CN203713245U - 一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机，其中，所述基于闭环控制的行走机构包括一行走机构本体以及与所述行走机构本体相连的PLC控制装置；所述行走机构本体进一步包括：导轨、设置在导轨上的滑台、安装在所述滑台上的感应座、走动钳制制动装置、原点感应开关和距离传感器，以及与所述滑台相连的动力装置。与现有技术相比，其去掉马仔等机械定位方式，达到节省投资成本和免除人工调节工位间距从而提高生产效率降低生产成本的目的，同时，改变机器行走与机器在台板上的位置之间的开环控制为闭环控制，实现机器在台板上的位置为绝对位置，从而在达到行走定位精度的同时，降低台板轨道和传动机构的成本。

Description

一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机

技术领域

本实用新型涉及行走式台板印花机技术领域，特别涉及一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机。  

背景技术

现有行走式台板印花机行走定位可分为机械定位和电子定位两种方式。机械定位又进一步分为整机定位和网版局部定位两种，其中整机定位如已经公开专利CN202368044U，采用定位柱机械配合定位套的方式；网版局部定位采用在网版及网版安装机构与台板之间通过机械限位方式定位，整台机器不需要定位。电子定位方式是采用伺服电机的定位特性使机器行走位移控制在设定的范围内，达到整机行走定位的目的。 

对于机械定位而言，其缺点是需要沿台板工位数量安装相应的机械限位装置或者定位套（俗称马仔，以下统称马仔），增加了投入成本；同时因为需要按工位安装马仔，当印刷品种变化时，工位间距就需要调整，所以调整马仔间距是必不可少的工序，这就需要花费时间，降低生产效能或者增加生产成本。 

而对于现有的电子定位方式，因其以安装同步轮的电机为主动力源，以沿台板铺设的同步带作为动力传动和制动的机械定位部件，尽管伺服电机与同步轮之间是闭环控制系统，在同步轮与同步带精度足够的情况下，可以实现精确定位，但是整机与数十米台板之间却是开环控制，机器整机在台板上是相对位置，不是绝对位置。加之在行走时机器的惯性，使得机器行走的速度，特别是定位时的速度需要很慢才能定位精确，否则速度稍快时就不能精确定位；另外，机器刮印时的震动也会导致机器在工位上的重复精度受到影响而不能达到印刷精度的要求。另外从经济方面来说，因为是开环控制，就需要机器沿行走方向的导轨采用精密直线导轨和铺设精密同步带，提高了投入成本。 

有鉴于此，现有技术有待改进和提高。  

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机，从而解决现有行走机构采用电子定位和机械定位时存在的效率低下、成本高、定位精度较差等问题。 

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案： 

一种基于闭环控制的行走机构，其中，包括一行走机构本体以及与所述行走机构本体相连的PLC控制装置；

其中，所述行走机构本体进一步包括：导轨、设置在导轨上的滑台、安装在所述滑台上的感应座、走动钳制制动装置、原点感应开关和距离传感器，以及与所述滑台相连的动力装置；

距离传感器实时监控行走机构本体的行走距离并把检测到的行走距离的数据反馈给PLC控制装置，所述PLC控制装置对输出数据和反馈回来的数据进行对比后，对动力装置发出相应的校对指令，从而实现机器在台板上的精确走位。

所述的基于闭环控制的行走机构，其中，所述动力装置为步进电机或伺服电机；所述滑台为滚珠丝杆传动滑台。 

所述的基于闭环控制的行走机构，其中，还包括一整机钳制制动装置；所述整机钳制制动装置设置在所述滑台上。 

所述的基于闭环控制的行走机构，其中，所述走动钳制制动装置包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、旋转牙杆、移动刹车片、固定刹车片和用于感应移动刹车片位置的感应开关；所述第一锥齿轮连接所述动力装置和第二锥齿轮；所述旋转牙杆连接所述第二锥齿轮，所述移动刹车片和固定刹车片设置在旋转牙杆的两端； 

