CN102602125B - 纳米材料直接制版机控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米材料直接制版机控制装置及其控制方法，装置为：控制单元接收上板单元、打印单元、气动单元以及滚筒单元反馈的位置检测信号；控制单元的控制输出端接至上版单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元的控制回路；打印单元接收滚筒单元的位置反馈信号；控制单元与上位机进行双向通讯连接；方法为：各单元初始化；对打印头进行吸墨保护；启动上板单元和气动单元，在滚筒单元的配合下进行上板操作；启动打印单元，在料板上实现打印操作；打印操作全部完成后，启动卸板单元和气动单元卸板、输出，完成一次制版过程。本发明成功的实现了物理制版方式，极大的减少了环境污染，简化了制版工序，保证设备运行的可靠性及控制精度。

Description

纳米材料直接制版机控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种制版技术，具体的说是一种纳米材料直接制版机控制装置及其控制方法。

背景技术

印刷行业是对我国国民经济有重要影响的行业。制版印刷技术在我国已有两千多年的历史，最早采用的是凸字刻版及活字印刷。上世纪随着激光技术的发明和应用，衍生了激光制版技术。目前，我国印刷行业占主导地位的是激光照排技术，该项技术被认为是我国印刷技术继毕昇发明活字印刷术之后的第二次革命，它使我国的印刷业从此“告别铅与火，迎来光与电”。

但是由于其采用的材料基础为感光材料，属于化学制版方法，工艺流程类似传统照相的“图像－胶卷－像纸”成像过程，包括“图像－感光胶片－PS版”两步感光成像和相应的化学显影过程，感光胶片及版材的后处理存在大量的水污染问题及贵金属银的资源浪费。而近年来代表国际上先进印刷制版发展方向的计算机直接制版技术（Computer To Plate，CTP）以工序简单、自动化程度高受到广泛关注。与激光照排技术相比，它省略了感光胶片的步骤，仅包括“图像－PS版”一步感光过程，但是其仍不可避免地存在感光、显影、冲洗等复杂过程和繁琐工艺，成本高、耗时长，并因化学品清洗带来环境污染问题，虽然一般做法是把废液中和后排放，但仍会对环境造成严重影响，无法达到环保要求。

现有制版技术都是基于感光成像原理，使用感光材料进行曝光。随着感光材料光敏性能不同，对制版环境具有不同的要求，但几乎都要在暗室下进行操作，例如激光照排技术出胶片过程、银盐CTP以及紫激光CTP需在安全黄灯下操作，且整机体积大，控制精度低，制版粗糙，直接影响了后续印刷质量。

发明内容

针对现有制版技术由于采用化学制版方式而存在工序繁琐、污染环境、制版粗糙等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种工序简单、控制精度高、高效、环保的纳米材料直接制版机控制装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种纳米材料直接制版机控制装置，包括：控制单元、上板单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元，其中控制单元接收上板单元、打印单元、气动单元以及滚筒单元反馈的位置检测信号；控制单元的控制输出端接至上版单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元的控制回路；打印单元接收滚筒单元的位置反馈信号；所述控制单元与上位机进行双向通讯连接；

所述滚筒单元具有滚筒伺服电机以及滚筒伺服控制器，其中滚筒伺服控制器将接收的控制单元的伺服控制信号输出至滚筒伺服电机；滚筒伺服电机自带的第一编码器信号送至打印单元。

所述打印单元具有字车、字车步进伺服电机、字车步进伺服控制器、差分信号转换器、打印伺服电机、打印头及其控制模块，其中字车步进伺服控制器接收控制单元的控制信号，驱动字车步进伺服电机控制字车带动打印头沿滚筒轴向运行；差分信号转换器接收滚筒单元中滚筒伺服电机自带的第一编码器的差分信号转换成脉冲电平信号和Z相信号，均送至打印头控制模块，作为打印和打印起始信号；打印头控制模块接有打印头。

所述打印单元还设有第二编码器，其将滚筒伺服电机的位置检测信号反馈至控制单元，控制单元根据上述反馈信号输出控制信号至打印伺服电机，再通过该打印伺服电机驱动机械凸轮控制打印头的升降动作。

