一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，首先進(jìn)行手工穿料并確保放卷牽引機(jī)組、n色印刷機(jī)組和收卷牽引機(jī)組間料帶無(wú)冗余，消除放卷區(qū)域及收卷區(qū)域料帶的冗余，然后清空各機(jī)組伺服電機(jī)編碼器值，再將放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一周并記錄其編碼器值后重新消除放卷區(qū)域及收卷區(qū)域料帶的冗余，并分別記錄放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)和放卷機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值，根據(jù)料帶長(zhǎng)度守恒原則計(jì)算出放卷、收卷滾筒初始半徑。本發(fā)明一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，解決了直接測(cè)量法存在的效率低和誤差明顯的問(wèn)題，提高了設(shè)備控制精度，同時(shí)提高了設(shè)備自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷筒料印刷設(shè)備自動(dòng)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自動(dòng)獲取卷筒料印 刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，按卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備的傳動(dòng)方式，可將印刷設(shè)備分為機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)印 刷設(shè)備和無(wú)軸傳動(dòng)印刷設(shè)備兩類。在機(jī)械長(zhǎng)軸印刷設(shè)備中，各印刷機(jī)組動(dòng)力來(lái)源于主電動(dòng) 機(jī)，通過(guò)一根機(jī)械長(zhǎng)軸，再由曲軸、齒輪、凸輪、棘輪、皮帶輪、曲柄連桿等機(jī)械機(jī)構(gòu)把動(dòng)力傳 遞到各個(gè)部分，并以此來(lái)保證各單元的運(yùn)動(dòng)同步。然而，在機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)方式下，系統(tǒng)傳動(dòng) 存在精度有限且缺乏柔性、扭性干擾會(huì)隨著機(jī)械長(zhǎng)軸傳遞、功率在傳遞分配上有損失、機(jī)組 單元無(wú)法單獨(dú)調(diào)試、機(jī)械磨損導(dǎo)致精度下降等缺點(diǎn)。
[0003] 隨著伺服系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的快速發(fā)展，利用伺服電機(jī)替代傳統(tǒng)機(jī)械長(zhǎng)軸的無(wú) 軸傳動(dòng)技術(shù)已十分廣泛地應(yīng)用于高速機(jī)組式印刷設(shè)備。無(wú)軸傳動(dòng)也稱電子軸傳動(dòng)，是指由 電機(jī)取代中間機(jī)械傳動(dòng)裝置，直接為負(fù)載提供動(dòng)力的一種傳動(dòng)方式，其系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè) 伺服系統(tǒng)。對(duì)比機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)軸傳動(dòng)印刷設(shè)備應(yīng)用單獨(dú)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)各印 刷色組，控制系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)虛擬的電子軸，各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)的 可靠交換和高速通訊，以保證各個(gè)伺服電機(jī)的相位（印版滾筒相位）嚴(yán)格同步，并跟隨這個(gè) 虛擬電子軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械長(zhǎng)軸的功能。無(wú)軸傳動(dòng)的各單元?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)是相互獨(dú)立的，分 別由各個(gè)獨(dú)立的電機(jī)按照程序指令驅(qū)動(dòng)，以滿足特定運(yùn)轉(zhuǎn)速度、運(yùn)轉(zhuǎn)精度及印刷工藝要求。
[0004] 放卷和收卷滾筒的初始半徑，是卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備的重要參數(shù)，直接關(guān)系到 張力控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，從而影響印刷質(zhì)量和生產(chǎn)效率。然而，經(jīng)過(guò)我們實(shí)踐調(diào) 查，無(wú)論在機(jī)械長(zhǎng)軸傳動(dòng)方式下，還是在無(wú)軸傳動(dòng)方式下，卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備控制系統(tǒng) 都未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)求取放卷和收卷滾筒的初始半徑，依舊靠傳統(tǒng)的直接測(cè)量的方法獲得。直 接測(cè)量法一方面降低了生產(chǎn)效率，另一方面存在著比較明顯的測(cè)量誤差，是制約卷筒料機(jī) 組式印刷設(shè)備自動(dòng)化程度提升和控制精度提高的重要問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，解 決了直接測(cè)量法存在的效率低和誤差明顯的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方 法，基于無(wú)軸傳動(dòng)卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備，首先進(jìn)行手工穿料并確保放卷牽引機(jī)組、η色印 刷機(jī)組和收卷牽引機(jī)組間料帶無(wú)冗余，消除放卷區(qū)域及收卷區(qū)域料帶的冗余，然后清空各 機(jī)組伺服電機(jī)編碼器值，再將放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一周并記錄其編碼器值后重新消 除放卷區(qū)域及收卷區(qū)域料帶的冗余，并分別記錄放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)和放卷機(jī)組伺服電 機(jī)的編碼器值，根據(jù)料帶長(zhǎng)度守恒原則計(jì)算出放卷、收卷滾筒初始半徑。
