CN106240146A - 一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，用于解决现有柔版辊印刷机存在的调压准确度低的技术问题，包括印刷机本体、版辊、墨辊、控制器、人机界面、电机、电机驱动器、滑动导轨、辊筒底座、丝杆和压印辊；版辊和墨辊通过辊筒底座安装在印刷机本体两侧的滑动导轨上，压印辊安装在印刷机本体上，在印刷机本体两侧各设置一个双读数头光栅尺，光栅尺读数头与辊筒底座连接，光栅主尺安装在印刷机本体上，以PLC为处理器的控制器根据人机界面指令和光栅尺读数头反馈的位移信息，控制电机驱动器驱动电机，电机通过丝杆驱动辊筒底座在滑动导轨上滑动，分别调节版辊与墨辊和版辊与压印辊之间的压力。本发明可用于柔版辊印刷机领域。

Description

一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统

技术领域

本发明属于印刷机械控制技术领域，涉及一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，可用于柔版辊印刷机领域。

背景技术

印刷机按印版种类分类分为凸版印刷机、凹版印刷机、平板印刷机和丝网印刷机。凸版印刷机是凸版施印的一种印刷机方式，凸版印刷机是使用凸版完成印刷过程的机器，所说的凸版是指图文部分明显高于空白部分的印版，如活字版、照相凸版和感光性树脂版等。凹版印刷是用凹版施印的一种印刷方式，凹版印刷机是用凹版进行印刷的机器，这里所说的凹版是指图文部分低于空白部分的印版，主要有照相凹版和雕刻凹版。平版印刷是用平版施印的一种印刷方式，平版印刷机是使用平版完成印刷过程的机器，这里所说的平版是指图文部分与空白部分几乎处于同一平面的印版，如平凹版、PS版、多层金属版以及无水平版等。丝网印刷是孔版印刷的一种，孔版印刷是指印版的图文部分可透过油墨漏印至承印物上的印刷方式，丝网印刷印版呈网状，版面形成通孔和不通孔两部分，印刷时油墨在刮墨板的挤压下从版面通孔部分漏印在承印物上，丝网印刷机是供丝网印刷用的机器，可分为平型和圆型丝网印刷机。柔版辊印刷机按印版种类来分是凸版印刷机之一，属于轻压力印刷，印刷压力的调节至关重要，如何高效地精确地完成压力的调节是印刷机实现高质量印刷的关键。

印刷机的调压直接影响着印刷是否达标，印刷机的压力包括版辊与墨辊之间的着墨压力以及版辊与压印辊之间的印刷压力；压力过小，图文转移不完整，引出来的图文发虚、不清晰锐利；压力过大，则使得油墨转移量过多，使印刷品图文失真，印刷色调不准。同时，压力使用不当，则容易出现一系列的印刷故障，如“网点变形”、“花版”、“墨杠”等，同时还会使印刷辊筒产生不必要的应力和变形，缩短设备的使用寿命。

印刷机的调压系统实质上是通过调节版辊和墨辊的位移来进行调压的，在印刷过程中每一色都有其对应的版辊与墨辊，在调压过程中我们需要对其进行精密的位移控制，传统的印刷机调压是通过手动调节来实现的，通过读取刻度盘与指针信息手动调节版辊和墨辊的位置来达到调压的效果，但合适的压力通常由工人的经验来进行判断，效率与质量均不高。随着技术的发展，自动化程度的提高，现在较先进的柔版辊印刷机中的调压装置所选用的电机为带有编码器的伺服电机，所选用的电机控制系统为PLC伺服电机控制系统，PLC控制器通过读取并判断伺服电机编码器采集的位置信息来检测是否到达所需的调压位置，以此来实现自动化调压。然而编码器测量的是电机的转动量，电机的转动是通过丝杆等传动装置传动到版辊与墨辊上，所以编码器采集的位移信息并不是版辊与墨辊两端的位移信息，属于间接测量，当传动装置出现故障或是由于长时间的使用传动装置出现磨损等原因时，版辊与墨辊的位移将与伺服电机的编码器所采集的位移信息会出现偏差，使得调压的准确度低。

