JP2002248728A - Engraving head displacement regulator - Google Patents

Engraving head displacement regulator

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JP2002248728A
JP2002248728A JP2001049661A JP2001049661A JP2002248728A JP 2002248728 A JP2002248728 A JP 2002248728A JP 2001049661 A JP2001049661 A JP 2001049661A JP 2001049661 A JP2001049661 A JP 2001049661A JP 2002248728 A JP2002248728 A JP 2002248728A
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Japan
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engraving head
displacement
engraving
head
signal
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Application number
JP2001049661A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Ogawa
秀明 小川
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a displacement regulation of an engraving head to be facilitated by a user himself when the head is replaced with a new one or when the head is age-worn so that its characteristics are changed. SOLUTION: An engraving head displacement regulator disposes the engraving head so as not to contact with a gravure cylinder, inputs a step signal as a test drive signal, and drives the head. The regulator further acquires a time response of a displacement (y) of the head to the step signal in a predetermined sampling frequency, rapid Fourier transforms the time response of the displacement (y), and calculates frequency characteristics of a gain y/A. The regulator calculates a DC gain DC and a natural oscillation frequency ωe of the head from the frequency characteristics of the gain, and regulates a control constant by using them.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、彫刻ヘッド変位調
整装置、特に、グラビアシリンダの表面に複数のセルを
彫刻することにより、グラビア印刷のための凹板を製造
するグラビア彫刻機に用いられる彫刻ヘッドの変位調整
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engraving head displacement adjusting device, and more particularly to an engraving machine used in a gravure engraving machine for producing a concave plate for gravure printing by engraving a plurality of cells on the surface of a gravure cylinder. The present invention relates to a head displacement adjusting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】グラビア彫刻機は、表面に銅メッキが施
された円柱状のグラビアシリンダを回転させながら、こ
のシリンダの表面にセルと呼ばれる四角錐状の微小な穴
を形成する装置である。そして、セルの深さと幅とによ
って当該セルに挿入されるインキの量が制御され、画像
濃度が表現されるようになっている。シリンダ表面にセ
ルを形成するためには、彫刻ヘッドが用いられる。彫刻
ヘッドは、先端にダイヤモンドの針(バイト)を有する
スタイラスが設けられており、駆動信号によりスタイラ
スを振動させて彫刻を行っている。
2. Description of the Related Art A gravure engraving machine is a device that forms a square pyramid-shaped hole called a cell on the surface of a cylindrical gravure cylinder whose surface is copper-plated while rotating the gravure cylinder. The amount of ink inserted into the cell is controlled by the depth and width of the cell, so that the image density is expressed. An engraving head is used to form cells on the cylinder surface. The engraving head is provided with a stylus having a diamond needle (bite) at the tip, and performs engraving by vibrating the stylus in response to a drive signal.

【0003】固体振動素子のスタイラス(以下、単に彫
刻ヘッドと記す)に印加される駆動信号は、キャリー信
号に画像信号を重畳させた信号である。キャリー信号
は、数kHzの周波数の正弦波であり、一定の振幅でス
タイラスを振動させる。画像信号は、ステップ信号であ
り、ステップ信号の大きさによりセルの深さが調整され
る。このような駆動信号を彫刻ヘッドに印加することに
より、画像信号の濃度に対応する深さにセルをシリンダ
に彫刻している。
A drive signal applied to a stylus (hereinafter simply referred to as an engraving head) of a solid vibrating element is a signal obtained by superimposing an image signal on a carry signal. The carry signal is a sine wave having a frequency of several kHz and vibrates the stylus with a constant amplitude. The image signal is a step signal, and the depth of the cell is adjusted according to the magnitude of the step signal. By applying such a drive signal to the engraving head, the cell is engraved on the cylinder to a depth corresponding to the density of the image signal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、グラ
ビア彫刻機では、セルの深さによって濃度を表現するよ
うにしているので、彫刻ヘッドに印加する画像信号の大
きさとセルの深さとは一対一の対応関係にする必要があ
る。しかし、彫刻ヘッドの特性のばらつきによって、同
じ大きさの画像信号を印加しても同じスタイラス変位と
はならないため、彫刻ヘッドを新品に交換する毎に彫刻
ヘッドの変位調整を行わなければならない。また、彫刻
ヘッドを交換しなくても、使用するに従い彫刻ヘッドが
経年摩耗して特性が変化してしまう場合もある。このよ
うな彫刻ヘッドの変更や変化に対応して彫刻ヘッド自体
を調整するには専門知識が必要であり、ユーザが簡単に
行うことができない。したがって、彫刻ヘッドの特性の
変化があったにもかかわらずそのまま使用する場合が多
かった。また、彫刻ヘッドの特性の相違が大きく、その
まま使用できない場合は、工場から技術者が出張して計
測機器を用いて調整するか、特性を測定して工場で再設
計・プログラム変更が必要な場合もある。一方、グラビ
ア彫刻機の製品出荷時にも彫刻ヘッドの変位調整に多く
の工数を要している。
As described above, in the gravure engraving machine, since the density is expressed by the depth of the cell, the magnitude of the image signal applied to the engraving head and the depth of the cell are paired. It is necessary to make one correspondence. However, even if an image signal of the same magnitude is applied, the same stylus displacement does not occur due to variations in the characteristics of the engraving head. Therefore, every time the engraving head is replaced with a new one, the displacement of the engraving head must be adjusted. Even if the engraving head is not replaced, the engraving head may wear over time and its characteristics may change as it is used. Adjustment of the engraving head itself in response to such changes or changes in the engraving head requires specialized knowledge and cannot be easily performed by the user. Therefore, in many cases, the engraving head is used as it is despite the change in characteristics. If the characteristics of the engraving head are so different that it cannot be used as is, a technician from the factory will go on a business trip to make adjustments using measuring instruments or measure the characteristics and redesign or change the program at the factory. There is also. On the other hand, even when a gravure engraving machine is shipped, many man-hours are required to adjust the displacement of the engraving head.

【0005】本発明の目的は、彫刻ヘッドを新品に交換
した場合や彫刻ヘッドが経年摩耗して特性が変化した場
合に、ユーザ自信が彫刻ヘッドの変位調整を容易に行う
ことが出来るようにすることである。
An object of the present invention is to enable the user to easily adjust the displacement of the engraving head when the engraving head is replaced with a new one or when the engraving head has worn over time and its characteristics have changed. That is.