所述打印单元还具有吸墨装置，包括吸墨管及与上述吸墨管连接的吸墨泵，该吸墨泵接收控制单元的控制指令实现对打印头的吸墨操作。

所述打印单元还具有加热/冷排装置，包括电加热装置及制冷装置，二者分别通过热风管及冷风管将热风送至料板表面，将冷风包围在打印头处。

所述气动单元包括空气压缩泵、真空泵、吸墨泵及对应的气缸和气管路，气缸包括上板气缸、上板压轮气缸、卸板气缸、卸板压轮气缸和对滚压轮气缸，其中空气压缩泵通过其气管路与上板气缸和上板压轮气缸连接，该空气压缩泵通过其气管路与卸板气缸和卸板压轮气缸连接，空气压缩泵还连接对滚压轮气缸；真空泵通过其气管路与滚筒内腔连通；吸墨泵通过其气管路与吸墨头在控制单元的作用下对接连通。

所述气动单元还具有位置传感器，安装于各气缸的原位及到位位置，位置传感器的信号线与控制单元的输入端相连。

所述上板单元具有第一对滚、定位装置、第三编码器、第一、二位置检测装置、头卡和尾卡，其中第一对滚的驱动电机及定位装置的驱动电机接收控制单元的控制信号，第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板在滚筒轴向方向的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元接收第三编码器采集的第一对滚的驱动电机的位置反馈信号，输出控制信号至气动单元控制头卡的卡紧动作；控制单元再根据打印单元反馈的滚筒的位置信号，输出控制信号控制尾卡气缸电磁阀。

