CN105109221A - 一种圆网凹印一体印刷压花控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，基于圆网凹印一体印刷压花控制系统，圆网凹印一体印刷压花控制系统具体结构为：运动控制器通过以太网交换机分别与PLC可编程序逻辑控制器和HMI触摸屏连接，运动控制器还分别通过控制凹版伺服驱动器、圆网伺服驱动器、水冷伺服驱动器、压花伺服驱动器和送牵伺服驱动器进而控制版辊轴、圆网轴、水冷轴、压花轴、送牵轴，运动控制器还分别通过控制放料变频器、放牵变频器、压花水冷变频器、收牵变频器进而控制放料轴、放牵轴、压花水冷轴、收牵轴，将圆网，凹版，压花三者工艺的结合，实现任意三者之间的精准套印，本发明解决了现有技术中存在的套印方法单一的问题。

Description

一种圆网凹印一体印刷压花控制方法

技术领域

本发明属于壁纸印刷技术领域，具体涉及一种圆网凹印一体印刷压花控制方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，对壁纸品种的要求也越来越多，壁纸圆网印刷单元的印刷是手工网印的一种自动化形式，圆网印刷的特点是上浆量大，它将不同颜色和配方的PVC浆料印到纸基上以后，再经过烘箱发泡，使得这些浆料发泡成高低不一、立体感强、手感柔软的产品，因此有许多新的工艺产生，壁纸圆网印刷工艺与凹版印刷、洒粒等工艺相组合，既丰富了壁纸的生产工艺，又丰富了壁纸种类，提高了壁纸的价值和档次，市场前景广阔，但是目前而言，将圆网印刷，凹版印刷,连线压花三种工艺结合的控制方法还没有。

发明内容

本发明的目的是提供一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，解决了现有技术中存在的套印方法单一，无法将圆网印刷、凹版印刷、压花三种工艺结合的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，基于圆网凹印一体印刷压花控制系统，圆网凹印一体印刷压花控制系统具体结构为：运动控制器通过以太网交换机分别与PLC可编程序逻辑控制器和HMI触摸屏连接，运动控制器还分别通过控制凹版伺服驱动器、圆网伺服驱动器、水冷伺服驱动器、压花伺服驱动器和送牵伺服驱动器进而控制版辊轴、圆网轴、水冷轴、压花轴、送牵轴，运动控制器还分别通过控制放料变频器、放牵变频器、压花水冷变频器、收牵变频器进而控制放料轴、放牵轴、压花水冷轴、收牵轴，

具体按照以下步骤实施：

步骤1、启动设备前，分别设置运动控制器、PLC可编程逻辑控制器、HMI触摸屏的IP地址在同一个网段，形成局域网；

步骤2、当设备启动后，运动控制器发出设备的当前速度信号V，放料张力传感器将采集到的张力波动信号以-10V～+10V的模拟信号输入到PLC可编程序逻辑控制器的模拟量模块，运动控制器将此信号经过PID控制算法算出张力叠加速度V1，此时与放料变频器连接的放料变频电机的速度就为V2＝V+V1，运动控制器根据放料轴的速度V2，计算出放料变频电机转速n，运动控制器再将放料变频电机转速n转换为频率f，运动控制器将计算得到的放料变频电机的频率f发送给放料变频器，放料变频器驱动放料变频电机运转，同时，运动控制器计算出放牵变频电机、压花水冷变频电机、收牵变频电机所需的频率信号，分别传送给放牵变频器、压花水冷变频器、收牵变频器，进而驱动放牵变频电机、压花水冷变频电机、收牵变频电机运行，实现整机的张力控制；

步骤3、运动控制器将设备的速度信号V传送给控制器所设置的虚轴，版辊轴、圆网轴、水冷轴、压花轴、送牵轴与虚轴线速度同步，运动控制器将同步速度信号发送给凹版伺服驱动器、圆网伺服驱动器、水冷伺服驱动器、压花伺服驱动器和送牵伺服驱动器，各驱动器接受运动控制器指令驱动各伺服轴同步运转；

步骤4、步骤3中的版辊轴、圆网轴、压花轴与虚轴线速度达到一致后，通过凹版伺服电机、圆网伺服电机、压花伺服电机的相位补偿模式进行套色，各伺服电机将输入的套色距离长度S转换为对应版辊的相位α，通过运动控制器给定到各伺服电机的相位补偿输入端；

步骤5、在HMI触摸屏上设定需要套色的距离S后，运动控制器控制伺服驱动器，通过相位的叠加，凹版伺服电机、圆网伺服电机、压花伺服电机额外运行距离S，从而实现精确的套色。