【0006】また本発明の別の目的は、グラビア彫刻機
の製品出荷時に彫刻ヘッドの変位調整に要する工数を低
減することにある。
Another object of the present invention is to reduce the number of steps required for adjusting the displacement of an engraving head when shipping a product of a gravure engraving machine.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る彫刻ヘッ
ド変位調整装置は、キャリー信号に画像信号を重畳して
なる駆動信号により彫刻ヘッドを駆動しグラビアシリン
ダの表面を彫刻するグラビア彫刻機の彫刻ヘッド変位調
整装置であって、駆動手段とテスト駆動信号供給手段と
変位検出手段と第1算出手段と第2算出手段とを備えて
いる。駆動手段は、駆動信号が入力され、この駆動信号
に従い彫刻ヘッドを駆動させる。テスト駆動信号供給手
段は、彫刻ヘッドの変位調整のために、駆動手段に対し
所定のテスト駆動信号を供給する。変位検出手段は、テ
スト駆動信号による彫刻ヘッドの変位を検出する。第1
算出手段は、テスト駆動信号に対する変位から彫刻ヘッ
ドの特性を算出する。第2算出手段は、彫刻ヘッドの特
性を用いて彫刻ヘッドを駆動するための制御定数を算出
する。
A gravure engraving machine for engraving a surface of a gravure cylinder by driving an engraving head by a drive signal obtained by superimposing an image signal on a carry signal is provided. An engraving head displacement adjusting device includes a driving unit, a test driving signal supplying unit, a displacement detecting unit, a first calculating unit, and a second calculating unit. The drive means receives a drive signal and drives the engraving head according to the drive signal. The test drive signal supply unit supplies a predetermined test drive signal to the drive unit for adjusting the displacement of the engraving head. The displacement detecting means detects a displacement of the engraving head by the test drive signal. First
The calculating means calculates the characteristics of the engraving head from the displacement with respect to the test drive signal. The second calculating means calculates a control constant for driving the engraving head using the characteristics of the engraving head.

【0008】請求項1に係る彫刻ヘッド変位調整装置で
は、彫刻ヘッドの変位を調整するために、テスト駆動信
号を駆動手段に与え、彫刻ヘッドを駆動させる。このテ
スト駆動信号に対する彫刻ヘッドの変位を変位検出手段
により検出し、第1算出手段により彫刻ヘッドの特性を
算出する。彫刻ヘッドの特性としては、例えば、テスト
駆動信号の直流成分に対する彫刻ヘッドの変位に基づく
利得(直流利得)と、彫刻ヘッドの固有振動数とであ
る。これらの彫刻ヘッドの特性に基づいて、第2算出手
段により彫刻ヘッドを駆動するための制御定数を算出す
る。例えば、直流利得に基づいて画像信号のゲインを決
定し、彫刻ヘッドの変位を検出する周波数を彫刻ヘッド
の固有振動数に近い値に決定する。
In the engraving head displacement adjusting device according to the first aspect, in order to adjust the displacement of the engraving head, a test drive signal is supplied to the driving means to drive the engraving head. The displacement of the engraving head with respect to the test drive signal is detected by the displacement detecting means, and the characteristics of the engraving head are calculated by the first calculating means. The characteristics of the engraving head include, for example, a gain based on the displacement of the engraving head with respect to the DC component of the test drive signal (DC gain) and the natural frequency of the engraving head. Based on these characteristics of the engraving head, a control constant for driving the engraving head is calculated by the second calculating means. For example, the gain of the image signal is determined based on the DC gain, and the frequency for detecting the displacement of the engraving head is determined to a value close to the natural frequency of the engraving head.

【0009】請求項1に係る彫刻ヘッド変位調整装置に
よれば、ユーザ自身が彫刻ヘッドの変位調整を容易に行
うことが出来る。また、製品出荷時においても彫刻ヘッ
ドの変位調整の工数を低減することができる。
According to the engraving head displacement adjusting device of the first aspect, the user himself can easily adjust the displacement of the engraving head. Also, the man-hour for adjusting the displacement of the engraving head can be reduced even at the time of shipping the product.

【0010】請求項2に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項1に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
テスト駆動信号は所定のステップ信号である。ステップ
信号にはあらゆる周波数の信号が含まれているので、1
回のテスト信号の駆動により彫刻ヘッドの変位を検出す
れば、あらゆる周波数の信号に対する彫刻ヘッドの特性
を算出することができる。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 2 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 1,
The test drive signal is a predetermined step signal. Since the step signal includes signals of all frequencies, 1
If the displacement of the engraving head is detected by driving the test signal twice, the characteristics of the engraving head for signals of all frequencies can be calculated.

【0011】請求項3に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項2に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
変位検出手段は、テスト駆動信号に対する彫刻ヘッドの
変位を一定のサンプリング周期で検出する。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 3 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 2,
The displacement detecting means detects the displacement of the engraving head with respect to the test drive signal at a constant sampling cycle.

【0012】請求項4に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項3に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
サンプリングされた検出値をフーリエ変換することによ
り彫刻ヘッドの特性を求める。ステップ信号に対する彫
刻ヘッドの変位を一定のサンプリング周期で検出し、そ
の検出結果をフーリエ変換することにより各周波数の信
号に対する彫刻ヘッドの変位の利得及び固有振動数を算
出することができる。この場合、高速に数値計算を行う
ために高速フーリエ変換を用いることが好ましい。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 4 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 3,
The characteristics of the engraving head are obtained by Fourier transforming the sampled detection values. By detecting the displacement of the engraving head with respect to the step signal at a constant sampling period, and performing a Fourier transform on the detection result, it is possible to calculate the gain and the natural frequency of the displacement of the engraving head with respect to the signal of each frequency. In this case, it is preferable to use a fast Fourier transform in order to perform a numerical calculation at a high speed.

【0013】請求項5に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項1に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
テスト信号は複数の周波数に対する正弦波である。この
場合、各周波数に対する彫刻ヘッドの特性を求めるため
にフーリエ変換により数値計算を行う必要がなく、彫刻
ヘッドの特性をより精度よく算出することができる。な
おこの場合、テスト信号の直流分に対する彫刻ヘッドの
変位に基づく利得(直流利得)を得るために、周波数ゼ
ロの正弦波(直流信号)も入力する。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 5 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 1,
The test signal is a sine wave for a plurality of frequencies. In this case, it is not necessary to perform numerical calculation by Fourier transform in order to obtain the characteristics of the engraving head for each frequency, and the characteristics of the engraving head can be calculated more accurately. In this case, a sine wave (DC signal) having a frequency of zero is also input in order to obtain a gain (DC gain) based on the displacement of the engraving head with respect to the DC component of the test signal.

【0014】請求項6に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項5に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
正弦波の周波数を順次変更し各周波数に対する彫刻ヘッ
ドの変位から彫刻ヘッドの特性を求める。テスト駆動信
号の正弦波の周波数を順に連続的に変化させて彫刻ヘッ
ドの特性を算出するので、効率よく各周波数に対する彫
刻ヘッドの特性を得ることができる。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 6 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 5,
The frequency of the sine wave is sequentially changed, and the characteristics of the engraving head are obtained from the displacement of the engraving head at each frequency. Since the characteristics of the engraving head are calculated by sequentially changing the frequency of the sine wave of the test drive signal in order, the characteristics of the engraving head for each frequency can be obtained efficiently.