所述卸板单元具有第二对滚，通过驱动电机控制，控制单元根据打印单元反馈的滚筒的位置信号，输出控制信号至尾卡或头卡的气缸电磁阀。

本发明一种纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于包括以下步骤：

整机上电，各单元初始化；

对打印头进行吸墨保护；

启动上板单元和气动单元，在滚筒单元的配合下进行上板操作；

启动打印单元，在料板上实现打印操作；

打印操作全部完成后，启动卸板单元和气动单元，进行卸板操作，将料板从滚筒上卸下，输出，完成一次制版过程；

所述卸板操作过程为：

第二编码器将滚筒位置信号送至控制单元；

滚筒旋转使尾卡到卸板气缸对应位置时停止，压紧卸板压轮，通过卸板气缸打开尾卡；

滚筒反向旋转到规定角度后，关闭尾卡，使料板尾端脱离滚筒；

滚筒正向旋转，第二对滚转动，滚筒正向旋转到规定角度，卸板压轮松开；带动料板尾端至出料仓，并使头卡至卸板气缸对应位置时停止，第二对滚停止，再通过卸板气缸打开头卡；

第二对滚再次启动，带动料板完全从滚筒脱离，关闭头卡；

等待规定时间后第二对滚停止，一次卸板过程结束。

所述吸墨保护是在打印前将打印头内残留的纳米水通过抽真空的方式吸净，即：

控制单元发送指令控制打印单元的字车回到吸墨保护位置，即吸墨头与吸墨泵气管路对应；

启动吸墨泵进行吸墨操作。

所述上板操作过程如下：

启动滚筒旋转到原点并启动气动单元；

启动第一对滚卷入料板；

如果料板到达第一位置，则停止第一对滚电机，启动料板横向定位电机并卡紧料板；

第一对滚电机再次启动，当到达第二检测位置时，由第三编码器将第一对滚旋转位置信号送至控制单元，计算料板传送至头卡的距离电参数；

根据上述距离电参数，判断料板是否到达头卡位置；

如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板；

滚筒逆向旋转到规定角度，上板压轮压紧料板，滚筒逆向旋转到至尾卡位置停止，打开尾卡；

滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡，松开上板压轮，结束一次上板过程。

所述打印操作过程如下：

上板操作完成后，控制单元启动字车运行至打印起始位置；

启动滚筒单元旋转；

采集第二编码器反馈信号，判断该信号是否处于打印区域；

如处于打印区域，则启动打印头开始单列打印；

判断单列打印是否结束，如结束，则接续判断所有列打印是否结束；

如果所有列打印均结束，则字车移动至吸墨保护位置，等待下一次打印任务。

如果所有列打印没有结束，则字车步进一个单位，返回至判断该信号是否处于打印区域步骤；

或者，如果单列打印没有结束，则返回启动打印头开始单列打印步骤；

或者，如果第二编码器反馈信号不处于打印区域，则打印头提起返回判断该信号是否处于打印区域步骤。

还具有加热/冷排控制，打印的同时，启动加热/冷排单元，通过热风管将热风送到料板表面进行烘干。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.环保性好。本发明对纳米材料直接制版机进行电气控制，使该制版机以纳米材料做为打印喷墨，成功的实现了物理制版方式，完全取代了传统的化学制版，极大的减少了对环境的污染，是制版工艺的一项重大改革。

2.控制精度高。本发明对制版机的主轴（即滚筒）、字车以及打印头均采用伺服驱动，利用本发明控制方法进行精确控制，保证了设备运行的可靠性及控制精度。

3.制版效率高。虽然CTP技术已使传统激光照排技术的工艺流程大大简化，但是现有CTP制版还需要经过显影冲洗过程；而本发明减少了传统制版过程中的很多工序，不需要曝光、显影等感光与化学处理的后处理工序的过程控制，制版流程更加简捷，同时采用多打印头组合打印，提高了制版效率。

4.本发明控制装置及方法做为整个制版机的组成部分，成本低廉，使整机总成本不到目前国际流行的紫激光CTP设备的1/3；维护成本也很低，完全克服了目前CTP技术因设备版材价格昂贵而难以广泛推广的问题。

附图说明

图1为本发明控制装置电气结构框图；

图2为本发明控制装置中滚筒伺服电机接线图及打印头打印控制原理图；

图3为本发明控制装置中控制单元扩展子板原理图；

图4为本发明控制装置中第三编码器反馈信号接线图；

图5为本发明控制装置中通讯接口接线图；

图6为本发明控制装置中上板单元及卸板单元电机控制原理图；

图7A为本发明控制装置中气动单元控制原理图（一）；

图7B为本发明控制装置中气动单元控制原理图（二）；

图8为本发明控制方法总流程图；

图9为本发明控制方法中上板单元控制流程图；

图10为本发明控制方法中打印单元控制流程图；

图11为本发明控制方法中卸板单元控制流程图。

具体实施方式

本发明装置是对纳米材料直接制版机实施控制的装置。纳米材直接制版机是为使用纳米材料的喷墨而研制，摒弃了传统的制版工艺，达到了高效、低廉、绿色环保的要求。本发明为该装备的配套设计。

如图1所示，本发明纳米材料直接制版机控制装置包括：控制单元、上板单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元，其中控制单元接收上板单元、打印单元、气动单元以及滚筒单元反馈的位置检测信号；控制单元的控制输出端接至上版单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元的控制回路；打印单元接收滚筒单元的位置反馈信号；所述控制单元与上位机进行双向通讯连接。

本实施例中，控制单元采用PLC（TRIO-SC209）做为本发明装置的控制核心，配置一个电源模块、CPU模块、数字量输入模块和数字量输出模块、模拟量输出模块、8个编码器/脉冲模块、扩展伺服子板EURO209、两个扩展IO模块P316以及串口通讯接口。数字量输入模块接有多个位置传感器（本实施例采用光电传感器）分别做为上板单元定位电机的位置检测、气动单元的气缸的原位及到位检测等；数字量输出模块输出各直流驱动电机、气泵、气缸电磁阀的控制信号。扩展伺服子板EURO209输入端接有第二编码器（属于打印单元）的反馈信号，8个编码器/脉冲模块接有第三编码器（属于上板单元）的输入信号、字车伺服控制以及打印头升降控制的输出信号。

通讯连接如图5所示，PLC通过扩展子板（EURO209）通讯串口（RS232和RS485）与上位机进行远程通讯，接收上位机的控制指令，或向上位机传送反馈信号，PLC与人机界面通过此通讯串口实现参数设置功能。

如图3所示，为控制单元扩展子板原理图。第二编码器的反馈信号接到扩展子板的编码器反馈接口，用于检测滚筒单元中滚筒的位置，进一步控制打印头的升降以及卸板单元尾卡的卡紧或松开；第三编码器由上板单元中对第一对滚（用于上板）驱动电机（直流电机）自带，用于检测料板首端与头卡的距离，进一步控制头卡的卡紧或松开动作。图中标示的主轴即为滚筒。

