CN110861419B - 一种印刷模切张力自动控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种印刷模切张力自动控制系统及其控制方法，该方法包括如下步骤：响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整；依据打印参数执行打印操作；获得打印后纸张的张力参数；依据张力参数调整皮带的松紧度。采用本申请提供的印刷模切张力自动控制方法和系统能够实现印刷模切的自动控制，本申请抽取图像中的位图信息，进而对打印图像的位置通过控制器进行调整，可避免印刷中产生的张力问题。

Description

一种印刷模切张力自动控制系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及自动控制领域，尤其涉及一种印刷模切张力自动控制系统及其控制方法。

背景技术

现有的张力控制系统，对于存在张力的处理对象，例如纸张、薄膜、钢材等，其解决张力问题的手段有以下几种：

第一种方式是利用软件公式，计算处理对象的体积是否发生变化，从而判断是否存在张力问题，例如CN107918723A，其中使用张力控制器计算卷径的变化，当存在张力异常时，如断料或卡料，卷径计算会出现误差，通过张力逻辑判断，可对该误差进行排错与补偿。

第二种方式是采用定位装置或者人工展平，即尽量使得印刷品平展而试图解决张力偏差问题。

对于以上几种方式，具体到彩票印刷，由于其特殊的材质设置和多个刮开层和展示层的存在，即使印刷品是足够平整的，有时也会存在张力问题，因此急需提供一种系统，使得印刷模切中的张力控制问题得以解决，进一步的，该实现方案应该是自动化、无需人工参与的。

发明内容

本申请提供了一种印刷模切张力自动控制系统，通过对现有印刷模切系统的改造，实现对于张力问题的自动控制。

本申请提出一种印刷模切张力自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整；依据打印参数执行打印操作；获得打印后纸张的张力参数；依据张力参数调整皮带的松紧度。

优选地，其中，响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整包括如下子步骤：从图像中分拆出多个位图；将每个位图按照打印顺序存储在打印队列中；建立与打印队列中的每个位图相对应的打印参数；将所述打印参数存储到打印参数队列中；其中，根据打印队列中每个位图的颜色数据对打印参数进行调整。

优选地，其中在依据打印参数执行打印操作之后，将打印队列和打印参数队列保存到存储器中。

优选地，其中根据打印队列中每个位图的颜色数据对打印参数进行调整包括：将所述位图的颜色数据和所述位图相邻位图的颜色数据，输入参数调整模型中；参数调整模型对所述位图的打印参数进行调整。

优选地，其中还包括预先建立参数调整模型的步骤：建立参数数据库，存储位图的颜色数据和打印参数；将位图的颜色数据和打印参数以及所述位图相邻位图的颜色数据及其打印参数输入深度神经网络；对深度神经网络进行训练，获得参数调整模型。

优选地，其中依据张力参数调整皮带的松紧度包括如下子步骤：将所述张力参数输入目标张力曲线；根据目标张力曲线获得皮带张力调整值；依据皮带张力调整值调整皮带的松紧度。

优选地，其中还包括预先建立目标张力曲线的步骤：建立张力数据库，存储多个张力和调整参数的数据组；从张力数据库中获得多个数据组；依据数据组获得表征张力和调整参数的张力曲线；将张力曲线映射到目标区间，从而获得目标张力曲线f（X,Y）。

优选地，其中使用如下公式将张力曲线映射到目标区间[0,1]:

其中（X_i，Y_i）是目标区间坐标，X_i为目标张力，Y_i为目标张力调整值，（X，Y）是张力曲线坐标，X为张力参数，Y为张力调整值，X_max是张力曲线中X的最大值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，X_min是张力曲线中X的最小值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，A和B分别是X和Y的偏置值。

优选地，其中在根据目标张力曲线f（X,Y）获得目标张力调整值，使用如下公式获得张力调整值：

Y=(Y_i-B)*(Y_max-Y_min)+Y_min

其中Y_i为目标张力调整值，Y为张力调整值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，B是Y的偏置值。

本申请还提供一种印刷模切张力自动控制系统，其中包括控制器，执行如商之一所述的方法。

本申请实现的有益效果如下：采用本申请提供的印刷模切张力自动控制方法和系统能够实现印刷模切的自动控制，本申请抽取图像中的位图信息，进而对打印图像的位置通过控制器进行调整，可避免印刷中产生的张力问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一提供的一种印刷模切张力自动控制系统示意图；

图2是实施例二提供的一种印刷模切张力自动控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本申请实施例一提供一种印刷模切张力自动控制系统，按照承印物输送方向依次设置有打印模块110、张力检测模块120、控制器130、张力调节模块140、压线横切模块150，模块之间依靠同步带进行承印物输送。