本发明的特点还在于，

步骤2中放料变频电机转速n的计算公式如下：

n＝i*V/(π*d)，单位m/min，

式中，i为机械减速比，π为圆周率，d为放料轴当前直径。

步骤2中频率f的计算公式如下：

f＝n*P/60，

式中，n为放料变频电机的转速，P为放料变频电机的极对数。

步骤4中版辊的相位α，换算公式如下：

α＝360*S/(π*D)，单位用度来表示，

式中，S为需要套色的距离，D为版辊直径，π为圆周率。

凹版伺服驱动器、圆网伺服驱动器、水冷伺服驱动器、压花伺服驱动器、送牵伺服驱动器分别驱动凹版伺服电机、圆网伺服电机、水冷伺服电机、压花伺服电机、送牵伺服电机转动。

凹版伺服电机、圆网伺服电机、水冷伺服电机、压花伺服电机、送牵伺服电机与版辊轴、圆网轴、水冷轴、压花轴、送牵轴之间均设置有减速机构。

放料变频器、放牵变频器、压花水冷变频器、收牵变频器分别连接放料变频电机、放牵变频电机、压花水冷变频电机、收牵变频电机。

放料变频电机、放牵变频电机、压花水冷变频电机、收牵变频电机与放料轴、放牵轴、压花水冷轴、收牵轴之间均设置有减速机构。

本发明的有益效果是，圆网凹印一体印刷压花控制方法，采用全伺服控制方案，简化了整机的机械结构，大大的提高了控制性能的稳定，提高了产品的成品率，通过对运动控制软件的开发，实现稳定的张力控制，及精确的套色控制，实现了一机多用的功能。

附图说明

图1是本发明一种圆网凹印一体印刷压花控制方法圆网凹印一体印刷压花控制系统的结构示意图。

图中，1.运动控制器，2.以太网交换机，3.PLC可编程序逻辑控制器，4.HMI触摸屏，5.收牵变频器，6.收牵变频电机，7.减速机构，8.收牵轴，9.压花水冷变频器，10.压花水冷变频电机，11.压花水冷轴，12.放牵变频器，13.放牵变频电机，14.放牵轴，15.放料变频器，16.放料变频电机，17.放料轴，18.送牵伺服驱动器，19.送牵伺服电机，20.送牵轴，21.压花伺服驱动器，22.压花伺服电机，23.压花轴，24.水冷伺服驱动器，25.水冷伺服电机，26.水冷轴，27.圆网伺服驱动器，28.圆网伺服电机，29.圆网轴，30.凹版伺服驱动器，31.凹版伺服电机。

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。

本发明一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，基于圆网凹印一体印刷压花控制系统，如图1所示，圆网凹印一体印刷压花控制系统具体结构为：运动控制器1通过以太网交换机2分别与PLC可编程序逻辑控制器3和HMI触摸屏4连接，运动控制器1还分别通过控制凹版伺服驱动器30、圆网伺服驱动器27、水冷伺服驱动器24、压花伺服驱动器21和送牵伺服驱动器18进而控制版辊轴32、圆网轴29、水冷轴26、压花轴23、送牵轴20，凹版伺服驱动器30、圆网伺服驱动器27、水冷伺服驱动器24、压花伺服驱动器21、送牵伺服驱动器18分别驱动凹版伺服电机31、圆网伺服电机28、水冷伺服电机25、压花伺服电机22、送牵伺服电机19转动，凹版伺服电机31、圆网伺服电机28、水冷伺服电机25、压花伺服电机22、送牵伺服电机19与版辊轴32、圆网轴29、水冷轴26、压花轴23、送牵轴20之间均设置有减速机构，运动控制器1还分别通过控制放料变频器15、放牵变频器12、压花水冷变频器9、收牵变频器5进而控制放料轴17、放牵轴14、压花水冷轴11、收牵轴8，放料变频器15、放牵变频器12、压花水冷变频器9、收牵变频器5分别连接放料变频电机16、放牵变频电机13、压花水冷变频电机10、收牵变频电机6，放料变频电机16、放牵变频电机13、压花水冷变频电机10、收牵变频电机6与放料轴17、放牵轴14、压花水冷轴11、收牵轴8之间均设置有减速机构，