本发明装置中的第一编码器由滚筒单元中滚筒伺服电机自带，其主回路原理接线图如图2所示。与常规接线方式不同的是，该第一编码器的信号不送至控制单元中的PLC，而是直接接到打印单元的差分信号转换器中，用于控制打印头的打印频率。

本发明装置用到三个伺服驱动电机，分别为滚筒伺服电机（中空马达内转子SDM-20S，1.5Kw）、字车步进伺服电机（松下A5系列，0.75Kw）以及打印伺服电机（松下A5系列，0.4Kw）。

滚筒单元具有滚筒伺服电机以及滚筒伺服控制器，其中滚筒伺服控制器将接收的控制单元的伺服控制信号输出至滚筒伺服电机；滚筒伺服电机自带的第一编码器信号送至打印单元。

打印单元具有字车步进伺服电机、字车步进伺服控制器、差分信号转换器、打印伺服电机以及打印头（本实施例采用EPSON OFFICE ME70）及其控制模块，其中，字车步进伺服控制器接收控制单元的控制信号，驱动字车步进伺服电机控制字车带动打印头沿滚筒轴向运行；差分信号转换器接收滚筒单元中滚筒伺服电机自带的第一编码器的差分信号转换成脉冲电平信号和Z向信号，均送至打印头控制模块。打印单元还设有第二编码器，其将滚筒伺服电机的位置检测信号反馈至控制单元，控制单元根据上述反馈信号输出控制信号至打印伺服电机，再通过该打印伺服电机驱动机械凸轮控制打印头的升降动作。

打印头的打印频率控制是本发明的设计难点，本实施例中，滚筒伺服电机自带的编码器并没有参与滚筒伺服电机本身的闭环控制，而是将其检测的差分信号转换成脉冲电平信号和Z向信号，送至打印头控制模块。

由于本发明装置中的打印头在打印状态下距离料板只有0.5mm，而头卡和尾卡的工装高度为2.5mm，这个高度给直接打印增加了难度，因此滚筒在旋转时，必须考虑打印头要避开两个卡具的高度，从尾卡到头卡之间（非打印区）不需要打印操作，可将打印头提起一定距离，然后再下降到打印高度。这个过程的控制由打印伺服电机完成，通过第二编码器将滚筒伺服电机的头卡和尾卡位置信号反馈至控制单元，控制单元根据上述反馈信号输出控制信号至打印伺服电机，再通过该打印伺服电机驱动机械凸轮控制打印头的升降动作，保证了整机的可控性的运行的可靠性。

为了保证打印质量，每次打印前要对打印头进行吸墨处理。为此本实施例在打印单元中设有吸墨装置，包括吸墨管及与上述吸墨管连接的吸墨泵，该吸墨泵接收控制单元的控制指令实现对打印头的吸墨操作。

由于本实施例中的打印头的喷头上具有180个/列×两列微细的小孔，每个小孔直径为0.025mm，极易堵塞，为此本实施例还配置加热/冷排装置，包括电加热装置及制冷装置，二者分别通过热风管及冷风管将热风送至料板表面，将冷风包围在打印头处，用冷风隔离热风，使热风不能吹到打印头表面，避免了堵塞现象的发生。

上板单元具有第一对滚、定位装置、第三编码器、第一、二位置检测装置、头卡和尾卡，第一对滚驱动电机（上板电机）及定位装置驱动电机（定位电机）的控制原理图见图6。其中第一对滚驱动电机及定位装置的驱动电机接收控制单元的控制信号，第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板在滚筒轴向方向（即料板宽度方向）的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元根据第三编码器采集的第一对滚驱动电机的位置反馈信号进行计算，得到上板行程，输出控制信号至气动单元控制头卡的卡紧动作；控制单元再根据第二编码器检测的滚筒的位置信号输出控制信号至气动单元控制尾卡气缸电磁阀。