【0015】請求項7に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項4又は6に係る彫刻ヘッド変位調整装置にお
いて、第1算出手段は、彫刻ヘッドの特性として、テス
ト駆動信号の直流分に対する彫刻ヘッドの変位に基づく
利得と、彫刻ヘッドの固有振動数とを算出する。テスト
信号の直流分に対する彫刻ヘッドの利得から画像信号に
対するゲインを調整し、彫刻時の駆動信号に対する彫刻
ヘッドの変位の利得を目標の値にすることができる。ま
た、彫刻ヘッドの固有振動数に近い値にキャリー信号の
周波数を設定すれば、彫刻時において駆動信号に対する
彫刻ヘッドの変位の利得を大きく採ることができる。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 7 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 4 or 6, wherein the first calculating means includes, as characteristics of the engraving head, the engraving head with respect to the DC component of the test drive signal. , And a natural frequency of the engraving head are calculated. The gain for the image signal is adjusted based on the gain of the engraving head for the DC component of the test signal, and the gain of the displacement of the engraving head relative to the drive signal during engraving can be set to a target value. If the frequency of the carry signal is set to a value close to the natural frequency of the engraving head, a large gain of the displacement of the engraving head with respect to the drive signal can be obtained during engraving.

【0016】請求項8に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項7に係る彫刻ヘッドの変位調整装置におい
て、第2算出手段は、算出された利得に基づいて画像信
号のゲインを算出する。この場合、テスト信号に対する
彫刻ヘッドの変位の利得から画像信号のゲインを調整す
ることにより、彫刻時において彫刻ヘッドの利得を目標
の値にすることができる。
The engraving head displacement adjusting device according to an eighth aspect of the present invention is the engraving head displacement adjusting device according to the seventh aspect, wherein the second calculating means calculates the gain of the image signal based on the calculated gain. In this case, by adjusting the gain of the image signal from the gain of the displacement of the engraving head with respect to the test signal, the gain of the engraving head can be set to a target value during engraving.

【0017】請求項9に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項7に係る彫刻ヘッドの変位調整装置におい
て、第2算出手段は、算出された固有振動数に基づい
て、彫刻時のサンプリング周波数を算出する。彫刻時に
駆動信号に対する彫刻ヘッドの変位の利得を大きく採る
ために、キャリー信号の周波数は彫刻ヘッドの固有振動
数に近い値に設定される。キャリー信号を彫刻ヘッドの
固有振動数に近い値に設定するのに合わせて、彫刻時の
彫刻ヘッドの変位を検出するサンプリング周波数を調整
する。これにより彫刻時において彫刻ヘッドを精度よく
制御することができる。
In the engraving head displacement adjusting device according to a ninth aspect, in the engraving head displacement adjusting device according to the seventh aspect, the second calculating means sets the sampling frequency at the time of engraving based on the calculated natural frequency. calculate. The frequency of the carry signal is set to a value close to the natural frequency of the engraving head in order to increase the gain of the displacement of the engraving head with respect to the drive signal during engraving. The sampling frequency for detecting the displacement of the engraving head during engraving is adjusted in accordance with setting the carry signal to a value close to the natural frequency of the engraving head. As a result, the engraving head can be accurately controlled during engraving.

【0018】請求項10に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項7に係る彫刻ヘッド変位調整装置において、
第2算出手段は算出された固有振動数に基づいてキャリ
ー信号周波数を算出する。キャリー信号を彫刻ヘッドの
固有振動数に近い値に設定すると、彫刻時に駆動信号に
対する彫刻ヘッドの変位の利得を大きく採ることができ
る。
The engraving head displacement adjusting device according to claim 10 is the engraving head displacement adjusting device according to claim 7,
The second calculating means calculates a carry signal frequency based on the calculated natural frequency. When the carry signal is set to a value close to the natural frequency of the engraving head, a large gain of the displacement of the engraving head with respect to the drive signal can be obtained during engraving.

【0019】請求項11に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項7から10のいずれかに記載の彫刻ヘッド変
位調整装置において、第1算出手段において算出された
固有周波数に基づいて彫刻ヘッドの種類を判別するヘッ
ド判別手段をさらに備えている。この場合、彫刻ヘッド
の固有振動数を算出することにより、彫刻ヘッドの種類
(5kHz対応や10kHz対応)を自動的に判別する
ことができる。
An engraving head displacement adjusting device according to an eleventh aspect is the engraving head displacement adjusting device according to any one of the seventh to tenth aspects, wherein the type of the engraving head is determined based on the natural frequency calculated by the first calculating means. Is further provided. In this case, by calculating the natural frequency of the engraving head, the type of the engraving head (compatible with 5 kHz or 10 kHz) can be automatically determined.

【0020】請求項12に係る彫刻ヘッド変位調整装置
は、請求項11に係る彫刻ヘッド変位調整装置におい
て、第2算出手段は、ヘッド判別手段において判別され
た彫刻ヘッドの種類に基づいて彫刻ヘッドを駆動するた
めの制御定数を算出する。この場合、彫刻ヘッドの種類
に応じて彫刻ヘッドの制御に必要な制御定数を自動的に
設定することができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the engraving head displacement adjusting device according to the eleventh aspect, the second calculating means controls the engraving head based on the type of the engraving head determined by the head determining means. The control constant for driving is calculated. In this case, control constants necessary for controlling the engraving head can be automatically set according to the type of the engraving head.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】〔第1実施形態〕 〔全体構成〕本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド変位
調整装置を備えるグラビア彫刻機の構成を図1及び図2
に示す。図1はグラビア彫刻機の正面図であり、図2は
グラビア彫刻機の平面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] [Overall Configuration] FIGS. 1 and 2 show the configuration of a gravure engraving machine having an engraving head displacement adjusting device according to an embodiment of the present invention.
Shown in FIG. 1 is a front view of the gravure engraving machine, and FIG. 2 is a plan view of the gravure engraving machine.