当走动钳制制动装置需要制动时，动力装置经过第一锥齿轮、第二锥齿轮转向并驱动旋转牙杆正转，旋转牙杆正转带动移动刹车片向固定刹车片靠拢，从而夹紧导轨；当感应开关感应到移动刹车片的瞬间，动力装置停止转动，走动钳制制动装置完成制动；

当走动钳制制动装置需要松开导轨时，动力装置经过第一锥齿轮、第二锥齿轮转向并驱动旋转牙杆反转，旋转牙杆反转带动移动刹车片远离固定刹车片，到达设定时间时动力装置停止转动，走动钳制制动装置完成松开。

所述的基于闭环控制的行走机构，其中，所述移动刹车片和固定刹车片上设置有刹车皮。 

所述的基于闭环控制的行走机构，其中，所述刹车皮为软胶刹车皮。 

一种网版印刷机，其中，包括上述的基于闭环控制的行走机构。 

相较于现有技术，本实用新型提供的基于闭环控制的行走机构及网版印刷机，相比于现有技术具有以下优点： 

（1）去掉马仔等机械定位方式，达到节省投资成本和免除人工调节工位间距从而提高生产效率降低生产成本；

（2）改变机器行走与机器在台板上的位置之间的开环控制为闭环控制，实现机器在台板上的位置为绝对位置，从而在达到行走定位精度的同时，降低台板轨道和传动机构的成本；

（3）设计行走动力为精密滚珠丝杆传动，提高传动精度和速度，从而提高生产效率；

（4）设计整机钳制制动装置，使机器刮印时均能够与台板轨道有可靠的紧固，解决因机器和刮印震动导致的精度问题。

（5）设计行走动力滑块钳制制动装置，使机器行走时动力滑块能够钳制止动在行走轨道上，解决因机器惯性问题导致的启动、停止加速度不能过大，造成的速度慢效率低的问题。  

附图说明

图1为本实用新型的基于闭环控制的行走机构及网版印刷机的实施例中行走机构及网版印刷机整机的侧视的示意图。 

图2为本实用新型的基于闭环控制的行走机构的实施例中行走机构本体的侧视的示意图。 

图3a为本实用新型的基于闭环控制的行走机构的实施例中走动钳制制动装置的立体示意图。 

图3b为本实用新型的基于闭环控制的行走机构的实施例中走动钳制制动装置的俯视图。  

具体实施方式

本实用新型提供一种基于闭环控制的行走机构及网版印刷机，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

闭环(闭环结构）也叫反馈控制，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。其与开环的区别在于被控对象的输入信号的确定是否与其输出有关系。

本实用新型的基于闭环控制的行走机构包括一行走机构本体以及与所述行走机构本体相连的PLC控制装置。所述PLC控制装置对输出数据和反馈回来的数据进行对比后，对行走机构本体发出相应的校对指令，从而实现机器在台板上的走位。通过改变机器行走与机器在台板上的位置之间的开环控制为闭环控制，实现机器在台板上的位置为绝对位置，从而在达到行走定位精度的同时，降低台板轨道和传动机构的成本。 

请一并参阅图1和图2，其为本实用新型的基于闭环控制的行走机构及网版印刷机的实施例中行走机构及网版印刷机整机的侧视的示意图和基于闭环控制的行走机构的实施例中行走机构本体的侧视的示意图。如图所示，本实用新型提供的行走机构本体包括：导轨10、设置在导轨10上的滑台20、安装在所述滑台20上的感应座30、走动钳制制动装置40、原点感应开关50和距离传感器60，以及与所述滑台20相连的动力装置70。 

