CN104692173A - 一种用于印刷设备上的卷径计算装置及计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于印刷设备上的卷径计算装置，包括安装在收放料电机上的编码器和变频器，编码器还通过数据线与高速计数模块连接，收放料电机还和收放料减速机以及收放料卷依次连接，高速计数模块与PLC控制器连接，PLC控制器与变频器连接。解决了现有技术中的卷径计量精度差，卷径变化反应迟缓、稳定性差的问题。本发明还公开了利用上述卷径计算装置进行卷径计算的方法，首先检测由收放料卷电机上的编码器发出的脉冲数n，然后在将得到的脉冲数n送至PLC控制器中进行计算得到卷径d。

Description

一种用于印刷设备上的卷径计算装置及计算方法

技术领域

本发明属于印刷机械设备技术领域，涉及一种用于印刷设备上的卷径计算装置。本发明还涉及利用该装置进行卷径计算的方法。

背景技术

目前在软包装行业中，包括各种印刷、复合、涂布、分切、检品等设备，凹印机料卷在收放卷过程中，收卷和放卷直径是不断变化的，直径的变化必然会引起基材张力的变化。放卷在制动力矩不变的情况下，直径减少，张力将随之增大；而收卷则相反，如果收卷力矩不变时，随着收卷直径增大，张力将减少。这是凹印机收放卷的固有特性所决定的，也是引起料带张力变化的主要因素之一，所以收放卷实时直径的计算就显得尤为重要。

现有的卷径计算方法主要有两种：1.使用直接测量的方法。例如用超声波测量卷径，但超声波测量存在精度差，易受干扰等问题；而采用本发明测出的卷径精度可以达到0.1mm。2.采用递归算法实现卷径计算，该算法的缺点是卷径会出现较大延迟，无法实时得出卷径。另外，由于控制过程中外部的干扰，卷径一旦出现错误，系统将很难稳定下来，只能停下机器重新设置卷径。

发明内容

本发明的目的提供一种用于印刷设备上的卷径计算装置，解决了现有技术中的卷径计量精度差，卷径变化反应迟缓、稳定性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于印刷设备上的卷径计算装置，包括安装在收放料电机上的编码器和变频器，编码器还通过数据线与高速计数模块连接，收放料电机还和收放料减速机以及收放料卷依次连接，高速计数模块与PLC控制器连接，PLC控制器与变频器连接。

本发明的另一目的是提供一种卷径计算方法。

本发明所采用的另一技术方案是，一种卷径计算方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，检测脉冲数，设置在收放料卷电机上的编码器发出脉冲信号，并通过高速计数模块计数得到脉冲数n，其中所使用的编码器的分辨率为N；

步骤2，将得到的脉冲数n发送至PLC控制器中进行计算，得到卷径d，具体的计算方法如下，

由v＝π·d·ω·i，得卷径 $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\mathrm{\ω}\·i}---\left(1\right)$

在公式(1)中，v表示收放料卷转动的线速度，d表示收放料卷直径；

ω表示收放料卷电机的角速度，由高速计数模块计数的编码器发出的脉冲计算得到，

即，将其代入公式(1)中，

得： $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\frac{\left(\frac{n}{N}\right)}{t}\·i}$

化简后得 $d=\frac{N\·v}{\mathrm{\π}\·n\·t\·i}---\left(2\right)$

公式(2)即为收放料卷的直径d的计算公式，

在公式(2)中，t表示计得脉冲数所用的时间；i表示收放料卷传动比。

本发明的特点还在于，

其中，步骤1中的编码器的分辨率N≥600。

本发明的有益效果是，本发明的计算精度高、实时性好；调试简单、独立于收放卷张力控制之外，可使用于各种收放卷场合；程序、硬件易于固化，通用性强。可以既快又好的得出实时卷径，为张力控制的稳定调节，提供准确的卷径，为张力控制创造良好的条件。

附图说明

图1是本发明一种用于印刷设备上的卷径计算装置的结构示意图。

图中，1.收放料卷，2.收放料减速机，3.收放料电机，4.变频器，5.PLC控制器，6.高速计数模块，7.编码器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明是一种用于印刷设备上的卷径计算装置，如图1所示，包括安装在收放料电机3上的编码器7和变频器4，编码器7还通过数据线与高速计数模块6连接，收放料电机3还和收放料减速机2以及收放料卷1依次连接，高速计数模块6与PLC控制器5连接，PLC控制器5与变频器4连接。

