一種多軸協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種多軸協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于由多個(gè)印刷單元構(gòu)成的、高速運(yùn)行的無(wú)軸傳動(dòng)印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，每個(gè)印刷單元只 能套印一種顏色，因此，較高的套準(zhǔn)精度對(duì)印品質(zhì)量的提高和廢品率的降低有著至關(guān)重要 的作用。這就需要嚴(yán)格控制承印品的色差和張力偏差，從理論上來(lái)說(shuō)，就是要始終保證各印 刷單元的印刷輥電機(jī)的協(xié)同運(yùn)行。
[0003] 在目前的多軸協(xié)同控制方法中，各印刷輥電機(jī)的參考值都是統(tǒng)一給定的，因此，當(dāng) 某些電機(jī)受到故障、干擾等因素的影響偏離給定值時(shí)，各印刷輥電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不同步 了。而且，在啟動(dòng)階段、運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)過(guò)渡階段以及停車(chē)階段，各印刷輥電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)往 往也是不同步的，這會(huì)導(dǎo)致大量廢品的產(chǎn)生，甚至造成承印材料斷裂。
[0004] 為了保證運(yùn)動(dòng)軌跡的平穩(wěn)同步，需要對(duì)各印刷輥施加附加實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)，使各印 刷輥能夠?qū)μ子≌`差、張力變化或者是干擾等因素的影響進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而維持整個(gè)運(yùn) 動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)的平穩(wěn)同步。因此，目前要解決的關(guān)鍵問(wèn)題就是，如何合理地規(guī)劃各印刷輥電 機(jī)的參考值，使得各印刷輥電機(jī)按照優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)軌跡同步運(yùn)動(dòng)，平穩(wěn)、同步地調(diào)整偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種多軸協(xié)同控制系統(tǒng)及控制方法，以使得各印刷輥電機(jī) 按照優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)軌跡同步運(yùn)動(dòng)，平穩(wěn)、同步地調(diào)整偏差。
[0006] 本發(fā)明第一方面提供了一種多軸協(xié)同控制系統(tǒng)，所述多軸協(xié)同控制系統(tǒng)適用于設(shè) 置有多個(gè)印刷輥電機(jī)的印刷機(jī)，所述多軸協(xié)同控制系統(tǒng)包括：
[0007] 上位機(jī)，用于給定參考信號(hào)；
[0008] 下位機(jī)，與上位機(jī)電連接，用于根據(jù)所述上位機(jī)給定的參考信號(hào)，產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)；
[0009] 調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)各印刷輥電機(jī)的相互作用的關(guān)系、相互作用的權(quán)重以及預(yù)先 設(shè)定的運(yùn)算法則生成同步協(xié)調(diào)向量，所述同步協(xié)調(diào)向量的元素為與印刷輥電機(jī)一一對(duì)應(yīng)的 微調(diào)信號(hào)；
[0010] 運(yùn)算器，用于接收目標(biāo)信號(hào)和微調(diào)信號(hào)，根據(jù)微調(diào)信號(hào)，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn) 生跟蹤信號(hào)；
[0011] 多個(gè)包括印刷輥電機(jī)在內(nèi)的印刷單元，電連接運(yùn)算器，用于接收運(yùn)算器輸出的跟 蹤信號(hào)，并將運(yùn)算器輸出的跟蹤信號(hào)同步作用于各印刷輥電機(jī)，使得在印刷過(guò)程中各印刷 輥電機(jī)平穩(wěn)同步運(yùn)行。
[0012] 可選的，每個(gè)印刷單元除包括印刷輥電機(jī)外，還包括：
[0013] 檢測(cè)器，與運(yùn)算器以及印刷輥電機(jī)的輸出電連接，用于接收運(yùn)算器輸出的跟蹤信 號(hào)和印刷輥電機(jī)的輸出信號(hào)，并且輸出根據(jù)運(yùn)算器輸出的跟蹤信號(hào)和印刷輥電機(jī)的輸出信 號(hào)獲得的檢測(cè)信號(hào)；
