CN104793565A - 一种用于印刷的抓标定位控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于印刷的抓标定位控制系统及方法，实现了高效套准定位控制，分别通过人机界面设定印刷周期长度、检测光电眼采集图标信号、编码器反馈印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号、FPGA控制器根据印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算印刷长度后与印刷周期长度比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若位于有效工作搜索区间内，则计算图标信号的长度，并与预先设定好的标准值进行对比，若图标信号的长度等于标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，发出控制信号、修正单元接收控制信号对承印物的位置进行调整，待调整完毕后，发出图标采集信号给FPGA控制器控制检测光电眼重新采集图标信号。

Description

一种用于印刷的抓标定位控制系统及方法

技术领域

本发明涉及印刷技术领域，尤其是一种用于印刷的抓标定位控制系统及方法。

背景技术

印刷技术是一个系统工程，主要分为印前、印刷、印后加工三大工序。

印后加工是指在已经完成一次印刷的材料表面进行二次加工，例如二次印刷(胶印、凹印、丝印、柔印等)、上光、烫金、压凸、压纹、压痕、模切成型等等工艺，以实现印品表面立体感、金属感、精致感等表面效果的成型和提升，使印品更加精美、高档以满足客户的需求。

印后加工由于是在已经完成一次印刷的材料表面进行再加工，所以必须保证新加工的图文与一次印刷所完成的图文之间具有准确的定位才能达到二次加工提升印品表面效果的目的。

套准定位是实现这一目的的关键技术，印刷中的套准定位是指通过控制每个颜色的印版，使印刷图案的各部分准确地印刷在要求的承印物区域(或点)。

现有技术中的套准定位系统，主要由中央控制单元、光电检测单元、编码器、数据高速采集单元、修正单元及人机互动操作界面等六大部分组成。国内外现有的套准控制技术是专门印刷上一个深色(不能是白色或与白色对比度不明显的颜色，以免光电检测单元不能识别)套准标识块(宽为0.8-1mm，线长为10mm的短横直线)，与承印物料前进方向呈纵向排列，通过光电检测单元来读取套准标识块进行套准定位。其工作原理如下：当套准标识块经过光电检测单元的焦点时，检测光线被反射到接收端，接收端输出一个电流(电压)脉冲信号到中央控制单元，中央控制单元根据该脉冲信号和检测承印物位置的编码器脉冲信号进行对比，计算输出控制信号，并指挥修正单元对承印物的位置进行调整，实现新加工的图文与一次印刷所完成的图文之间的定位套准，人机互动操作界面用于套准定位修正数据的手动输入和显示。

现有技术存在如下缺陷：若在套准标识块前后出现其它图案或污迹就会对光电检测单元造成识别干扰，产生多个错误的脉冲信号导致定位套准失败，现有技术要求必须要在承印物有效印刷区域外的两侧预留出空白边来专门制作套准标识色块，以避免错误脉冲的出现。

FPGA控制器为现场可编程门阵列控制器。

发明内容

本发明提供一种用于印刷的抓标定位控制系统及方法，所要解决的技术问题是现有技术中对光电检测单元造成识别干扰，导致定位套准失败，出现错误脉冲的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于印刷的抓标定位控制系统，包括人机界面、检测光电眼、编码器、FPGA控制器和修正单元。

所述人机界面，用于向所述FPGA控制器设定参数。

所述检测光电眼，用于采集图标信号，并输送给所述FPGA控制器。

所述编码器，用于采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行编码后输送给所述FPGA控制器。

所述编码器是与版辊同步旋转时得到了印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行编码反馈给所述FPGA控制器的。

所述FPGA控制器(4)，用于接收所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行解码，根据解码后的所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则向所述修正单元发出控制信号，若否则控制所述检测光电眼采集下一图标信号。

所述修正单元，用于接收所述控制信号，并对承印物的位置进行调整，待所述承印物的位置调整完毕后，发出图标采集信号给所述FPGA控制器控制所述检测光电眼重新采集图标信号。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述FPGA控制器包括第一运算模块、第一比较模块、第二运算模块和第二比较模块。

所述第一运算模块，用于根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度，并将所述印刷长度传输给所述第一比较模块。

所述第一比较模块，用于将所述印刷长度与通过所述人机界面预先设定的印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则调用第二运算模块，若否则控制所述检测光电眼采集下一图标信号。

所述第二运算模块，用于计算所述图标信号的长度，并将所述图标信号的长度传输给所述第二比较模块。

所述第二比较模块，用于将所述图标信号的长度与通过所述人机界面预先设定的标准值进行对比，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，控制所述检测光电眼采集下一图标信号。