[0007] 具體包括以下步驟：
[0008] 步驟I :進(jìn)行手工穿料，確保放卷牽引機(jī)組、η色印刷機(jī)組和收卷牽引機(jī)組間料帶 被張緊，即料帶無(wú)冗余；
[0009] 步驟2 :放卷區(qū)域料帶冗余的消除
[0010] 設(shè)定放卷區(qū)域料帶張力值Ff，令放卷機(jī)組的伺服電機(jī)反向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第一擺 輥采集到的料帶張力達(dá)到Ff時(shí)停止伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)放卷區(qū)域料帶冗余長(zhǎng)度已被消除， 料帶處于張緊狀態(tài)；
[0011] 步驟3 :收卷區(qū)域料帶冗余的消除
[0012] 設(shè)定收卷區(qū)域料帶張力值Fs，令收卷機(jī)組的伺服電機(jī)正向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第二擺 輥采集到的料帶張力達(dá)到F s時(shí)停止伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)收卷區(qū)域料帶冗余長(zhǎng)度已被消除， 料帶處于張緊狀態(tài)；
[0013] 步驟4 :清零各機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值；
[0014] 步驟5 :放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一周
[0015] 令放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)一周，其他各機(jī)組的伺服電機(jī)保持不動(dòng)，讀取并存 儲(chǔ)此時(shí)放卷機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值M f，此時(shí)，放卷區(qū)域料帶處于松弛狀態(tài)，即冗余狀態(tài)；
[0016] 步驟6 :放卷區(qū)域料帶重新消除冗余
[0017] 令放卷牽引機(jī)組的伺服電機(jī)、η色印刷機(jī)組的伺服電機(jī)和收卷牽引機(jī)組的伺服電 機(jī)正向同步緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到放卷區(qū)域料帶張力重新達(dá)到F f的設(shè)定值，此時(shí)，放卷區(qū)域料帶重 新被拉緊，讀取并存儲(chǔ)放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值Mq;
[0018] 步驟7 :收卷區(qū)域料帶重新消除冗余
[0019] 為了使收卷區(qū)域料帶重新被張緊，令收卷機(jī)組的伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到收卷區(qū) 域料帶張力重新達(dá)到匕的設(shè)定值，此時(shí)，收卷區(qū)域料帶重新被拉緊，讀取并存儲(chǔ)收卷機(jī)組的 伺服電機(jī)的編碼器值M s;
[0020] 步驟8 :計(jì)算放卷、收卷滾筒初始半徑
[0021] 因?yàn)榉啪頎恳龣C(jī)組的驅(qū)動(dòng)輥半徑Rq為常量，所以，若放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn) 一周其編碼器反饋值記為Β,，則放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中走過(guò)的料帶長(zhǎng)度L q為：
[0022]
【權(quán)利要求】
1. 一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征在于，基于無(wú)軸傳動(dòng) 卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備，首先進(jìn)行手工穿料并確保放卷牽引機(jī)組、η色印刷機(jī)組和收卷牽引 機(jī)組間料帶無(wú)冗余，消除放卷區(qū)域及收卷區(qū)域料帶的冗余，然后清空各機(jī)組伺服電機(jī)編碼 器值，再將放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一周并記錄其編碼器值后重新消除放卷區(qū)域及收卷 區(qū)域料帶的冗余，并分別記錄放卷牽引機(jī)組伺服電機(jī)和放卷機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值，根 據(jù)料帶長(zhǎng)度守恒原則計(jì)算出放卷、收卷滾筒初始半徑。