【0022】このグラビア彫刻機は、図1及び図2に示
すように、ベッド1と、ベッド1の上面に固定された主
軸台2と、主軸台2と対向して配置された芯押し台3
と、テーブル4とを備えている。芯押し台3は、ベッド
1の上面に固定された一対のガイドレール6に沿って左
右方向に移動自在である。また芯押し台3は、ベッド1
側部に設けられたモータ及びベルト等からなる駆動機構
9によって、主軸台2に対して接近又は離反可能であ
る。また芯押し台3にはセンタ12が設けられており、
このセンタ12はシリンダ13によって出没自在であ
る。テーブル4は、ベッド1の上面に配置された一対の
ガイドレール7に沿って左右方向に移動自在である。テ
ーブル4は、一対のガイドレール間に配置されたボール
ネジ15及びこれを駆動するための駆動モータ16によ
って、ガイドレール7に沿って移動される。主軸台2
は、主軸10を有しており、この主軸10は、駆動モー
タ及びベルト等からなる駆動機構11によって回転させ
られるようになっている。このような構成において、グ
ラビアシリンダ14は、図1の2点鎖線で示すように、
主軸10とセンタ12との間に支持される。
As shown in FIGS. 1 and 2, this gravure engraving machine includes a bed 1, a headstock 2 fixed to the upper surface of the bed 1, and a tailstock 3 arranged opposite to the headstock 2.
And a table 4. The tailstock 3 is movable in the left-right direction along a pair of guide rails 6 fixed to the upper surface of the bed 1. The tailstock 3 is a bed 1
The headstock 2 can be approached or separated from the headstock 2 by a drive mechanism 9 including a motor and a belt provided on the side. The tailstock 3 is provided with a center 12.
The center 12 can be moved up and down by a cylinder 13. The table 4 is movable in the left-right direction along a pair of guide rails 7 arranged on the upper surface of the bed 1. The table 4 is moved along the guide rail 7 by a ball screw 15 arranged between a pair of guide rails and a drive motor 16 for driving the same. Headstock 2
Has a main shaft 10, and the main shaft 10 is configured to be rotated by a driving mechanism 11 including a driving motor, a belt, and the like. In such a configuration, the gravure cylinder 14 is, as shown by a two-dot chain line in FIG.
It is supported between the main shaft 10 and the center 12.

【0023】テーブル4には、彫刻ヘッド21が前後方
向に移動自在に設けられている。そして、テーブル4の
上面には一対のガイドレール20が設けられ、ボールネ
ジ22及び駆動モータ23からなる駆動機構によってこ
のガイドレール20に沿って前後方向に移動させられる
ようになっている。
The table 4 is provided with an engraving head 21 movably in the front-rear direction. Further, a pair of guide rails 20 is provided on the upper surface of the table 4, and can be moved in the front-rear direction along the guide rails 20 by a driving mechanism including a ball screw 22 and a driving motor 23.

【0024】図3は彫刻ヘッド21の斜視図であり、図
4は彫刻ヘッド21の分解斜視図である。彫刻ヘッド2
1は、図3及び図4に示すように、下押さえ板211
と、放熱フィン212と、固体振動素子213と、スタ
イラス214と、変位センサ217とを有している。下
押さえ板211の上面には、放熱フィン212が固着さ
れている。放熱フィン212は、固体振動素子213を
空冷する部材であり、中央部に貫通孔212aが形成さ
れている。この貫通孔212aには、固体振動素子21
3が埋設されている。固定振動素子213は、印加され
る電気信号により振動する素子であり、例えばピエゾ素
子、磁歪素子である。スタイラス214は、放熱フィン
212の上面に設けられている。このスタイラス214
は、ネジ215によって放熱フィン212に固着される
基台214aと、基台214aから水平方向に突出しそ
の先端上面に彫刻針としてのダイヤモンドバイト216
が装着された振動板214bとからなる。変位センサ2
17は、下押さえ板211を貫通して設けられている。
この変位センサ217の先端は、振動板214bの先端
と所定の間隔を開けて対向している。
FIG. 3 is a perspective view of the engraving head 21, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the engraving head 21. Engraving head 2
1 is a lower holding plate 211 as shown in FIGS.
, A radiation fin 212, a solid vibration element 213, a stylus 214, and a displacement sensor 217. The radiation fin 212 is fixed to the upper surface of the lower holding plate 211. The radiation fin 212 is a member that cools the solid vibration element 213 by air, and has a through hole 212a formed in the center. The solid vibration element 21 is inserted into the through hole 212a.
3 are buried. The fixed vibration element 213 is an element that vibrates according to an applied electric signal, and is, for example, a piezo element or a magnetostrictive element. The stylus 214 is provided on the upper surface of the radiation fin 212. This stylus 214
Is a base 214a fixed to the radiation fin 212 by screws 215, and a diamond tool 216 as an engraving needle protruding in the horizontal direction from the base 214a and provided on the top surface of the tip.
Is attached to the diaphragm 214b. Displacement sensor 2
17 is provided penetrating the lower holding plate 211.
The distal end of the displacement sensor 217 faces the distal end of the diaphragm 214b at a predetermined interval.

【0025】固体振動素子213の上端には、振動板2
14bの下面と点接触する鋼球213aが設けられてい
る。固体振動素子213は、彫刻信号が与えられると図
4の矢印方向に振動する。これに伴って、振動板214
bは、基台214aとの接続点を支点として上下方向に
振動する。変位センサ217は、振動板214bの先端
部分、すなわちダイヤモンドバイト216部分の振動位
置を非接触で検出する。このような変位センサとして
は、静電容量式のセンサを用いても良いし、超音波式、
渦電流式、レーザ変位式のセンサを用いても良い。
At the upper end of the solid vibration element 213, the diaphragm 2
A steel ball 213a that is in point contact with the lower surface of 14b is provided. The solid vibration element 213 vibrates in the direction of the arrow in FIG. 4 when an engraving signal is given. Accordingly, the diaphragm 214
b vibrates up and down with the connection point with the base 214a as a fulcrum. The displacement sensor 217 detects the vibration position of the tip of the diaphragm 214b, that is, the position of the diamond tool 216 in a non-contact manner. As such a displacement sensor, a capacitance type sensor may be used, an ultrasonic type sensor,
An eddy current sensor or a laser displacement sensor may be used.