进一步，在所述第一运算模块中，将所述印刷基准起始点信号确定为所述印刷周期长度的起点，所述印刷位置脉冲信号包括产品线运行速度信号和产品线运行时间信号，由所述产品线运行速度信号和产品线运行时间信号相乘计算得到从接收到所述印刷基准起始点信号开始的印刷长度。

进一步，在所述第一比较模块中，将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，若所述印刷长度为所述印刷周期长度的整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间内，调用第二运算模块；若所述印刷长度为所述印刷周期长度的非整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间外，控制所述检测光电眼采集下一图标信号。

进一步，在所述第二运算模块中，将采集所述图标信号时产生的脉冲信号的持续时间与所述印刷位置脉冲信号中的产品线运行速度相乘计算得到所述图标信号的长度。

本发明还提供了一种用于印刷的抓标定位控制方法，包括以下步骤：

步骤1：设定印刷周期长度。

步骤2：采集图标信号。

步骤3：采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号。

步骤4：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则发出控制信号，执行步骤5；若否则采集下一图标信号。

步骤5：根据所述控制信号对承印物的位置进行调整，返回步骤2。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤4的具体实现为：

步骤41：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度。

步骤42：将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则执行步骤43，若否则采集下一图标信号。

步骤43：计算所述图标信号的长度。

步骤44：将所述图标信号的长度与预先设定好的标准值进行比较，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，采集下一图标信号。

本发明的有益效果是：本发明避免了对光电检测单元造成识别干扰，导致定位套准失败，出现错误脉冲的问题，采用FPGA自动控制技术，应用门位控制理论实现在承印物的有效印刷区域内抓取固定的任意方形图文作为套准标识块，无需再在承印物有效印刷区域外的两侧预留出空白边来专门制作套准标识色块，同样实现了高效高精度的套准定位控制；应用本发明减少了承印物料的幅宽，提高了产品合格率，节约了生产成本，提高了产品利润；本发明还可以延伸应用于一次印刷环节，减少了原材料的投入，对于环境和资源保护具有一定的积极作用。

附图说明

图1为本发明系统的原理框图；

图2为本发明方法的方法流程图；

图3为本发明方法中步骤4的方法流程图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、人机界面，2、检测光电眼，3、编码器，4、FPGA控制器，5、修正单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种用于印刷的抓标定位控制系统，包括人机界面1、检测光电眼2、编码器3、FPGA控制器4和修正单元5。

所述人机界面1，用于向所述FPGA控制器4设定参数。

所述检测光电眼2，用于采集图标信号，并输送给所述FPGA控制器4。

所述编码器3，用于采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行编码后输送给所述FPGA控制器4。

所述编码器3是与版辊同步旋转时得到了印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行编码反馈给所述FPGA控制器4的。

所述FPGA控制器4，用于接收所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行解码，根据解码后的所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则向所述修正单元5发出控制信号，若否则控制所述检测光电眼2采集下一图标信号。

所述修正单元5，用于接收所述控制信号，并对承印物的位置进行调整，待所述承印物的位置调整完毕后，发出图标采集信号给所述FPGA控制器4控制所述检测光电眼2重新采集图标信号。

所述FPGA控制器4包括第一运算模块、第一比较模块、第二运算模块和第二比较模块。

所述第一运算模块，用于根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度，并将所述印刷长度传输给所述第一比较模块；

所述第一比较模块，用于将所述印刷长度与通过所述人机界面1预先设定的印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则调用第二运算模块，若否则控制所述检测光电眼2采集下一图标信号。

所述第二运算模块，用于计算所述图标信号的长度，并将所述图标信号的长度传输给所述第二比较模块。

所述第二比较模块，用于将所述图标信号的长度与通过所述人机界面1预先设定的标准值进行对比，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，控制所述检测光电眼2采集下一图标信号。

在所述第一运算模块中，将所述印刷基准起始点信号确定为所述印刷周期长度的起点，所述印刷位置脉冲信号包括产品线运行速度信号和产品线运行时间信号，由所述产品线运行速度信号和产品线运行时间信号相乘计算得到从接收到所述印刷基准起始点信号开始的印刷长度。

在所述第一比较模块中，将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，若所述印刷长度为所述印刷周期长度的整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间内，调用第二运算模块；若所述印刷长度为所述印刷周期长度的非整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间外，控制所述检测光电眼2采集下一图标信号。