如中国专利申请，授权公告号为CN 101714846 B，名称为“卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法及装置”的发明专利，公开了一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法和装置，其中调压方法包括快速进位和快速退位、防挤版辊、根据版辊周长的自动定位、根据不同印刷速度的自动调压、自动配方、断电记忆；调压装置：主PLC控制器与电源模块和人机界面连接，主PLC控制器与若干组伺服电机的双电机驱动模块连接，各个双电机驱动模块依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版辊座连接，主PLC控制器的内部包括主模块与若干组六轴驱动控制模块，主模块与各组六轴驱动控制模块通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块分别通过DRIVER QLIQ电缆线与电源模块连接。其有较好的自动化程度，以及较好的稳定性。但是该发明由于在位移信息采集过程中，是通过伺服电机编码器来进行位移信息的采集，控制器读取伺服电机编码器采集的信息，并将该信息作为辊筒两端的位移量，进而控制伺服电机驱动器驱动伺服电机调节压力，由于传动产生的误差会使得伺服电机编码器采集的位移量与辊筒两端实际的位移量出现偏差，导致调压准确度低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，用于解决现有调压系统中存在的调压准确度低的技术问题。

本发明的技术思路是：控制器的处理器采用PLC，其通过读取光栅尺对版辊与墨辊两端位移的测量值，控制步进电机驱动器驱动步进电机调节版辊与墨辊的位置，实现对着墨压力和印刷压力的闭环调节。

根据上述技术思路，实现本发明目的采取的技术方案为：

一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，包括印刷机本体1、版辊2、墨辊3、控制器4、人机界面5、电机6、电机驱动器7、滑动导轨8、辊筒底座9、丝杆10和压印辊11，版辊2和墨辊3的轴心平行且辊面接触，分别安装在辊筒底座9上；印刷机本体1四角的弯板上安装有电机6，该电机6通过丝杆10，驱动辊筒底座9在印刷机本体1两侧位置安装的滑动导轨8上滑动，用于调整着墨压力和印刷压力；压印辊11通过压印辊座固定在印刷机本体1上，该压印辊11与版辊2的轴心平行且辊面接触；控制器4，采用PLC作为处理器，用于控制调压系统，其与电机驱动器7和人机界面5形成电连接；电机驱动器7与电机6电连接；印刷机本体1的两侧各设置有一个光栅尺，该光栅尺包括一个光栅主尺12和两个光栅尺读数头13，其中光栅主尺12安装在印刷机本体1上，光栅尺读数头13与辊筒底座9相连，并与控制器4形成电连接，用于读取和传输辊筒底座9的位移信息。

上述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，电机6，采用步进电机。

上述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，电机驱动器7，采用步进电机驱动器。

上述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，光栅尺，采用增量式光栅尺。

上述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，着墨压力和印刷压力，分别指版辊2与墨辊3之间和版辊2和压印辊11之间的压力。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明由于在印刷机本体的两侧各设置有一个双读数头光栅尺，光栅主尺安装在印刷机本体上，光栅尺读数头与辊筒底座相连，并与控制器形成电连接，在位移信息的采集过程中光栅尺能够直接采集和发送版辊与墨辊两端的位移信息，使得控制器能够准确的控制辊筒的位移，与现有技术相比，有效地提高了调压的准确度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的控制器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