本发明用于印刷设备上的卷径计算装置，其工作过程为：当收放卷电机3转动时，编码器7会发出脉冲，然后将脉冲送给高速计数模块6，高速计数模块6会统计出一段时间内编码器7发出的脉冲数，再将脉冲数送给PLC控制器5进行计算处理，PLC控制器5通过计算处理，将处理后得出的卷径值，用于张力控制之中。

本发明一种卷径计算方法，基于一种用于印刷设备上的卷径计算装置，具体按照以下步骤实施：

步骤1，检测脉冲数，设置在收放料卷电机3上的编码器7发出脉冲信号，并通过高速计数模块6计数得到脉冲数n，其中所使用的编码器的分辨率为N，N≥600；

步骤2，将得到的脉冲数n发送至PLC控制器中进行计算，得到卷径d，具体的计算方法如下，

由v＝π·d·ω·i，得卷径 $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\mathrm{\ω}\·i}---\left(1\right)$

其中，v表示收放料卷转动的线速度，d表示收放料卷直径；

ω表示收放料卷电机的角速度，由高速计数模块6计数的编码器7发出的脉冲计算得到，

即，将其代入公式(1)中，

得： $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\frac{\left(\frac{n}{N}\right)}{t}\·i}$

化简后得 $d=\frac{N\·v}{\mathrm{\π}\·n\·t\·i}---\left(2\right)$

公式(2)即为收放料卷的直径d的计算公式，

其中，t表示计得脉冲数所用的时间；

i表示收放料卷传动比；

得到收放料卷的实时卷径d后，就可以用传统的张力控制方法来控制张力。PLC控制器将收放料电机的控制量送给变频器，通过变频器控制收放料电机，收放料电机再通过减速机控制收放料卷转动，进而实现张力控制。张力控制部分与传统控制方法相同。此发明仅完成收放料卷直径测量部分。因为收放料卷直径是张力控制中的重要中间量，本发明能够提供稳定、高精度的直径，为更加稳定和高精度的张力控制控制创造了良好条件。

本发明因为使用了高速计数模块计数脉冲，从而使得整个装置具有高精度计算卷径的优点，计算出的卷径精度可以达到0.1mm，已经远远超出了印刷机现有技术所能达到的卷径精度。方法中采用了通过编码器脉冲计数的原理，来计算出实时卷径，从而使方法本身具有实时性好，卷径更新及时、稳定的优点。

Claims (3)

1.一种用于印刷设备上的卷径计算装置，其特征在于，包括安装在收放料电机(3)上的编码器(7)和变频器(4)，所述的编码器(7)还通过数据线与高速计数模块(6)连接，所述的收放料电机(3)还和收放料减速机(2)以及收放料卷(1)依次连接，所述的高速计数模块(6)与PLC控制器(5)连接，所述的PLC控制器(5)与变频器(4)连接。

2.一种利用权利要求1所述的用于印刷设备上的卷径计算装置进行的卷径计算方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，检测脉冲数，设置在收放料卷电机(3)上的编码器(7)发出脉冲信号，并通过高速计数模块(6)计数得到脉冲数n，其中所使用的编码器的分辨率为N；

步骤2，将得到的脉冲数n发送至PLC控制器(5)中进行计算，得到卷径d，具体的计算方法如下，

由v＝π·d·ω·i，得卷径 $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\mathrm{\ω}\·i}---\left(1\right)$

在公式(1)中，v表示收放料卷转动的线速度，d表示收放料卷直径；

ω表示收放料卷电机(3)的角速度，由高速计数模块(6)计数的编码器(7)发出的脉冲计算得到，

即，将其代入公式(1)中，

得： $d=\frac{v}{\mathrm{\π}\·\frac{\left(\frac{n}{N}\right)}{t}\·i}$

化简后得 $d=\frac{N\·v}{\mathrm{\π}\·n\·t\·i}---\left(2\right)$

公式(2)即为收放料卷的直径d的计算公式，

在公式(2)中，t表示计得脉冲数所用的时间；i表示收放料卷传动比。

3.根据权利要求2所述的卷径计算方法，其特征在于，所述的步骤1中的编码器的分辨率N≥600。