【0026】〔彫刻ヘッドの変位調整〕グラビア彫刻機
の電気的ハードウェア構成を図10に示す。ホストコン
ピュータ31は、副走査位置x_posをデュアルアク
セスメモリ33に出力する。またホストコンピュータ3
1は、主走査位置y_posと、画像信号及びキャリー
信号を重畳した彫刻信号rとをパラレルインタフェース
32を介してデュアルアクセスメモリ33に出力する。
またユーザは、ホストコンピュータ31においてオート
チューニングON/OFFを設定することができ、オー
トチューニングをONに設定すると後述する彫刻ヘッド
の変位調整が自動的に行われる。デュアルポートメモリ
33にはDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)34
が接続されており、DSP34は、デュアルポートメモ
リ33に格納された彫刻信号rを読み出して出力する。
DSP34において彫刻信号rを駆動信号uに変換した
後、駆動信号uは、D/A変換器35でアナログ信号に
変換され、さらにドライバアンプ36で電力増幅された
後、固体振動素子213に与えられる。変位センサ21
7は振動板214bの振動量を検知するが、その検知結
果はセンサアンプ37で増幅され、センサアンプ37の
出力yがA/D変換器38でディジタル信号に変換され
た後、DSP34にフィードバックされる。DSP34
は、指令した駆動信号uとフィードバックされた振動板
214bの振動量yとの間に差がある場合、彫刻信号r
を補正して適切な彫刻が行われるようにしている。
[Adjustment of Engraving Head Displacement] FIG. 10 shows the electrical hardware configuration of the gravure engraving machine. The host computer 31 outputs the sub-scanning position x_pos to the dual access memory 33. Host computer 3
1 outputs the main scanning position y_pos and the engraving signal r on which the image signal and the carry signal are superimposed to the dual access memory 33 via the parallel interface 32.
The user can set auto tuning ON / OFF in the host computer 31. When auto tuning is set to ON, displacement adjustment of the engraving head described later is automatically performed. The dual port memory 33 has a DSP (Digital Signal Processor) 34
Is connected, and the DSP 34 reads out and outputs the engraving signal r stored in the dual port memory 33.
After the DSP 34 converts the engraving signal r into a drive signal u, the drive signal u is converted into an analog signal by the D / A converter 35, further power-amplified by the driver amplifier 36, and then given to the solid-state vibrating element 213. . Displacement sensor 21
Reference numeral 7 detects the amount of vibration of the diaphragm 214b. The detection result is amplified by the sensor amplifier 37, the output y of the sensor amplifier 37 is converted into a digital signal by the A / D converter 38, and is fed back to the DSP 34. You. DSP34
When there is a difference between the commanded drive signal u and the fed back vibration amount y of the diaphragm 214b, the engraving signal r
Is corrected so that appropriate engraving is performed.

【0027】彫刻ヘッド21のフィードバック制御の制
御ブロック図を図6に示す。彫刻ヘッド21のフィード
バック制御は、同図に示すように、彫刻信号rが制御器
Kに入力されて駆動信号uに変換され、その駆動信号u
が制御対象Pに入力され、変位yが出力される。ここ
で、制御器Kは、図5の構成中DSP34,D/A変換
器35,ドライバアンプ36に対応しており、制御対象
Pは、彫刻ヘッド21に対応している。本実施形態の彫
刻ヘッド変位調整装置では、彫刻信号rに基づいて生成
される駆動信号uの代わりに、彫刻ヘッド21の特性を
知るためにステップ信号又は正弦波信号をテスト駆動信
号として用いる。ここでは、まず、テスト駆動信号とし
てステップ信号を用いて彫刻ヘッド21の変位調整を行
う場合を説明する。なおテスト駆動信号としては、ステ
ップ信号に代えて、インパルス信号や白色ノイズ信号等
を用いても良い。
FIG. 6 shows a control block diagram of the feedback control of the engraving head 21. In the feedback control of the engraving head 21, the engraving signal r is input to the controller K and converted into a drive signal u, as shown in FIG.
Is input to the control target P, and the displacement y is output. Here, the controller K corresponds to the DSP 34, the D / A converter 35, and the driver amplifier 36 in the configuration of FIG. 5, and the control target P corresponds to the engraving head 21. In the engraving head displacement adjusting device according to the present embodiment, a step signal or a sine wave signal is used as a test driving signal in order to know the characteristics of the engraving head 21 instead of the driving signal u generated based on the engraving signal r. Here, first, a case will be described in which the displacement of the engraving head 21 is adjusted using a step signal as a test drive signal. As the test drive signal, an impulse signal, a white noise signal, or the like may be used instead of the step signal.

【0028】彫刻ヘッド変位調整装置の制御のアルゴリ
ズムを図7を参照して説明する。図7(a)に示すよう
に制御対象Pにu=Aのテスト駆動信号を入力した場
合、彫刻ヘッド21は自由振動し、変位yは(b)のよ
うに振動する。ステップ信号にはあらゆる周波数の信号
が含まれていると考えられるので、ステップ信号に対す
る出力である変位yにおいて各周波数成分の大きさを調
べれば、周波数応答が近似的に得られる。具体的には、
図7(a)の変位yの時間変化を一定のサンプリング周
波数で検出し、図7(b)のようなyの時間応答を調べ
る。ここで、後に高速フーリエ変換を行うために、2n
個の変位yをサンプリングする。例えば、サンプリング
周波数を100kHzとし、1024個(210個)のデ
ータをサンプリングする。このようにして作成したyの
時間応答(図7(b))を高速フーリエ変換することに
より、ゲインy/Aの周波数特性を算出する(図7
(c))。次に、周波数がゼロ(直流分)の信号に対す
るゲインを直流利得DCとして算出し、ゲインの周波数
特性においてゲインが最大となる周波数の値を彫刻ヘッ
ド21の固有振動数ωeとして算出する。このようにし
て算出された彫刻ヘッド21の特性を用いて制御定数を
決定する。なお、直流利得DCは、周波数がゼロ近傍の
信号に対するゲインから算出しても実質的に問題はな
い。例えば、周波数が十分低い数kHz等でのゲインを
用いる場合もある。
The control algorithm of the engraving head displacement adjusting device will be described with reference to FIG. When a test drive signal of u = A is input to the control target P as shown in FIG. 7A, the engraving head 21 freely vibrates, and the displacement y vibrates as shown in FIG. Since the step signal is considered to include signals of all frequencies, if the magnitude of each frequency component is examined at the displacement y which is an output for the step signal, a frequency response can be approximately obtained. In particular,
The time change of the displacement y in FIG. 7A is detected at a constant sampling frequency, and the time response of y as shown in FIG. 7B is examined. Here, in order to perform a fast Fourier transform later, 2 n
The displacement y is sampled. For example, the sampling frequency is set to 100 kHz, and 1024 (2 10 ) data are sampled. The frequency response of the gain y / A is calculated by performing a fast Fourier transform on the time response of y (FIG. 7B) created in this manner (FIG. 7).
(C)). Next, the gain for a signal having a frequency of zero (DC component) is calculated as DC gain DC, and the value of the frequency at which the gain is maximum in the frequency characteristics of the gain is calculated as the natural frequency ωe of the engraving head 21. The control constant is determined using the characteristics of the engraving head 21 calculated in this manner. It should be noted that there is substantially no problem if the DC gain DC is calculated from the gain for a signal whose frequency is close to zero. For example, a gain at a frequency of several kHz that is sufficiently low may be used.