具体按照以下步骤实施：

步骤1、启动设备前，分别设置运动控制器1、PLC可编程逻辑控制器3、HMI触摸屏4的IP地址在同一个网段，形成局域网；

步骤2、当设备启动后，运动控制器1发出设备的当前速度信号V，放料张力传感器将采集到的张力波动信号以-10V～+10V的模拟信号输入到PLC可编程序逻辑控制器3的模拟量模块，运动控制器1将此信号经过PID控制算法算出张力叠加速度V1，此时与放料变频器15连接的放料变频电机16的速度就为V2＝V+V1，运动控制器1根据放料轴17的速度V2，计算出放料变频电机16转速n，放料变频电机16转速n的计算公式如下：

n＝i*V/(π*d)，单位m/min，

式中，i为机械减速比，π为圆周率，d为放料轴17当前直径，运动控制器1再将放料变频电机16转速n转换为频率f，频率f的计算公式如下：

f＝n*P/60，

式中，n为放料变频电机16的转速，P为放料变频电机16的极对数，运动控制器1将计算得到的放料变频电机16的频率f发送给放料变频器15，放料变频器15驱动放料变频电机16运转，同时，运动控制器1计算出放牵变频电机13、压花水冷变频电机10、收牵变频电机6所需的频率信号，分别传送给放牵变频器12、压花水冷变频器9、收牵变频器5，进而驱动放牵变频电机13、压花水冷变频电机10、收牵变频电机6运行，实现整机的张力控制；

步骤3、运动控制器1将设备的速度信号V传送给控制器所设置的虚轴，版辊轴32、圆网轴29、水冷轴26、压花轴23、送牵轴20与虚轴线速度同步，运动控制器1将同步速度信号发送给凹版伺服驱动器30、圆网伺服驱动器27、水冷伺服驱动器24、压花伺服驱动器21和送牵伺服驱动器18，各驱动器接受运动控制器1指令驱动各伺服轴同步运转；

步骤4、步骤3中的版辊轴32、圆网轴29、压花轴23与虚轴线速度达到一致后，通过凹版伺服电机31、圆网伺服电机28、压花伺服电机22的相位补偿模式进行套色，各伺服电机将输入的套色距离长度S转换为对应版辊的相位α，版辊的相位α，换算公式如下：

α＝360*S/(π*D)，单位用度来表示，

式中，S为需要套色的距离，D为版辊直径，π为圆周率，通过运动控制器1给定到各伺服电机的相位补偿输入端；

步骤5、在HMI触摸屏4上设定需要套色的距离S后，运动控制器1控制伺服驱动器，通过相位的叠加，凹版伺服电机31、圆网伺服电机28、压花伺服电机22额外运行距离S，从而实现精确的套色。

运动控制器1集成了以太网接口，CANOPEN接口以及SERCOS3通讯接口，运动控制器1与PLC可编程序逻辑控制器3、HMI触摸屏4通过以太网交换机2连接，三者之间通过profinet协议进行数据交换，运动控制器1与凹版伺服驱动器30、圆网伺服驱动器27、水冷伺服驱动器24、压花伺服驱动器21、送牵伺服驱动器18之间通过SERCOS3环网进行通讯，运动控制器1与放料变频器15、放牵变频器12、压花水冷变频器9、收牵变频器5之间通过CANOPEN接口连接。

运动控制器1的以太网接口，PLC可编程序逻辑控制器3的以太网接口，HMI触摸屏4的以太网接口接入交换机2，形成局域网，在运动控制器1，PLC可编程序逻辑控制器3编写通讯程序进行三者之间的数据交换运动控制器1作为整机的中央控制器，实现整机的张力控制，启停等逻辑控制，各凹版伺服、圆网伺服、压花伺服的同步控制及套色控制，运动控制器1将当前设备的运行状态参数通过通讯传送给PLC可编程序逻辑控制器3，PLC可编程序逻辑控制器3控制实现各压辊的离合，风机的启停，刮刀速度的大小等动作，HMI触摸屏4是操作者设定设备参数、实时观察设备状态信息的人机接口。

本发明圆网与凹版印刷色组及压花之间的套印依靠稳定的张力和各印刷辊之间的相位的调节来实现，圆网印刷属于轻压力接触，为了保证稳定的套印效果，必须保证各色组之间张力的稳定，运动控制器1作为整个系统的主要CPU，控制各色版辊电机，圆网电机及压花电机之间的线速度同步,根据调节水冷辊的周长递增来调节水冷辊之间的张力大小，并对各印刷组伺服电机及水冷辊电机进行优化实现完全的同步。

Claims (8)

1.一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，基于圆网凹印一体印刷压花控制系统，圆网凹印一体印刷压花控制系统具体结构为：运动控制器(1)通过以太网交换机(2)分别与PLC可编程序逻辑控制器(3)和HMI触摸屏(4)连接，运动控制器(1)还分别通过控制凹版伺服驱动器(30)、圆网伺服驱动器(27)、水冷伺服驱动器(24)、压花伺服驱动器(21)和送牵伺服驱动器(18)进而控制版辊轴(32)、圆网轴(29)、水冷轴(26)、压花轴(23)、送牵轴(20)，运动控制器(1)还分别通过控制放料变频器(15)、放牵变频器(12)、压花水冷变频器(9)、收牵变频器(5)进而控制放料轴(17)、放牵轴(14)、压花水冷轴(11)、收牵轴(8)，