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，具體包括以下步驟： 步驟1 :進(jìn)行手工穿料，確保放卷牽引機(jī)組（2)、η色印刷機(jī)組（3)和收卷牽引機(jī)組（4) 間料帶被張緊，即料帶無(wú)冗余； 步驟2 :放卷區(qū)域料帶冗余的消除 設(shè)定放卷區(qū)域料帶張力值Ff，令放卷機(jī)組（1)的伺服電機(jī)反向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第一擺輥 (6) 采集到的料帶張力達(dá)到匕時(shí)停止伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)放卷區(qū)域料帶冗余長(zhǎng)度已被消除， 料帶處于張緊狀態(tài)； 步驟3 :收卷區(qū)域料帶冗余的消除 設(shè)定收卷區(qū)域料帶張力值Fs，令收卷機(jī)組（5)的伺服電機(jī)正向緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到第二擺輥 (7) 采集到的料帶張力達(dá)到匕時(shí)停止伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)收卷區(qū)域料帶冗余長(zhǎng)度已被消除， 料帶處于張緊狀態(tài)； 步驟4 :清零各機(jī)組伺服電機(jī)的編碼器值； 步驟5 :放卷機(jī)組伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)一周 令放卷機(jī)組（1)伺服電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)一周，其他各機(jī)組的伺服電機(jī)保持不動(dòng)，讀取并存 儲(chǔ)此時(shí)放卷機(jī)組（1)伺服電機(jī)的編碼器值Mf，此時(shí)，放卷區(qū)域料帶處于松弛狀態(tài)，即冗余狀 態(tài)； 步驟6 :放卷區(qū)域料帶重新消除冗余 令放卷牽引機(jī)組（2)的伺服電機(jī)、η色印刷機(jī)組（3)的伺服電機(jī)和收卷牽引機(jī)組（4)的 伺服電機(jī)正向同步緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，直到放卷區(qū)域料帶張力重新達(dá)到Ff的設(shè)定值，此時(shí)，放卷區(qū)域 料帶重新被拉緊，讀取并存儲(chǔ)放卷牽引機(jī)組（2)伺服電機(jī)的編碼器值M q; 步驟7 :收卷區(qū)域料帶重新消除冗余 為了使收卷區(qū)域料帶重新被張緊，令收卷機(jī)組（5)的伺服電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到收卷區(qū) 域料帶張力重新達(dá)到匕的設(shè)定值，此時(shí)，收卷區(qū)域料帶重新被拉緊，讀取并存儲(chǔ)收卷機(jī)組 (5)的伺服電機(jī)的編碼器值Ms; 步驟8 :計(jì)算放卷、收卷滾筒初始半徑 因?yàn)榉啪頎恳龣C(jī)組（2)的驅(qū)動(dòng)輥半徑Rq為常量，所以，若放卷牽引機(jī)組（2)伺服電機(jī) 旋轉(zhuǎn)一周其編碼器反饋值記為Β,，則放卷牽引機(jī)組（2)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中走過(guò)的料帶長(zhǎng) 度Ltl為：
對(duì)放卷滾筒而言，正轉(zhuǎn)一周釋放的料帶長(zhǎng)度即為放卷滾筒周長(zhǎng)，若放卷滾筒初始半徑 記為Rf，則放卷滾筒釋放料帶長(zhǎng)度LfS : Lf= 2 π R f (2) 記收卷滾筒初始半徑為&，收卷機(jī)組（5)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周其編碼器的反饋值為Bs，則 收卷滾筒收起的料帶長(zhǎng)度LsS :
因?yàn)榱蠋чL(zhǎng)度守恒，即有Lq= Lf= Ls，所以聯(lián)立公式（1)、（2)和（3)得到放卷、收卷滾 筒初始半徑表達(dá)式如下：
由公式⑷可知，只需獲取放卷牽引機(jī)組（2)伺服電機(jī)的編碼器值Mq及收卷機(jī)組（5) 伺服電機(jī)的編碼器值Ms，即能夠計(jì)算出放卷滾筒初始半徑Rf和收卷滾筒初始半徑R s。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，所述步驟2中放卷區(qū)域料帶張力值FfS 50?100N。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，所述步驟3中收卷區(qū)域料帶張力值匕為50?100N。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，所述步驟4中各機(jī)組包括放卷機(jī)組（1)、放卷牽引機(jī)組（2)、n色印刷機(jī)組（3)、收卷牽 弓丨機(jī)組⑷和收卷機(jī)組（5)。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，所述無(wú)軸傳動(dòng)卷筒料機(jī)組式印刷設(shè)備包括通過(guò)料帶依次連接的放卷機(jī)組（1)、放卷牽 弓丨機(jī)組⑵、n色印刷機(jī)組（3)、收卷牽引機(jī)組（4)和收卷機(jī)組（5)，所述放卷機(jī)組（1)、放卷 牽引機(jī)組（2)、η色印刷機(jī)組（3)、收卷牽引機(jī)組（4)和收卷機(jī)組（5)的驅(qū)動(dòng)輥分別連接伺 服電機(jī)（10)。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其特征 在于，所述放卷機(jī)組（1)與放卷牽引機(jī)組（2)之間設(shè)置有第一擺輥（6)，所述收卷牽引機(jī)組 (4)與收卷機(jī)組（5)之間設(shè)置有第二擺輥（7)，所述放卷牽引機(jī)組（2)與η色印刷機(jī)組（3) 之間設(shè)置有第一張力傳感器（8)，所述η色印刷機(jī)組（3)與收卷牽引機(jī)組（4)之間設(shè)置有第 二張力傳感器（9)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的一種自動(dòng)獲取卷筒料印刷設(shè)備收放卷初始半徑的方法，其 特征在于，所述η色印刷機(jī)組（3)由η個(gè)印刷機(jī)組組成，沿料帶運(yùn)動(dòng)方向的前2個(gè)印刷機(jī)組 之間設(shè)置有烘干系統(tǒng)（12)，其余各相鄰印刷機(jī)組之間均設(shè)置有光電傳感器（11)和烘干系 統(tǒng)（12)，η色印刷機(jī)組（3)與第二張力傳感器（9)之間也設(shè)置有光電傳感器（11)和烘干系 統(tǒng)（12)。
【文檔編號(hào)】B41F13/02GK104512093SQ201410810806
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】劉善慧, 馬利娥, 劉琳琳, 陳一軍, 劉定強(qiáng) 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)