【0029】図8には、上述したアルゴリズムを用いて
彫刻ヘッド21の変位調整を行うフローを示す。以下の
彫刻ヘッド21の変位調整では、基準となる彫刻ヘッド
21を用いて制御器Kの制御ゲイン、彫刻ヘッド21の
駆動信号の直流分に対するゲイン(直流利得)、サンプ
リング周波数、彫刻ヘッド21の固有振動数を予め測定
して、これらを基準制御ゲインkg0、基準直流利得D
C0、基準サンプリング周波数fn0、基準固有振動数
ωe0として設定しておく。
FIG. 8 shows a flow for adjusting the displacement of the engraving head 21 using the above-described algorithm. In the displacement adjustment of the engraving head 21 described below, the control gain of the controller K, the gain for the DC component of the drive signal of the engraving head 21 (DC gain), the sampling frequency, and the specific The frequencies are measured in advance, and these are used as the reference control gain kg0 and the reference DC gain D
C0, the reference sampling frequency fn0, and the reference natural frequency ωe0 are set in advance.

【0030】ステップS11において彫刻開始の命令が
されるとステップS12に移行する。ステップS12で
は、ホストコンピュータ31よりデュアルアクセスメモ
リ33を介してオートチューニングON/OFFフラグ
を読み込み、ON又はOFFを判別する。オートチュー
ニングON/OFFフラグがONであればステップS1
3に移行し、OFFであればステップS19に移行し、
通常の彫刻動作によりグラビアシリンダ14を彫刻す
る。
When a command to start engraving is issued in step S11, the process proceeds to step S12. In step S12, the auto tuning ON / OFF flag is read from the host computer 31 via the dual access memory 33, and ON or OFF is determined. If the auto tuning ON / OFF flag is ON, step S1
3 and if OFF, the process proceeds to step S19,
The gravure cylinder 14 is engraved by a normal engraving operation.

【0031】ステップS13では、彫刻ヘッド21がグ
ラビアシリンダ14に接触しない状態で、テスト駆動信
号により彫刻ヘッド21を駆動する。具体的には、D/
A変換器35からテスト駆動信号として1V相当のステ
ップ信号を出力し、これをドライバアンプ36において
電力増幅して得られる20Vのステップ信号を彫刻ヘッ
ド21に印加する。その後ステップS14に移行し、A
/D変換器38よりサンプリング周波数100kHzで
1024回変位yをサンプリングし、デュアルアクセス
メモリ33に格納する。その後ステップS15に移行
し、格納された変位yにウィンドウ処理を施した後、高
速フーリエ変換を施しゲインの周波数特性を作成する。
ウィンドウ処理は高速フーリエ変換の精度を高めるため
の処理であるが、省略することも可能である。その後ス
テップS16に移行し、作成したゲインの周波数特性よ
り、周波数が0となる直流成分に対するゲインを直流利
得DCとして、ゲインが最大となる周波数を彫刻ヘッド
21の固有振動数ωeとして算出する。その後ステップ
S17に移行し、算出した直流利得DC及び固有振動数
ωeを用いて制御定数を調整する。具体的には、直流利
得DCに基づいて式(1)から制御器Kのゲインkgを
算出し、固有振動数ωeに基づいて式(2)から彫刻時
のサンプリング周波数fnを算出し、制御ゲイン及びサ
ンプリング周波数をkg及びfnに設定する。 kg=kg0×DC0/DC・・・(1) fn=fn0×ωe/ωe0・・・(2) ここで、kg0は基準制御ゲインであり、DC0は基準
直流利得である。また、fn0は基準サンプリング周波
数であり、ωn0は基準固有振動数である。直流利得D
Cが基準直流利得DC0よりも大きい場合は基準制御ゲ
インkg0が大きすぎるので、式(1)のDC0/DC
(<1)を基準制御ゲインkg0に乗じて制御ゲインk
gを小さく調整する。直流利得DCが基準直流利得DC
0よりも小さい場合は逆に基準制御ゲインkg0が小さ
すぎるので、この場合は式(1)においてDC0/DC
>1となり、これを基準制御ゲインkg0に乗じて制御
ゲインkgを大きく調整できる。サンプリング周波数f
nは、彫刻時に彫刻ヘッド21を振動させるキャリー信
号の周波数に応じて調整する必要がある。キャリー信号
の周波数が大きくなるほど彫刻ヘッド21が振動する周
波数も大きくなるので、彫刻ヘッド21の変位yをサン
プリングする周波数fnも大きくして変位yの変化に追
従する必要がある。キャリー信号の周波数は、固有振動
数ωeに決定されるので、ωeに比例するように式
(2)によりサンプリング周波数fnを決定する。なお
上記では、制御定数を数式により算出するようにしてい
るが、得られた直流利得DCや固有振動数ωe等に基づ
いて、予め設定したテーブルから選択するようにしても
良い。
In step S13, the engraving head 21 is driven by a test drive signal in a state where the engraving head 21 does not contact the gravure cylinder 14. Specifically, D /
A step signal equivalent to 1 V is output from the A converter 35 as a test drive signal, and a 20 V step signal obtained by power-amplifying the output signal is applied to the engraving head 21. Then, the process proceeds to step S14,
The displacement y is sampled 1024 times by the / D converter 38 at a sampling frequency of 100 kHz and stored in the dual access memory 33. Thereafter, the process proceeds to step S15, in which window processing is performed on the stored displacement y, and then fast Fourier transform is performed to create a frequency characteristic of the gain.
Although the window processing is processing for improving the accuracy of the fast Fourier transform, it can be omitted. Thereafter, the process proceeds to step S16, where the gain for the DC component having a frequency of 0 is calculated as the DC gain DC, and the frequency at which the gain is maximum is calculated as the natural frequency ωe of the engraving head 21 from the generated frequency characteristics of the gain. Thereafter, the process proceeds to step S17, and the control constant is adjusted using the calculated DC gain DC and natural frequency ωe. Specifically, the gain kg of the controller K is calculated from the equation (1) based on the DC gain DC, and the sampling frequency fn at the time of engraving is calculated from the equation (2) based on the natural frequency ωe. And the sampling frequency is set to kg and fn. kg = kg0 × DC0 / DC (1) fn = fn0 × ωe / ωe0 (2) Here, kg0 is a reference control gain, and DC0 is a reference DC gain. Further, fn0 is a reference sampling frequency, and ωn0 is a reference natural frequency. DC gain D
When C is larger than the reference DC gain DC0, the reference control gain kg0 is too large.
(<1) multiplied by the reference control gain kg0 to obtain the control gain k
Adjust g to a smaller value. DC gain DC is reference DC gain DC
If it is smaller than 0, the reference control gain kg0 is conversely too small. In this case, DC0 / DC
> 1, which can be multiplied by the reference control gain kg0 to greatly adjust the control gain kg. Sampling frequency f
It is necessary to adjust n according to the frequency of the carry signal that vibrates the engraving head 21 during engraving. As the frequency of the carry signal increases, the frequency at which the engraving head 21 vibrates also increases. Therefore, it is necessary to increase the frequency fn at which the displacement y of the engraving head 21 is sampled to follow the change in the displacement y. Since the frequency of the carry signal is determined by the natural frequency ωe, the sampling frequency fn is determined by Expression (2) so as to be proportional to ωe. In the above description, the control constant is calculated by a mathematical formula. However, the control constant may be selected from a preset table based on the obtained DC gain DC, natural frequency ωe, and the like.