具体按照以下步骤实施：

步骤1、启动设备前，分别设置运动控制器(1)、PLC可编程逻辑控制器(3)、HMI触摸屏(4)的IP地址在同一个网段，形成局域网；

步骤2、当设备启动后，运动控制器(1)发出设备的当前速度信号V，放料张力传感器将采集到的张力波动信号以-10V～+10V的模拟信号输入到PLC可编程序逻辑控制器(3)的模拟量模块，运动控制器(1)将此信号经过PID控制算法算出张力叠加速度V1，此时与放料变频器(15)连接的放料变频电机(16)的速度就为V2＝V+V1，运动控制器(1)根据放料轴(17)的速度V2，计算出放料变频电机(16)转速n，运动控制器(1)再将放料变频电机(16)转速n转换为频率f，运动控制器(1)将计算得到的放料变频电机(16)的频率f发送给放料变频器(15)，放料变频器(15)驱动放料变频电机(16)运转，同时，运动控制器(1)计算出放牵变频电机(13)、压花水冷变频电机(10)、收牵变频电机(6)所需的频率信号，分别传送给放牵变频器(12)、压花水冷变频器(9)、收牵变频器(5)，进而驱动放牵变频电机(13)、压花水冷变频电机(10)、收牵变频电机(6)运行，实现整机的张力控制；

步骤3、运动控制器(1)将设备的速度信号V传送给控制器所设置的虚轴，版辊轴(32)、圆网轴(29)、水冷轴(26)、压花轴(23)、送牵轴(20)与虚轴线速度同步，运动控制器(1)将同步速度信号发送给凹版伺服驱动器(30)、圆网伺服驱动器(27)、水冷伺服驱动器(24)、压花伺服驱动器(21)和送牵伺服驱动器(18)，各驱动器接受运动控制器(1)指令驱动各伺服轴同步运转；

步骤4、步骤3中的版辊轴(32)、圆网轴(29)、压花轴(23)与虚轴线速度达到一致后，通过凹版伺服电机(31)、圆网伺服电机(28)、压花伺服电机(22)的相位补偿模式进行套色，各伺服电机将输入的套色距离长度S转换为对应版辊的相位α，通过运动控制器(1)给定到各伺服电机的相位补偿输入端；

步骤5、在HMI触摸屏(4)上设定需要套色的距离S后，运动控制器(1)控制伺服驱动器，通过相位的叠加，凹版伺服电机(31)、圆网伺服电机(28)、压花伺服电机(22)额外运行距离S，从而实现精确的套色。

2.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，所述步骤2中放料变频电机(16)转速n的计算公式如下：

n＝i*V/(π*d)，单位m/min，

式中，i为机械减速比，π为圆周率，d为放料轴(17)当前直径。

3.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，所述步骤2中频率f的计算公式如下：

f＝n*P/60，

式中，n为放料变频电机(16)的转速，P为放料变频电机(16)的极对数。

4.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，所述步骤4中版辊的相位α，换算公式如下：

α＝360*S/(π*D)，单位用度来表示，

式中，S为需要套色的距离，D为版辊直径，π为圆周率。

5.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，凹版伺服驱动器(30)、圆网伺服驱动器(27)、水冷伺服驱动器(24)、压花伺服驱动器(21)、送牵伺服驱动器(18)分别驱动凹版伺服电机(31)、圆网伺服电机(28)、水冷伺服电机(25)、压花伺服电机(22)、送牵伺服电机(19)转动。

6.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，凹版伺服电机(31)、圆网伺服电机(28)、水冷伺服电机(25)、压花伺服电机(22)、送牵伺服电机(19)与版辊轴(32)、圆网轴(29)、水冷轴(26)、压花轴(23)、送牵轴(20)之间均设置有减速机构。

7.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，放料变频器(15)、放牵变频器(12)、压花水冷变频器(9)、收牵变频器(5)分别连接放料变频电机(16)、放牵变频电机(13)、压花水冷变频电机(10)、收牵变频电机(6)。

8.根据权利要求1所述的一种圆网凹印一体印刷压花控制方法，其特征在于，放料变频电机(16)、放牵变频电机(13)、压花水冷变频电机(10)、收牵变频电机(6)与放料轴(17)、放牵轴(14)、压花水冷轴(11)、收牵轴(8)之间均设置有减速机构。