhǔn)確的印刷圖案電平信號(hào)后立即保存，等待下周信號(hào)傳入時(shí)進(jìn)行位置尺度和對(duì)應(yīng)特征的比較，當(dāng)比較發(fā)現(xiàn)誤差，立即由FPGAl輸出指令到第一印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VF1，VF1所驅(qū)動(dòng)的第一印刷色組電機(jī)W1，使速度發(fā)生改變來達(dá)到套準(zhǔn)的目的。PGl為Wl聯(lián)動(dòng)數(shù)頻編碼器，F(xiàn)PGAl在分析SI傳來的圖案電平信號(hào)與PGl傳入FPGA的絕對(duì)位置編碼信號(hào)時(shí)便可判斷出。
[0037]印刷色組2 (Y2)……印刷色組η (Υη)，燙金Tl，模切M工位的工作原理和套準(zhǔn)方法與印刷色組Yl相同。
[0038]PC為控制總屏，通過總線與FPGA1、FPGA2、FPGA3、FPGA4、FPGA5和印刷色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VF1、VF2……VFn、燙金色組電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VFt、模切工作站電機(jī)驅(qū)動(dòng)器VFM等即時(shí)通訊，可顯示各控制點(diǎn)的狀態(tài)和結(jié)果，并可對(duì)它們實(shí)施調(diào)控。
[0039]本實(shí)施例還提供一種基于FPGA的印刷套準(zhǔn)定位系統(tǒng)，包括:信號(hào)采集模塊，編碼器計(jì)數(shù)模塊，光標(biāo)采集模塊，