[0014] 跟蹤控制器，與檢測(cè)器連接，用于根據(jù)檢測(cè)器輸出的檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整所述跟蹤 控制器的輸出。
[0015] 可選的，該多軸協(xié)同控制系統(tǒng)還包括：
[0016] 抗擾調(diào)節(jié)器，與印刷輥電機(jī)連接，用于模擬印刷輥電機(jī)在實(shí)際工程中受到的干擾， 并輸出作用于印刷輥電機(jī)的模擬干擾信號(hào)。
[0017] 可選的，所述運(yùn)算器的輸出信號(hào)為列向量，列向量中的各元素作為對(duì)應(yīng)印刷輥電 機(jī)的跟蹤信號(hào)。
[0018] 可選的，所述調(diào)節(jié)單元包括：
[0019] 檢測(cè)模塊，與印刷輥電機(jī)相連，用于檢測(cè)各印刷輥電機(jī)的位置和速度信息；
[0020] 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模塊，用于反映各印刷輥電機(jī)的相互作用的關(guān)系；
[0021] 耦合權(quán)重模塊，用于反映各印刷輥電機(jī)的相互作用的權(quán)重；
[0022] 處理器，接收檢測(cè)器的信號(hào)，并根據(jù)各印刷輥電機(jī)的相互作用的關(guān)系、相互作用的 權(quán)重以及預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算法則生成同步協(xié)調(diào)向量，所述同步協(xié)調(diào)向量的元素為與印刷輥電 機(jī)一一對(duì)應(yīng)的微調(diào)信號(hào)，利用所述同步協(xié)調(diào)向量對(duì)目標(biāo)軌跡進(jìn)行微調(diào)。
[0023] 可選的，當(dāng)各印刷輥電機(jī)保持平穩(wěn)同步運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)單元中的處理器輸出的微調(diào) 信號(hào)為零；當(dāng)各印刷輥電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)偏差時(shí)，調(diào)節(jié)單元中的處理器輸出的微調(diào)信號(hào) 不為零，通過(guò)對(duì)各印刷輥電機(jī)的微調(diào)信號(hào)的調(diào)整來(lái)維持整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各印刷輥電機(jī)的平 穩(wěn)同步。
[0024] 本發(fā)明帶來(lái)了以下有益效果：在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，在出現(xiàn)色差或張力 偏差等擾動(dòng)情況時(shí)，調(diào)節(jié)單元可用于產(chǎn)生同步協(xié)調(diào)向量，用于對(duì)目標(biāo)軌跡的微調(diào)，彌補(bǔ)色差 或張力偏差給印刷輥電機(jī)帶來(lái)的干擾。運(yùn)算器與下位機(jī)和調(diào)節(jié)單元相連，接收下位機(jī)輸出 的目標(biāo)軌跡和調(diào)節(jié)單元輸出的同步協(xié)調(diào)向量，并將處理后的信號(hào)輸出給印刷單元。各印刷 單元可根據(jù)運(yùn)算器給定的輸出信號(hào)進(jìn)行印刷、滾動(dòng)的運(yùn)行。由于調(diào)節(jié)單元產(chǎn)生的同步協(xié)調(diào) 向量的微調(diào)，各印刷輥電機(jī)可以按照優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)軌跡同步運(yùn)動(dòng)，平穩(wěn)、同步地調(diào)整偏差。
[0025] 本發(fā)明第二方面提供了一種多軸協(xié)同控制方法，所述多軸協(xié)同控制方法適用于設(shè) 置有多個(gè)印刷輥電機(jī)的裝置，所述多軸協(xié)同控制方法包括：
[0026] 給定參考信號(hào)；
[0027] 根據(jù)獲取到的給定的參考信號(hào)，產(chǎn)生目標(biāo)信號(hào)；
[0028] 產(chǎn)生作用于目標(biāo)信號(hào)的微調(diào)信號(hào)，微調(diào)信號(hào)與印刷輯電機(jī) 對(duì)應(yīng)；
[0029] 接收所述目標(biāo)信號(hào)和所述微調(diào)信號(hào)，根據(jù)所述微調(diào)信號(hào)，對(duì)目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn) 生跟蹤信號(hào)；
[0030] 接收運(yùn)算器輸出的跟蹤信號(hào)，并將運(yùn)算器輸出的跟蹤信號(hào)同步作用于各印刷輥電 機(jī)，實(shí)現(xiàn)在印刷過(guò)程中各印刷輥電機(jī)的平穩(wěn)同步。