打印模块110与控制器130连接，按照控制器130的指示完成打印操作，进一步的打印模块还可以集成承印物输送底架、承印物输送驱动辊、承印物输送从动辊和承印物倾斜校正辊，在驱动辊和从动辊两侧设置有承印物输送引导板，且两块引导板彼此相对设置，由两块引导板构成承印物输送路径，在承印物输送底架上放置承印物，由承印物输送驱动辊使承印物输送至输送路径后导入倾斜校正辊，通过倾斜校正辊对承印物的位置进行校正，将承印物输送至张力检测模块120中。

打印模块110用于控制在多色套印时任意颜色图像位置重合的准确度，本申请在承印物进入打印模块110后开始进行彩票套印，包括印刷十七种色组，色序依次为背印-黑标印刷-打底黑-打底白-打底白-UV隔离油-刮开黑-刮开黑-刮开白-刮开白-四色油墨（黄红蓝黑）-罩光油，经此一系列操作后完成彩票的印刷；

可选地，在刮开黑和刮开白中可以添加丙烯酸树脂液A，使刮开黑与刮开白印刷涂层干燥后具有很好的刮开性能与刮开成卷性；其中刮开黑制作方法为21%碳粉，5.5%分散剂，25%特定丙烯酸树脂A，25%丙烯酸树脂B，3.5%润湿剂，20%水；刮开白制作方法为40%钛白粉，5 %分散剂，15%特定丙烯酸树脂A，14%其它丙烯酸树脂，3%爽滑剂，23%水。

进一步地，为了防止彩票信息泄露，打印模块110中包括加密防伪子模块，接收控制器130发送的印刷信息，然后对对印刷信息进行扩频、加密防伪等工序生成防伪序列码，将防伪序列码经信道编码（如循环编码、卷积编码或Turbo编码等形式）生成具有检错纠错功能的防伪调制信号，将该信息传输至印刷子模块进行彩票加密印刷。

张力检测模块120包括张力检测辊和张力检测传感器；在张力检测辊的两端分别设置张力检测传感器，当承印物输送至张力检测辊上时，张力检测辊两端的张力检测传感器检测承印物两端的张力，并将承印物两端的张力发送至控制器130。

控制器130为可编程逻辑控制器，具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，当接收到张力检测传感器传送的承印物两端张力后，判断是否需要调节皮带的松紧度，如果需要调节，则控制张力调节模块140对皮带的松紧度进行调节，进一步的将承印物沿同步带经张力调节辊输送至套准模块进行图像套准印刷；

张力调节模块140包括两台伺服电机、张力调节辊和运动控制器，在张力调节辊两端分别设置一台伺服电机，两台伺服电机均通过运动控制器进行调节；根据控制器130的调节指示调节输送至张力调节辊上的伺服电机的位置，具体为运动控制器在接收到控制器130的调节指示后，根据调节指示中计算出的调节距离调节指定的伺服电机，使皮带的松紧度达到标准；

本申请通过张力调节模块140调节张力之后，承印物进入压线横切模块150。

在完成彩票的印刷之后将印刷后的彩票输入压线横切模块150，压线横切模块150用于对印刷后的彩票进行压线和横切；

具体地，压线横切控制模块包括压线装置、横切装置和收纸装置；压线装置包括分切刀、胶轴和压线轮，胶轴设置为上下对称且分别设置在分切刀两端，压线轮设置在胶轴和承印物输送端之间；横切装置包括裁剪台和设置在裁剪台上方的横切上刀辊以及设置在裁剪台下方的横切下刀辊，裁剪台对应刀辊的位置开设横切槽，横切上刀辊和横切下刀辊分别由一台单独的多级低速伺服电机驱动，且两个伺服电机均由一台运动控制器控制，该运动控制器保证两台伺服电机同步相向转动，通过裁剪台将承印物平稳放置，通过横切装置上下设置的横切刀辊与裁剪台上开设的横切槽对印品进行裁剪，然后将压线横切后的票包输送至收纸装置进行打包；收纸装置包括收纸平台、重量传感器和机械手，经压线横切后的票包输送至收纸平台后，重量传感器测量票包重量，当达到预定重量值时通过机械手将票包进行打包。