【0032】次にステップs18に移行し、彫刻時のキ
ャリー周波数を固有振動数ωeに設定する。彫刻時のキ
ャリー信号の周波数を固有振動数ωnに設定するのは、
彫刻ヘッド21は固有振動数ωe近傍の周波数で振動さ
せると変位yの利得が最大となるからである。また、調
整後の彫刻ヘッド21によりグラビアシリンダ14にテ
ストカットを行い、彫刻濃度の調整をする。その後ステ
ップS19に移行し、通常の彫刻動作によりグラビアシ
リンダ14を彫刻する。
Next, the flow shifts to step s18, where the carry frequency at the time of engraving is set to the natural frequency ωe. To set the frequency of the carry signal during engraving to the natural frequency ωn,
This is because the gain of the displacement y is maximized when the engraving head 21 is vibrated at a frequency near the natural frequency ωe. In addition, a test cut is made on the gravure cylinder 14 by the adjusted engraving head 21 to adjust the engraving density. Thereafter, the process proceeds to step S19, and the gravure cylinder 14 is engraved by a normal engraving operation.

【0033】〔第2実施形態〕上記実施形態では、テス
ト駆動信号としてステップ信号を用いたが、複数の周波
数の正弦波信号を用いても同様に彫刻ヘッド21の変位
調整を行うことができる。この場合、テスト駆動信号と
してステップ信号を用いた場合のように高速フーリエ変
換により数値計算を行う必要がないので、より精度の高
い周波数特性が得られる。
[Second Embodiment] In the above embodiment, the step signal is used as the test drive signal. However, the displacement of the engraving head 21 can be similarly adjusted by using sine wave signals of a plurality of frequencies. In this case, it is not necessary to perform numerical calculation by fast Fourier transform as in the case where a step signal is used as a test drive signal, so that a more accurate frequency characteristic can be obtained.

【0034】テスト駆動信号を正弦波信号としたときの
彫刻ヘッド変位調整装置の制御のアルゴリズムを、図9
を参照して説明する。図9(a)に示すように制御対象
Pにu=Asinωtのテスト駆動信号を入力した場
合、彫刻ヘッド21の変位yは図9(a)のようなy=
Bsin(ωt+φ)となる。テスト駆動信号uの振幅
Aとその出力である変位yの振幅Bとの比A/Bをとれ
ば、周波数ωに対するゲインを求めることができる。し
たがって、テスト駆動信号の周波数ωを連続的に変化
(スイープ)させて各周波数ごとにゲインA/Bを計算
すれば、図9(b)のようなゲインの周波数特性が得ら
れる。このゲインの周波数特性から、上記実施形態と同
様に、周波数がゼロ(直流分)の信号に対するゲインを
直流利得DCとして算出し、ゲインの周波数特性におい
てゲインが最大となる周波数の値を彫刻ヘッド21の固
有振動数ωeとして算出する。このようにして算出され
た彫刻ヘッド21の特性を用いて制御定数を決定する。
FIG. 9 shows an algorithm for controlling the engraving head displacement adjusting device when the test drive signal is a sine wave signal.
This will be described with reference to FIG. When a test drive signal of u = Asinωt is input to the control target P as shown in FIG. 9A, the displacement y of the engraving head 21 becomes y = as shown in FIG.
Bsin (ωt + φ). If the ratio A / B of the amplitude A of the test drive signal u and the amplitude B of the displacement y as its output is obtained, the gain for the frequency ω can be obtained. Therefore, by continuously changing (sweeping) the frequency ω of the test drive signal and calculating the gain A / B for each frequency, a gain frequency characteristic as shown in FIG. 9B is obtained. From the frequency characteristics of the gain, a gain for a signal having a frequency of zero (DC component) is calculated as a DC gain DC as in the above-described embodiment, and the value of the frequency at which the gain is the maximum in the frequency characteristics of the gain is determined as the engraving head 21. Is calculated as the natural frequency ωe. The control constant is determined using the characteristics of the engraving head 21 calculated in this manner.

【0035】図10には、上述したアルゴリズムを用い
て彫刻ヘッド21の変位調整を行うフローを示す。以下
の彫刻ヘッド21の変位調整でも、予め測定した基準制
御ゲインkg0、基準直流利得DC0、基準サンプリン
グ周波数fn0、基準固有振動数ωe0として設定して
おくのは、上記実施形態と同様である。
FIG. 10 shows a flow for adjusting the displacement of the engraving head 21 using the above-described algorithm. Also in the displacement adjustment of the engraving head 21 described below, the reference control gain kg0, the reference DC gain DC0, the reference sampling frequency fn0, and the reference natural frequency ωe0, which are measured in advance, are the same as in the above embodiment.

【0036】ステップS31では彫刻開始の命令がなさ
れたか否かを判別し、彫刻開始の命令がなされていれば
ステップS32に移行する。ステップS32では、ホス
トコンピュータ31よりデュアルアクセスメモリ33を
介してオートチューニングON/OFFフラグを読み込
み、ON又はOFFを判別する。オートチューニングO
N/OFFフラグがONであればステップS33に移行
し、OFFであればステップS40に移行し、通常の彫
刻動作によりグラビアシリンダ14を彫刻する。
In step S31, it is determined whether or not a command to start engraving has been issued. If the command to start engraving has been issued, the flow proceeds to step S32. In step S32, an auto tuning ON / OFF flag is read from the host computer 31 via the dual access memory 33, and ON or OFF is determined. Auto tuning O
If the N / OFF flag is ON, the process proceeds to step S33. If the N / OFF flag is OFF, the process proceeds to step S40, and the gravure cylinder 14 is engraved by a normal engraving operation.