[0031] 可選的，該多軸協(xié)同控制方法還包括：
[0032] 接收所述跟蹤信號(hào)和印刷輥電機(jī)的輸出信號(hào)，并且輸出根據(jù)所述跟蹤信號(hào)和印刷 輥電機(jī)的輸出信號(hào)獲得的檢測(cè)信號(hào)；
[0033] 根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整各印刷輥電機(jī)的跟蹤控制器的輸出。
[0034] 可選的，該多軸協(xié)同控制方法還包括：
[0035] 模擬印刷輥電機(jī)在實(shí)際工程中受到的干擾，并輸出作用于印刷輥電機(jī)的模擬干擾 信號(hào)。
[0036] 可選的，該多軸協(xié)同控制方法還包括：
[0037] 當(dāng)各印刷輥電機(jī)保持平穩(wěn)同步運(yùn)行時(shí)，微調(diào)信號(hào)為零；當(dāng)各印刷輥電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)出現(xiàn)偏差時(shí)，微調(diào)信號(hào)不為零，通過(guò)對(duì)各印刷輥電機(jī)的微調(diào)信號(hào)的調(diào)整來(lái)維持整個(gè)運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中各印刷輥電機(jī)的平穩(wěn)同步。
[0038] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利 要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要的 附圖做簡(jiǎn)單的介紹：
[0040] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的多軸協(xié)同控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的調(diào)節(jié)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用 技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0043] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種多軸協(xié)同控制系統(tǒng)。如圖1所示，在該實(shí)施例中， 該多軸協(xié)同控制系統(tǒng)包括上位機(jī)1、下位機(jī)2、調(diào)節(jié)單元3、運(yùn)算器4和若干個(gè)印刷單元9。
[0044] 其中，上位機(jī)1與下位機(jī)2電連接，上位機(jī)1用于給定參考信號(hào)，參考信號(hào)包括印 屆IJ品的理想張力、印刷輥電機(jī)的理想速度。下位機(jī)2模擬理想電機(jī)，可用于根據(jù)上位機(jī)給定 的參考信號(hào)，產(chǎn)生印刷單元9中的印刷輥電機(jī)7的目標(biāo)軌跡，即印刷輥電機(jī)7的理想運(yùn)動(dòng)軌 跡。此時(shí)的目標(biāo)軌跡是在印刷輥電機(jī)7沒(méi)有受到任何擾動(dòng)的情況下，經(jīng)過(guò)模擬得到的，因此 對(duì)于各印刷輥電機(jī)7而言，目標(biāo)軌跡都是相同的。
[0045] 在出現(xiàn)色差或張力偏差等擾動(dòng)情況時(shí)，調(diào)節(jié)單元3可用于產(chǎn)生同步協(xié)調(diào)向量，用 于對(duì)目標(biāo)軌跡的微調(diào)，彌補(bǔ)色差或張力偏差給印刷輥電機(jī)7帶來(lái)的干擾。運(yùn)算器4與下位 機(jī)2和調(diào)節(jié)單元3相連，接收下位機(jī)2輸出的目標(biāo)軌跡和調(diào)節(jié)單元3輸出的同步協(xié)調(diào)向量， 并將處理后的信號(hào)輸出給印刷單元9。各印刷單元9可根據(jù)運(yùn)算器4給定的跟蹤信號(hào)進(jìn)行 印刷、滾動(dòng)的運(yùn)行。由于調(diào)節(jié)單元3產(chǎn)生的同步協(xié)調(diào)向量的微調(diào)，各印刷輥電機(jī)可以按照優(yōu) 化的運(yùn)動(dòng)軌跡同步運(yùn)動(dòng)，平穩(wěn)、同步地調(diào)整偏差。
[0046] 其中，運(yùn)算器4的輸出為列向量，列向量中的各元素分別作為各印刷輥電機(jī)7的跟 蹤信號(hào)，各跟蹤信號(hào)不是固定不變的。
[0047] 在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)具體實(shí)施例中，印刷單元9主要可包括檢測(cè)器5、跟蹤控制 器6、印刷輥電機(jī)7和抗擾調(diào)節(jié)器8等結(jié)構(gòu)。
[0048] 其中，檢測(cè)器5與運(yùn)算器4、印刷輥電機(jī)7和跟蹤控制器6相連，用于接收運(yùn)算器4 和印刷輥電機(jī)7的輸出信號(hào)，并將根據(jù)運(yùn)算器的輸出信號(hào)和印刷輥電