如图4所示，第三编码器的信号线接至PLC的8个编码器/脉冲模块之一的接口（AXIS1）上。

卸板是与上板相反的过程，打印全部完成后，制版也就完成了。卸板先打开尾卡再打开头卡。为实现这一过程，该单元设置了第二对滚，通过驱动电机控制，控制单元根据第二编码器检测的滚筒的位置信号，再输出控制信号至尾卡或头卡气缸电磁阀。尾卡与头卡共用一套气缸及电磁阀，当滚筒旋转到该位置时，尾卡或头卡的气管路与气缸管路连通，控制电磁阀即可控制气缸动作，实现尾卡或头卡的打开与关闭。卸板单元中卸板电机的控制原理图见图6。

气动单元控制原理图如图7A、7B所示。包括空气压缩泵、真空泵、吸墨泵及对应的气缸和气管路，气缸包括上板气缸、上板压轮气缸、卸板气缸、卸板压轮气缸和对滚压轮气缸。其中空气压缩泵通过其气管路与上板气缸（控制头卡及尾卡动作）和上板压轮气缸连接，该空气压缩泵通过其气管路与卸板气缸（控制头卡及尾卡动作）和卸板压轮气缸连接，同时空气压缩泵还带对滚压轮气缸。真空泵通过其气管路与滚筒内腔连通；吸墨泵通过其气管路与吸墨头（外购件）在控制单元的作用下对接连通。气动单元还具有位置传感器，安装于各气缸的原位及到位位置，位置传感器（本实施例采用光电传感器）的信号线与控制单元的输入端相连。

如图8所示，本发明装置通过以下方法实现整机的控制过程：

整机上电，各单元初始化，包括加载程序，滚筒单元、打印单元归原点调整，做制版准备；

启动打印单元的吸墨装置，对打印头进行吸墨保护，具体为：控制单元发送指令控制打印单元回到墨头保护位置，即吸墨头与气管路对应；启动吸墨泵进行吸墨操作；

启动上板单元和气动单元，在滚筒单元的配合下进行上板操作，使料板吸附于滚筒上；

启动打印单元及加热/冷排单元，在料板上实现打印操作；

打印操作全部完成后，启动卸板单元和气动单元，进行卸板操作，一次制版过程结束。

上板单元的控制过程如图9所示，具体为：

启动滚筒旋转到原点并启动气动单元；

启动第一对滚卷入料板；该步骤中，在启动第一对滚的同时还需要启动气动单元，第一对滚中上滚为压轮形式，需要气动单元控制其压紧下滚，在料板刚刚进入第一对滚时，该对滚的上滚及下滚为张开状态，料板进入后，在对滚压轮气缸的控制下，上滚压住料板，第一对滚将料板卷入；

如果料板到达第一位置（本实施例为距离第一对滚出口50mm处），则停止第一对滚，打开对滚压轮气缸，使对滚处于张状态，启动定位装置（定位电机）横向移动并卡紧料板；

第一对滚再次启动时将上滚压紧下滚；当到达第二检测位置（本实施例为距离头卡前端160mm处）时，由第三编码器将第一对滚旋转位置信号送至控制单元，计算料板传送至头卡的距离电参数；

根据上述距离电参数（即第三编码器反馈的脉冲数），判断料板是否到达头卡位置；

如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板，打开对滚；

滚筒逆向旋转到规定角度（本实施例为20～30°），压轮压紧料板，滚筒逆向旋转到至尾卡位置停止，打开尾卡；

滚筒正向旋转至规定角度（本实施例为2～3°），将料板送入尾卡，关闭尾卡，松开压轮，结束一次上板过程。

上板时，随着滚筒的旋转，通过气动压轮（与上板气缸通过电磁阀连通）使料板全部卷到滚筒上，并在负压的作用下吸附在滚筒外周。

上板操作结束后，启动打印单元及加热/冷排单元，在料板上实现打印操作；本实施例在打印的同时，启动加热/冷排单元，通过热风管将热风送到料板表面，边打印边烘干，同时通过冷风管将冷风送到打印头处与热风隔离，这样可保证打印头不被墨堵塞，所述打印操作过程如下：