参照图1，本发明包括印刷机本体1、版辊2、墨辊3、控制器4、人机界面5、电机6、电机驱动器7、滑动导轨8、辊筒底座9、丝杆10、压印辊11和光栅尺；其中，

印刷机本体1，四角的弯板与印刷机本体1的两侧垂直，且其两侧和两端均具有较高的直线平行度；滑动导轨8，安装在印刷机本体1的两侧与辊筒底座9相连，与印刷机本体1的两侧平行，并处于辊筒底座9的下方，用于承载辊筒底座9；辊筒底座9，安装在滑动导轨8上，并与丝杆10连接；丝杆10，用于平稳精确地传递驱动力，本实施例中所用丝杆10的丝杆螺距为4mm；版辊2和墨辊3，安装在辊筒底座9上，用于油墨的传递，两辊筒轴心方向平行且在工作过程中辊面相互接触，两辊筒之间的压力为着墨压力；压印辊11，通过压印辊座安装在印刷机本体1上，轴心方向与版辊2轴心方向平行，在工作过程中，其辊面与版辊2辊面接触，其与版辊2之间的压力为印刷压力；印刷机本体1两侧各安装一个光栅尺，每个光栅尺包括一个光栅主尺12和两个光栅尺读数头13，光栅主尺12，作为位移标尺安装在印刷机本体1上，并与印刷机本体1的两侧平行，光栅尺读数头13，用于位移信息的测量和传输，其发送的信息包括A脉冲信号和B脉冲信号，位于同在一个光栅主尺12上方的两光栅尺读数头13，其中一个与在印刷机本体1同一侧的版辊2的辊筒底座9相连，另一个与在印刷机本体1同一侧的墨辊3的辊筒底座9相连，每一个光栅尺读数头13均与控制器4形成电连接，且两个光栅尺读数头13均可在光栅主尺12上正常滑动，为了降低生产成本，本实施例所采用的光栅尺为双读数头的增量式光栅尺，其量程为1000mm，分辨率为0.005mm；电机驱动器7，采用步进电机驱动器且设置其二细分，其与控制器4以及对应的电机6形成电连接，用于接收控制器4指令并控制电机6转动的角度和方向，在本实施例中共有四个电机驱动器7；电机6，用于提供本调压系统的驱动力，由于步进电机的精度高且价格合理，在本实施例中采用两相混合式步进电机，其安装在印刷机本体1四角的弯板上，电机轴方向与弯板垂直，且与丝杆10相连，当电机6转动时，电机6通过丝杆10驱动辊筒底座9在滑动导轨8上滑动，用于调节着墨压力和印刷压力，一个步进电机对应驱动一个辊筒底座9，在本实施例中共有四个步进电机，其中的两个步进电机驱动版辊2两端的辊筒底座9，另外两个驱动墨辊3两端的辊筒底座9。

控制器4，其结构如图2所示，采用PLC作为处理器，用于控制调压系统，与人机界面5形成电连接，在本实施例中采用的PLC包含16个输入口、16个输出口和一个RS-485通讯接口，16个输入口中包含8个高速输入口，16个输出口中包含4个高速输出口。

人机界面5，采用HMI，包括数据输入界面、指令发送界面和数据显示界面，用于进行人机交互，在本实施例中采用的HMI包括16M的ROM、128K的SRAM、7寸LCD显示屏、32位RISC处理器和一个通讯端口，该通讯端口支持RS-485通讯。

在本实施例中，该调压系统控制的是单色的调压，若初次使用或遇到故障重新上电使用该调压系统，需根据实际情况在人机界面5上输入版辊2和墨辊3两端所需的位移量以及版辊2的半径参数信息，控制器4解析人机界面5发送的指令信息，并控制电机驱动器7驱动电机6进行调压，若结果不满足调压要求，重复上述操作，直至满足调压要求为止，控制器4根据光栅尺读数头13发送的位移信息通过程序将最终的版辊2和墨辊3两端的位移信息以及版辊2的半径参数信息进行存储；若为正常使用即既不是初次使用也不是遇到故障重新上电使用的情况下，控制器4，接收并解析人机界面5发送的指令信息，该指令信息包括当前版辊2的半径参数信息，通过程序读取控制器4存储的以前的版辊2和墨辊3两端的位移信息以及以前的版辊2的半径参数信息，并运算出当前的版辊2和墨辊3两端所需要的位移量，将运算出的当前的版辊2和墨辊3两端所需要的位移量设置为理论调压位移值，控制器4控制四个电机驱动器7驱动其对应的电机6，电机6带动辊筒底座9在滑动导轨8上滑动，相应的版辊2和墨辊3也会随辊筒底座9移动，光栅尺读数头13将实际位移信息发送到控制器4上，控制器4运算出实际位移值并通过程序计算版辊2和墨辊3两端的实际调压位移值与理论调压位移值的差值，若差值不满足要求，则说明此时调压并不准确，则继续控制电机驱动器7驱动电机6转动，直至版辊2和墨辊3两端的实际调压位移值满足要求为止，实现了对调压的闭环控制，最后控制器4将版辊2和墨辊3两端的位移信息以及版辊2的半径参数信息进行存储。