在本实施例中，所述导轨10为行走机构本体的运行轨道，滑台20沿所述导轨定向运动，感应座30、走动钳制制动装置40、原点感应开关50和距离传感器60均设置在所述滑台20上。所述动力装置70为步进电机或伺服电机；所述滑台20为滚珠丝杆传动滑台。设计行走动力为精密滚珠丝杆传动，提高传动精度和速度，从而提高生产效率。 

下面简述其工作原理： 

默认状态下，走动钳制制动装置40为松开状态；滚珠丝杆传动滑台20驱动走动钳制制动装置40向左行走（也可以向另一侧行走），直至原点感应开关50感应到感应座30上面的感应原点，滚珠丝杆传动滑台20即停止，走动钳制制动装置40回到原点。走动钳制制动装置40夹紧导轨10，整组机构完成定位。

滚珠丝杆传动滑台20启动，走动钳制制动装置40夹紧导轨10不动，从而给滚珠丝杆传动滑台20一个反向力，滚珠丝杆传动滑台20反向移动，直至精密滚珠丝杆传动滑台20完成设定距离，走动钳制制动装置40松开，整组机构完成精密行走。 

整机行走过程可以分为空返行走和刮印行走两部分组成： 

（1）空返行走

此种行走方式一般用在机器空返时。上述机器行走与机器在台板上的位置为闭环控制，在此基础上机器可以在一般的台板轨道上面做到精确走位同时可以去掉马仔等机械定位方式，降低了台板的工艺要求。

动力装置40（在本实施例中，为步进电机）带动行走机构本体行走，距离传感器60实时监控整机行走距离并把检测到的数据反馈给PLC控制装置， PLC控制装置对输出数据和反馈回来的数据进行对比，并对动力装置40发出相应的校对指令，从而实现机器在台板上的精确走位。 

（2）刮印行走 

走动钳制制动装置40默认处在原点位置，也就是原点感应开关50跟感应座30上感应点重合的位置。每次机器移动之前，走动钳制制动装置40从原点位置走到设定位置，然后走动钳制制动装置40夹紧导轨10，滚珠丝杆传动滑台20启动，带动整机快速移动直到走动钳制制动装置40回到原点同时距离传感器60将监控到的整机行走距离的数据反馈给PLC控制装置，PLC控制装置对输出数据和反馈回来的数据进行对比，并对动力装置发出相应的校对指令，从而实现机器在台板上的精确走位，整个移动的过程为闭环控制。

进一步地，如图1所示，所述的基于闭环控制的行走机构中，还包括一整机钳制制动装置80；所述整机钳制制动装置80设置在所述滑台上，所述整机钳制制动装置80用于避免机器震动影响机器工作效果（如安装在网版印刷机上时，通过设计整机钳制制动装置，使机器刮印时均能够与台板轨道有可靠的紧固，解决因机器和刮印震动导致的精度问题）。 

请继续参阅图3a和图3b，其分别为本实用新型的基于闭环控制的行走机构的实施例中走动钳制制动装置的立体示意图和俯视图。如图所示，所述走动钳制制动装置包括：第一锥齿轮410、第二锥齿轮420、旋转牙杆430、移动刹车片440、固定刹车片450和用于感应移动刹车片440位置的感应开关460；所述第一锥齿轮410连接所述动力装置70和第二锥齿轮420；所述旋转牙杆430连接所述第二锥齿轮420，所述移动刹车片440和固定刹车片450分别设置在旋转牙杆的两端； 

当走动钳制制动装置需要制动时，动力装置70经过第一锥齿轮410、第二锥齿轮420转向并驱动旋转牙杆430正转，旋转牙杆430正转带动移动刹车片440向固定刹车片450靠拢，从而夹紧导轨；当感应开关450感应到移动刹车片440的瞬间，动力装置70停止转动，走动钳制制动装置完成制动；

当走动钳制制动装置需要松开导轨时，动力装置70经过第一锥齿轮410、第二锥齿轮420转向并驱动旋转牙杆430反转，旋转牙杆430反转带动移动刹车片440远离固定刹车片450，到达设定时间时动力装置70停止转动，走动钳制制动装置完成松开。