打印单元的控制过程如图10所示，具体为：

上板操作完成后，控制单元启动字车运行至打印起始位置；

启动滚筒单元旋转；

采集第二编码器反馈信号，判断该信号是否处于打印区域；

如处于打印区域，则启动打印头开始单列打印；

判断单列打印是否结束，如结束，则接续判断所有列打印是否结束；

如果所有列打印均结束，则字车移动至吸墨保护位置，等待下一次打印任务；

如果所有列打印没有结束，则字车步进一个单位，返回至判断该信号是否处于打印区域步骤；

如果单列打印没有结束，则返回启动打印头开始单列打印步骤；

如果第二编码器反馈信号不处于打印区域，则打印头提起返回判断该信号是否处于打印区域步骤。

在实际操作中，当控制单元接收到第二编码器反馈信号不在打印区域时，打印头提起规定高度（本实施例为3.9mm），直至越过尾卡进入打印区域后再下降到打印高度。

打印操作全部完成后，启动卸板单元和气动单元，进行卸板操作。卸板单元的控制如图11所示，过程为：

第二编码器将滚筒位置信号送至控制单元；

控制单元控制滚筒旋转使尾卡到卸板气缸对应位置时停止，通过气动单元压紧卸板压轮，通过卸板气缸打开尾卡；

滚筒反向旋转到规定角度（本实施例为2～3°）后，关闭尾卡，使料板尾端脱离滚筒；

滚筒正向转动，第二对滚转动，滚筒正向旋转到规定角度（本实施例为20～30°），卸板压轮松开；

带动料板尾端至出料仓，并使头卡至卸板气缸对应位置时滚筒停止，第二对滚停止，再通过卸板气缸打开头卡；

第二对滚再次启动，带动料板完全从滚筒脱离，关闭头卡；

等待规定时间（本实施例为5～10秒）后，第二对滚停止，一次卸板过程结束。

Claims (15)

1.一种纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于包括：控制单元、上板单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元，其中控制单元接收上板单元、打印单元、气动单元以及滚筒单元反馈的位置检测信号；控制单元的控制输出端接至上版单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸板单元的控制回路；打印单元接收滚筒单元的位置反馈信号；所述控制单元与上位机进行双向通讯连接； 

所述滚筒单元具有滚筒伺服电机以及滚筒伺服控制器，其中滚筒伺服控制器将接收的控制单元的伺服控制信号输出至滚筒伺服电机；滚筒伺服电机自带的第一编码器信号送至打印单元。 

2.按权利要求1所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述打印单元具有字车、字车步进伺服电机、字车步进伺服控制器、差分信号转换器、打印伺服电机、打印头及其控制模块，其中字车步进伺服控制器接收控制单元的控制信号，驱动字车步进伺服电机控制字车带动打印头沿滚筒轴向运行；差分信号转换器接收滚筒单元中滚筒伺服电机自带的第一编码器的差分信号转换成脉冲电平信号和Z相信号，均送至打印头控制模块，作为打印和打印起始信号；打印头控制模块接有打印头。 

3.按权利要求2所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述打印单元还设有第二编码器，其将滚筒伺服电机的位置检测信号反馈至控制单元，控制单元根据上述反馈信号输出控制信号至打印伺服电机，再通过该打印伺服电机驱动机械凸轮控制打印头的升降动作。 

4.按权利要求2所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述打印单元还具有吸墨装置，包括吸墨管及与上述吸墨管连接的吸墨泵，该吸墨泵接收控制单元的控制指令实现对打印头的吸墨操作。 

5.按权利要求2所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述打印单元还具有加热/冷排装置，包括电加热装置及制冷装置，二者分别通过热风管及冷风管将热风送至料板表面，将冷风包围在打印头处。 

6.按权利要求1所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述气动单元包括空气压缩泵、真空泵、吸墨泵及对应的气缸和气管路，气缸包括上板气缸、上板压轮气缸、卸板气缸、卸板压轮气缸和对滚压轮气缸，其中空气压缩泵通过其气管路与上板气缸和上板压轮气缸连接，该空气压缩泵通过其气管路与卸板气缸和卸板压轮气缸连接，空气压缩泵还连接对滚压轮气缸；真空泵通过其气管路与滚筒内腔连通；吸墨泵通过其气管路与吸墨头在控制单元的作用下对接连通。 