实施例二

本申请实施例二提供一种印刷模切张力自动控制方法，如图2所示，包括：

步骤210、响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整；包括如下子步骤：

步骤2101、从图像中分拆出多个位图；

其中图像由多个区域构成，每个区域中包括区域颜色、透明度、位置等信息，每个区域构成一个位图，位图中包括颜色信息、透明度信息、位置信息等。

步骤2102、将每个位图按照打印顺序存储在打印队列中；

预先构建打印队列，打印队列的大小依照构建的位图个数分配，其中按照位图的位置关系进行存储，即每个位图的相邻存储位置处存储的是其在图像中位置相邻的位图，存储的顺序即为打印顺序。

步骤2103、建立与打印队列中的每个位图相对应的打印参数；

根据打印队列中每个位图的颜色数据对打印参数进行调整。彩色打印时，由于不同颜色的颜料的表面张力不同，从而使得打印位置出现错位，例如表面张力大的涂料将会占用其他表面张力相对较小的涂料的位置，从而出现颜色重叠。现有的做法通常是使用人为干预，或者根据经验调准涂料位置，但是由于涂料种类的不同，也会出现一个种类的涂料，其中各个颜色的张力不同与另一种类的涂料相同颜色张力不同的问题，从而使得根据经验调准涂料位置变得困难。本申请使用人工智能的方法，对多批次、多种类的涂料进行预先训练，从而使得该系统具有自动根据涂料种类和种类中的颜色调整打印位置的效果。

进一步的，本申请不仅考虑当前位图的颜色数据和涂料种类，还考虑与当前位图相邻位图的颜色数据，例如黑色和黄色相邻，则在调整黑色位图的位置信息时，兼顾相邻黄色位图的位置信息，使得相邻的位图对准。

在实际操作时，从打印队列中获得位图一的颜色数据，将位图一的颜色数据和位图一相邻位图二的颜色数据，以及打印时所采用的涂料种类输入参数调整模型中；参数调整模型对所述位图的打印参数进行调整。即对打印时位图一和位图二的打印位置进行调整。

其中还包括预先建立参数调整模型的步骤：

建立参数数据库，存储位图的颜色数据和打印参数以及打印时所使用的涂料信息；

将位图的颜色数据和打印参数、所述位图相邻位图的颜色数据及其打印参数以及所使用的涂料信息输入深度神经网络；例如涂料的种类信息。

对深度神经网络进行训练，获得参数调整模型。

其中深度神经网络使用公知的网络进行构建即可。

通过训练，获得训练好的参数调整模型。

进一步的，本领域技术人员可以知道，在训练和实际使用时，可以不考虑涂料的种类信息，而进行建模和使用。

步骤2104、将所述打印参数存储到打印参数队列中；

将上述步骤中获得的打印参数存储到打印参数队列中，其中打印参数队列预先建立，其和打印队列一一对应，即每一个位图具有一个打印参数，打印参数中存储位图打印时的位置信息。

步骤220、依据打印参数执行打印操作；

在依据打印参数执行打印操作之后，将打印队列和打印参数队列保存到存储器中。存储器可位于打印模块中，或者控制器中，存储到存储器中的打印队列和打印参数可用于后续的打印，例如在间隔一段时间之后，再调用相同的打印命令时，即可从存储器中读取打印队列和打印参数，直接打印即可，从而加快了打印速度。进一步的，存储在存储器中的打印队列和打印参数可用于后续对参数调整模型的训练。可在系统空闲时，间隔预定时间之后，对参数调整模型进行进一步的训练，从而获得精度更加高的参数调整模型。

步骤230、获得打印后纸张的张力参数；

可使用张力检测传感器获得打印后纸张的张力参数。例如由于打印操作而使得纸张发生张力的变化。

步骤240、依据张力参数调整皮带的松紧度，包括如下子步骤：

步骤2401、将所述张力参数输入目标张力曲线；

步骤2402、根据目标张力曲线获得皮带张力调整值；

使用如下公式获得张力调整值：

Y=(Y_i-B)*(Y_max-Y_min)+Y_min

其中Y_i为目标张力调整值，Y为张力调整值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，B是Y的偏置值。

其中张力曲线是预先依据数据组建立的，每个数据组中包括张力及其对应的调整参数。偏置值依据经验给出。

步骤2403、依据皮带张力调整值调整皮带的松紧度。

预先建立目标张力曲线：

建立张力数据库，存储多个张力和调整参数的数据组；

从张力数据库中获得多个数据组；

依据数据组获得表征张力和调整参数的张力曲线；

将张力曲线映射到目标区间，从而获得目标张力曲线f（X,Y）。

使用如下公式将张力曲线映射到目标区间[0,1]:

其中（X_i，Y_i）是目标区间坐标，X_i为目标张力，Y_i为目标张力调整值，（X，Y）是张力曲线坐标，X为张力参数，Y为张力调整值，X_max是张力曲线中X的最大值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，X_min是张力曲线中X的最小值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，A和B分别是X和Y的偏置值。

由于将张力曲线映射到目标张力曲线，从而使得张力及其对应的调整值是收敛的，不会无限扩大，也不会无限缩小。避免了该自动控制方法执行时的错误发生几率。

进一步的，依据张力调整值调节皮带松紧度，可通过调整张力调节辊上的伺服电机至张力调节辊轴心的距离来实现。

实施例三

以上描述了根据张力调节值调整皮带松紧度的方案，但是在具体调节过程中，如果仅仅依据一个单一的张力调节值调节将会产生调整误差，例如皮带过紧，或者过松。因此提出如下改进方案。

步骤310、预先建立张力集合；

张力集合F中存储N个张力数组f（T_i，S_i），其中T_i是张力调节值，S_i是实际调节值，S_i表征对于皮带的实际调节程度，张力集合F可由工作人员预先构建，获得通过监视本系统的实际工作情况获得。

步骤320、对张力集合中的张力数组进行排序；

按照张力调节值T_i的大小进行排序。

步骤330、对排序后的张力数组，每隔预定长度进行截取，获得L个子集M。

获得的子集M，每个中包括多个排序后的张力数组。

步骤340、抽取子集M中的所有张力数组中的张力调节值和实际调节值，形成张力调节区间Z_i=[a_i,b_i]和实际调节区间W_i=[c_i,d_i]，从而构成张力调整阈N（Z_i，W_i）。

在实际应用中，获得张力调节值Y之后，查询张力调整阈N中的Z_i，判断Y所属的Z_i，根据所属的Z_i，获得W_i，依据W_i，调整皮带的松紧。

通过实施例三中的阈值方案，使得皮带的调整为区间式调整，从而避免的皮带过松或过紧情况的发生。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特殊进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种印刷模切张力自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整；

依据打印参数执行打印操作；

获得打印后纸张的张力参数；

依据张力参数调整皮带的松紧度；

其中还包括预先建立参数调整模型的步骤：

建立参数数据库，存储位图的颜色数据和打印参数；

将位图的颜色数据和打印参数以及所述位图相邻位图的颜色数据及其打印参数输入深度神经网络；

对深度神经网络进行训练，获得参数调整模型。

2.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中，响应于图像打印请求，依据图像的位图对打印参数进行调整包括如下子步骤：

从图像中分拆出多个位图；

将每个位图按照打印顺序存储在打印队列中；

建立与打印队列中的每个位图相对应的打印参数；

将所述打印参数存储到打印参数队列中；

其中，根据打印队列中每个位图的颜色数据对打印参数进行调整。

3.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中在依据打印参数执行打印操作之后，将打印队列和打印参数队列保存到存储器中。

4.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中根据打印队列中每个位图的颜色数据对打印参数进行调整包括：

将所述位图的颜色数据和所述位图相邻位图的颜色数据，输入参数调整模型中；

参数调整模型对所述位图的打印参数进行调整。

5.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中依据张力参数调整皮带的松紧度包括如下子步骤：

将所述张力参数输入目标张力曲线；

根据目标张力曲线获得皮带张力调整值；

依据皮带张力调整值调整皮带的松紧度。

6.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中还包括预先建立目标张力曲线的步骤：

建立张力数据库，存储多个张力和调整参数的数据组；

从张力数据库中获得多个数据组；

依据数据组获得表征张力和调整参数的张力曲线；

将张力曲线映射到目标区间，从而获得目标张力曲线f（X,Y），X为张力参数，Y为张力调整值。

7.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中使用如下公式将张力曲线映射到目标区间[0,1]:

其中（X_i，Y_i）是目标区间坐标，X_i为目标张力，Y_i为目标张力调整值，（X，Y）是张力曲线坐标，X为张力参数，Y为张力调整值，X_max是张力曲线中X的最大值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，X_min是张力曲线中X的最小值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，A和B分别是X和Y的偏置值。

8.如权利要求1所述的印刷模切张力自动控制方法，其中在根据目标张力曲线f（X,Y）获得目标张力调整值，使用如下公式获得张力调整值：

Y=(Y_i-B)*(Y_max-Y_min)+Y_min

其中Y_i为目标张力调整值，Y为张力调整值，Y_max是张力曲线中Y的最大值，Y_min是张力曲线中Y的最小值，B是Y的偏置值。

9.一种印刷模切张力自动控制系统，其中包括控制器，执行如权利要求1-8之一所述的方法。

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