在所述第二运算模块中，将采集所述图标信号时产生的脉冲信号的持续时间与所述印刷位置脉冲信号中的产品线运行速度相乘计算得到所述图标信号的长度。

如图2所示，一种用于印刷的抓标定位控制方法，包括以下步骤：

步骤1：设定印刷周期长度。

步骤2：采集图标信号。

步骤3：采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号。

步骤4：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则发出控制信号，执行步骤5；若否则采集下一图标信号。

步骤5：根据所述控制信号对承印物的位置进行调整，返回步骤2。

所述步骤4的具体实现为：

步骤41：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度；

步骤42：将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则执行步骤43，若否则采集下一图标信号；

步骤43：计算所述图标信号的长度；

步骤44：将所述图标信号的长度与预先设定好的标准值进行比较，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，采集下一图标信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于印刷的抓标定位控制系统，其特征在于，包括人机界面(1)、检测光电眼(2)、编码器(3)、FPGA控制器(4)和修正单元(5)；

所述人机界面(1)，用于向所述FPGA控制器(4)设定参数；

所述检测光电眼(2)，用于采集图标信号，并输送给所述FPGA控制器(4)；

所述编码器(3)，用于采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行编码后输送给所述FPGA控制器(4)；

所述FPGA控制器(4)，用于接收所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号并进行解码，根据解码后的所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则向所述修正单元(5)发出控制信号，若否则控制所述检测光电眼(2)采集下一图标信号；

所述修正单元(5)，用于接收所述控制信号，并对承印物的位置进行调整，待所述承印物的位置调整完毕后，发出图标采集信号给所述FPGA控制器(4)控制所述检测光电眼(2)重新采集图标信号。

2.根据权利要求1所述一种用于印刷的抓标定位控制系统，其特征在于，所述FPGA控制器(4)包括第一运算模块、第一比较模块、第二运算模块和第二比较模块；

所述第一运算模块，用于根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度，并将所述印刷长度传输给所述第一比较模块；

所述第一比较模块，用于将所述印刷长度与通过所述人机界面(1)预先设定的印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则调用第二运算模块，若否则控制所述检测光电眼(2)采集下一图标信号；

所述第二运算模块，用于计算所述图标信号的长度，并将所述图标信号的长度传输给所述第二比较模块；

所述第二比较模块，用于将所述图标信号的长度与通过所述人机界面(1)预先设定的标准值进行对比，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，控制所述检测光电眼(2)采集下一图标信号。

3.根据权利要求2所述一种用于印刷的抓标定位控制系统，其特征在于，在所述第一运算模块中，将所述印刷基准起始点信号确定为所述印刷周期长度的起点，所述印刷位置脉冲信号包括产品线运行速度信号和产品线运行时间信号，由所述产品线运行速度信号和产品线运行时间信号相乘计算得到从接收到所述印刷基准起始点信号开始的印刷长度。

4.根据权利要求2所述一种用于印刷的抓标定位控制系统，其特征在于，在所述第一比较模块中，将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，若所述印刷长度为所述印刷周期长度的整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间内，调用第二运算模块；若所述印刷长度为所述印刷周期长度的非整数倍，则确定所采集的图标位于有效工作搜索区间外，控制所述检测光电眼(2)采集下一图标信号。

5.根据权利要求2所述一种用于印刷的抓标定位控制系统，其特征在于，在所述第二运算模块中，将采集所述图标信号时产生的脉冲信号的持续时间与所述印刷位置脉冲信号中的产品线运行速度相乘计算得到所述图标信号的长度。

6.一种用于印刷的抓标定位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设定印刷周期长度；

步骤2：采集图标信号；

步骤3：采集印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号；

步骤4：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号判断所采集的图标是否为套准标识块，若是则发出控制信号，执行步骤5；若否则采集下一图标信号；

步骤5：根据所述控制信号对承印物的位置进行调整，返回步骤2。

7.根据权利要求6所述一种用于印刷的抓标定位控制方法，其特征在于，所述步骤4的具体实现为：

步骤41：根据所述印刷位置脉冲信号和印刷基准起始点信号计算出图标的印刷长度；

步骤42：将所述印刷长度与所述印刷周期长度进行比较，确定所采集的图标是否位于有效工作搜索区间内，若是则执行步骤43，若否则采集下一图标信号；

步骤43：计算所述图标信号的长度；

步骤44：将所述图标信号的长度与预先设定好的标准值进行比较，若所述图标信号的长度等于所述标准值，则判断所采集的图标为套准标识块，并发出控制信号；若所述图标信号的长度大于或小于所述标准值，则判断所采集的图标为非套准标识块，采集下一图标信号。