7.按权利要求6所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述气动单元还具有位置传感器，安装于各气缸的原位及到位位置，位置传感器的信号线与控制单元的输入端相连。 

8.按权利要求1所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述上板单元具有第一对滚、定位装置、第三编码器、第一、二位置检测装置、头卡和尾卡，其中第一对滚的驱动电机及定位装置的驱动电机接收控制单元的控制信号，第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板在滚筒轴向方向的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元接收第三编码器采集的第一对滚的驱动电机的位置反馈信号，输出控制信号至气动单元控制头卡的卡紧动作；控制单元再根据打印单元反馈的滚筒的位置信号，输出控制信号控制尾卡气缸电磁阀。 

9.按权利要求1所述的纳米材料直接制版机控制装置，其特征在于：所述卸板单元具有第二对滚，通过驱动电机控制，控制单元根据打印单元反馈的滚筒的位置信号，输出控制信号至尾卡或头卡的气缸电磁阀。 

10.一种纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于包括以下步骤： 

整机上电，各单元初始化； 

对打印头进行吸墨保护； 

启动上板单元和气动单元，在滚筒单元的配合下进行上板操作； 

启动打印单元，在料板上实现打印操作； 

打印操作全部完成后，启动卸板单元和气动单元，进行卸板操作，将料板从滚筒上卸下，输出，完成一次制版过程； 

所述卸板操作过程为： 

第二编码器将滚筒位置信号送至控制单元； 

滚筒旋转使尾卡到卸板气缸对应位置时停止，压紧卸板压轮，通过卸板气缸打开尾卡； 

滚筒反向旋转到规定角度后，关闭尾卡，使料板尾端脱离滚筒； 

滚筒正向旋转，第二对滚转动，滚筒正向旋转到规定角度，卸板压轮松开；带动料板尾端至出料仓，并使头卡至卸板气缸对应位置时停止，第二对滚停止，再通过卸板气缸打开头卡； 

第二对滚再次启动，带动料板完全从滚筒脱离，关闭头卡； 

等待规定时间后第二对滚停止，一次卸板过程结束。 

11.按权利要求10所述的纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于：所述吸墨保护是在打印前将打印头内残留的纳米水通过抽真空的方式吸净，即： 

控制单元发送指令控制打印单元的字车回到吸墨保护位置，即吸墨头与吸墨泵气管路对应； 

启动吸墨泵进行吸墨操作。 

12.按权利要求10所述的纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于：所述上板操作过程如下： 

启动滚筒旋转到原点并启动气动单元； 

启动第一对滚卷入料板； 

如果料板到达第一位置，则停止第一对滚电机，启动料板横向定位电机并卡紧料板； 

第一对滚电机再次启动，当到达第二检测位置时，由第三编码器将第一对滚旋转位置信号送至控制单元，计算料板传送至头卡的距离电参数； 

根据上述距离电参数，判断料板是否到达头卡位置； 

如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板； 

滚筒逆向旋转到规定角度，上板压轮压紧料板，滚筒逆向旋转到至尾卡位置停止，打开尾卡； 

滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡，松开上板压轮，结束一次上板过程。 

13.按权利要求10所述的纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于：所述打印操作过程如下： 

上板操作完成后，控制单元启动字车运行至打印起始位置； 

启动滚筒单元旋转； 

采集第二编码器反馈信号，判断该信号是否处于打印区域； 

如处于打印区域，则启动打印头开始单列打印； 

判断单列打印是否结束，如结束，则接续判断所有列打印是否结束； 

如果所有列打印均结束，则字车移动至吸墨保护位置，等待下一次打印任务。 

14.按权利要求13所述的纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于： 

如果所有列打印没有结束，则字车步进一个单位，返回至判断该信号是否处于打印区域步骤； 

或者，如果单列打印没有结束，则返回启动打印头开始单列打印步骤； 

或者，如果第二编码器反馈信号不处于打印区域，则打印头提起返回判断该信号是否处于打印区域步骤。 

15.按权利要求10所述的纳米材料直接制版机控制方法，其特征在于：还具有加热/冷排控制，打印的同时，启动加热/冷排单元，通过热风管将热风送到料板表面进行烘干。 

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