通过走动钳制制动装置，使机器行走时能够钳制止动在行走轨道上，解决因机器惯性问题导致的启动、停止加速度不能过大，造成的速度慢效率低的问题。 

进一步地，如图3b所示，所述移动刹车片440和固定刹车片450上设置有刹车皮：移动刹车片440设置有第一刹车皮441，固定刹车片450上设置有第二刹车皮451；所述第一刹车皮441和第二刹车皮451可以为软胶刹车皮，其具有附着力强、摩擦力大、耐磨等优点。 

本实用新型还提供了一种网版印刷机，其包括上述的基于闭环控制的行走机构。其工作原理与上述类似，这里就不做赘述了。 

综上所述，本实用新型提供的基于闭环控制的行走机构及网版印刷机，其中，所述基于闭环控制的行走机构包括一行走机构本体以及与所述行走机构本体相连的PLC控制装置；所述行走机构本体进一步包括：导轨、设置在导轨上的滑台、安装在所述滑台上的感应座、走动钳制制动装置、原点感应开关和距离传感器，以及与所述滑台相连的动力装置。与现有技术相比，其去掉马仔等机械定位方式，达到节省投资成本和免除人工调节工位间距从而提高生产效率降低生产成本的目的，同时，改变机器行走与机器在台板上的位置之间的开环控制为闭环控制，实现机器在台板上的位置为绝对位置，从而在达到行走定位精度的同时，降低台板轨道和传动机构的成本。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。 

Claims (8)

1.一种基于闭环控制的行走机构，其特征在于，包括一行走机构本体以及与所述行走机构本体相连的PLC控制装置；

其中，所述行走机构本体进一步包括：导轨、设置在导轨上的滑台、安装在所述滑台上的感应座、走动钳制制动装置、原点感应开关和距离传感器，以及与所述滑台相连的动力装置；

距离传感器实时监控行走机构本体的行走距离并把检测到的行走距离的数据反馈给PLC控制装置，所述PLC控制装置对输出数据和反馈回来的数据进行对比后，对动力装置发出相应的校对指令，从而实现机器在台板上的精确走位。

2.根据权利要求1所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，所述动力装置为步进电机或伺服电机；所述滑台为滚珠丝杆传动滑台。

3.根据权利要求1所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，还包括一整机钳制制动装置；所述整机钳制制动装置设置在所述滑台上。

4.根据权利要求1所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，所述走动钳制制动装置包括：第一锥齿轮、第二锥齿轮、旋转牙杆、移动刹车片、固定刹车片和用于感应移动刹车片位置的感应开关；所述第一锥齿轮连接所述动力装置和第二锥齿轮；所述旋转牙杆连接所述第二锥齿轮，所述移动刹车片和固定刹车片分别设置在旋转牙杆的两端；

当走动钳制制动装置需要制动时，动力装置经过第一锥齿轮、第二锥齿轮转向并驱动旋转牙杆正转，旋转牙杆正转带动移动刹车片向固定刹车片靠拢，从而夹紧导轨；当感应开关感应到移动刹车片的瞬间，动力装置停止转动，走动钳制制动装置完成制动；

当走动钳制制动装置需要松开导轨时，动力装置经过第一锥齿轮、第二锥齿轮转向并驱动旋转牙杆反转，旋转牙杆反转带动移动刹车片远离固定刹车片，到达设定时间时动力装置停止转动，走动钳制制动装置完成松开。

5.根据权利要求4所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，所述移动刹车片和固定刹车片上设置有刹车皮。

6.根据权利要求5所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，所述刹车皮为软胶刹车皮。

7.根据权利要求3所述的基于闭环控制的行走机构，其特征在于，所述整机钳制制动装置包括一电磁铁。

8.一种网版印刷机，其特征在于，包括权利要求1所述的基于闭环控制的行走机构。