参照图2，控制器4包括PLC模块41和光栅尺滤波整形模块42，光栅尺滤波整形模块42与PLC模块41的高速输入口进行连接；其中，

PLC模块41包括指令解析模块411、数据存储模块412、控制电机驱动器模块413、运算模块414和光栅尺数据处理模块415，指令解析模块411，用于接收和处理HMI上发来的指令信息；数据存储模块412，用于读取和存储版辊2和墨辊3两端的位移信息以及版辊2的半径参数信息；控制电机驱动器模块413，用于控制电机驱动器7，并设置其同时控制四个步进电机驱动器，使得四个步进电机驱动器能够同时运行，设置当检测到控制器4向电机驱动器7发送脉冲的下降沿时，步进电机驱动器控制步进电机转动，该转动角度为0.45°，从而每检测到一个脉冲下降沿时丝杆10也会转动0.45°，根据丝杆螺距与转动角度可求得理论的辊筒底座9的位移量a，计算公式为：a＝4÷(360÷0.45)＝0.005mm，使得每检测到一个脉冲下降沿辊筒底座9理论的位移量与光栅尺分辨率相同，也就是说调压的位移精度可达到0.005mm；运算模块414，用于将理论位移值与实际位移值进行对比并判断是否需要继续位移，实现调压的闭环运算；光栅尺数据处理模块415，用于处理光栅尺读数头13通过光栅尺滤波整形模块42传来的位移信息。

光栅尺滤波整形模块42，用于对光栅尺读数头13输出信号的滤波与整形，在本实施例中采用低通滤波电路和施密特整形电路。

以上描述和实施例，仅为本发明的优选实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和设计原理后，都可能在基于本发明的原理和结构的情况下，进行形式上和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，包括印刷机本体(1)、版辊(2)、墨辊(3)、控制器(4)、人机界面(5)、电机(6)、电机驱动器(7)、滑动导轨(8)、辊筒底座(9)、丝杆(10)和压印辊(11)，所述版辊(2)和墨辊(3)的轴心平行且辊面接触，分别安装在辊筒底座(9)上；所述印刷机本体(1)四角的弯板上安装有电机(6)，该电机(6)通过丝杆(10)，驱动辊筒底座(9)在印刷机本体(1)两侧位置安装的滑动导轨(8)上滑动，用于调整着墨压力和印刷压力；所述压印辊(11)通过压印辊座固定在印刷机本体(1)上，该压印辊(11)与版辊(2)的轴心平行且辊面接触；所述控制器(4)，采用PLC作为处理器，用于控制调压系统，其与电机驱动器(7)和人机界面(5)形成电连接；所述电机驱动器(7)与电机(6)电连接；其特征在于，所述印刷机本体(1)的两侧各设置有一个光栅尺，该光栅尺包括一个光栅主尺(12)和两个光栅尺读数头(13)，其中光栅主尺(12)安装在印刷机本体(1)上，光栅尺读数头(13)与辊筒底座(9)相连，并与控制器(4)形成电连接，用于读取和传输辊筒底座(9)的位移信息。

2.根据权利要求1所述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，其特征在于，所述电机(6)，采用步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，其特征在于，所述电机驱动器(7)，采用步进电机驱动器。

4.根据权利要求1所述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，其特征在于，所述光栅尺，采用增量式光栅尺。

5.根据权利要求1所述的一种柔版辊印刷机的自动精密调压系统，其特征在于，所述着墨压力和印刷压力，分别指版辊(2)与墨辊(3)之间和版辊(2)和压印辊(11)之间的压力。