【0037】ステップS33では、彫刻ヘッド21がグ
ラビアシリンダ14に接触しない状態で、テスト駆動信
号により彫刻ヘッド21を駆動する。具体的には、D/
A変換器35からテスト駆動信号として所定周波数1V
相当の正弦波信号を出力し、これをドライバアンプ36
において電力増幅し20Vの正弦波信号を彫刻ヘッド2
1に印加する。その後ステップS34に移行し、この周
波数に対するゲインを算出しデュアルアクセスメモリ3
3に格納する。その後ステップS35に移行し、正弦波
信号の周波数のスイープを終了したか否かを判別する。
スイープが終了していない場合はステップS36に移行
し、正弦波信号の周波数を変更し、その後ステップS3
3〜34の処理を繰り返し、各周波数に対するゲインを
算出しゲインの周波数特性を作成する。ステップS35
においてスイープが終了している場合はステップS37
に移行する。ステップS37では、作成したゲインの周
波数特性より、周波数がゼロとなる直流成分に対するゲ
インを直流利得DCとして、ゲインが最大となる周波数
を彫刻ヘッド21の固有振動数ωeとして算出する。そ
の後ステップS38に移行し、算出した直流利得DC及
び固有振動数ωeを用いて、上記実施形態と同様に式
(1)(2)から制御定数を調整する。次にステップS
39に移行し、彫刻時のキャリー信号の周波数を固有振
動数ωeに設定し、グラビアシリンダ14にテストカッ
トを行い彫刻濃度の調整を行う。その後ステップS40
に移行し、通常の彫刻動作によりグラビアシリンダ14
を彫刻する。
In step S33, the engraving head 21 is driven by a test drive signal while the engraving head 21 does not contact the gravure cylinder 14. Specifically, D /
A predetermined frequency of 1 V as a test drive signal from the A converter 35
A corresponding sine wave signal is output, and this is
Amplify the power and apply a 20V sine wave signal to the engraving head 2.
Apply to 1. Thereafter, the process proceeds to step S34, in which the gain for this frequency is calculated and the dual access memory 3
3 is stored. Thereafter, the process shifts to step S35 to determine whether or not the sweep of the frequency of the sine wave signal has been completed.
If the sweep has not been completed, the process proceeds to step S36, where the frequency of the sine wave signal is changed.
The processing of steps 3 to 34 is repeated, the gain for each frequency is calculated, and the frequency characteristic of the gain is created. Step S35
If the sweep has ended in step S37,
Move to In step S37, the gain for the DC component at which the frequency becomes zero is calculated as the DC gain DC, and the frequency at which the gain becomes the maximum is calculated as the natural frequency ωe of the engraving head 21 from the frequency characteristics of the created gain. Thereafter, the process proceeds to step S38, and the control constant is adjusted from the equations (1) and (2) using the calculated DC gain DC and the natural frequency ωe in the same manner as in the above embodiment. Next, step S
39, the frequency of the carry signal at the time of engraving is set to the natural frequency ωe, and a test cut is performed on the gravure cylinder 14 to adjust the engraving density. Then, step S40
To the gravure cylinder 14 by a normal engraving operation.
Sculpture.

【0038】〔まとめ〕上記第1又は第2実施形態の彫
刻ヘッド変位調整装置によれば、彫刻ヘッド21を新品
に交換した場合や彫刻ヘッド21が経年摩耗により特性
が変化した場合に、ユーザは、オートチューニングON
/OFFフラグをONにしておけば、彫刻ヘッド21の
変位調整を容易に行うことが出来る。また、製品出荷時
においても彫刻ヘッド21の変位調整を自動的に行うこ
とができ、工数を低減することができる。
[Summary] According to the engraving head displacement adjusting device of the first or second embodiment, when the engraving head 21 is replaced with a new one, or when the characteristics of the engraving head 21 change due to aged wear, the user can use the device. , Auto tuning ON
If the / OFF flag is set to ON, the displacement of the engraving head 21 can be easily adjusted. In addition, the displacement of the engraving head 21 can be automatically adjusted even at the time of product shipment, and the number of steps can be reduced.

【0039】また上記実施形態では、彫刻ヘッド21の
固有振動数ωeを算出するが、この固有振動数ωeから
彫刻ヘッド21の種類(例えば5kHz対応又は10k
Hz対応)を判別することができる。この判別結果を用
いて、各制御定数を彫刻ヘッド21の種類に応じた制御
定数に自動的に設定することができる。したがって、彫
刻ヘッド21の種類(例えば5kHz対応又は10kH
z対応)が不明な場合であっても、彫刻ヘッド21の変
位調整を容易に行うことができる。
In the above embodiment, the natural frequency ωe of the engraving head 21 is calculated, and the type of the engraving head 21 (for example, 5 kHz or 10 kHz) is calculated from the natural frequency ωe.
Hz). Using this determination result, each control constant can be automatically set to a control constant corresponding to the type of the engraving head 21. Therefore, the type of the engraving head 21 (for example, corresponding to 5 kHz or 10 kHz
Even if z correspondence is unknown, the displacement of the engraving head 21 can be easily adjusted.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明によれば、彫刻ヘッドを新品に交
換した場合や彫刻ヘッドが経年摩耗して特性が変化した
場合に、ユーザ自信が彫刻ヘッドの変位調整を容易に行
うことが出来る。また、製品出荷時においても彫刻ヘッ
ドの変位調整を自動的に行うことができ、工数を低減す
ることができる。
According to the present invention, the user can easily adjust the displacement of the engraving head when the engraving head is replaced with a new one or when the engraving head wears over time and the characteristics change. In addition, the displacement of the engraving head can be automatically adjusted even when the product is shipped, and the number of steps can be reduced.

【0041】また本発明によれば、彫刻ヘッドの種類
(例えば5kHz対応又は10kHz対応)が不明な場
合であっても、彫刻ヘッドの変位調整を容易に行うこと
ができる。
Further, according to the present invention, even if the type of engraving head (for example, 5 kHz or 10 kHz) is unknown, the displacement of the engraving head can be easily adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド変位調整
装置を備えるグラビア彫刻機の正面図。
FIG. 1 is a front view of a gravure engraving machine including an engraving head displacement adjusting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】その平面図。FIG. 2 is a plan view thereof.

【図3】彫刻ヘッドの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of an engraving head.

【図4】その分解斜視図。FIG. 4 is an exploded perspective view thereof.

【図5】本発明の一実施形態に係る彫刻ヘッド変位調整
装置のハードウェア構成。
FIG. 5 is a hardware configuration of an engraving head displacement adjusting device according to an embodiment of the present invention.

【図6】彫刻ヘッドの制御ブロック図。FIG. 6 is a control block diagram of the engraving head.

【図7】彫刻ヘッドの変位調整のアルゴリズム(ステッ
プ信号)。
FIG. 7 is an algorithm (step signal) for adjusting the displacement of the engraving head.

【図8】彫刻ヘッドの変位調整のフロー(ステップ信
号)。
FIG. 8 is a flow (step signal) of displacement adjustment of the engraving head.

【図9】彫刻ヘッドの変位調整のアルゴリズム(正弦波
信号)。
FIG. 9 is an algorithm (sine wave signal) for adjusting the displacement of the engraving head.

【図10】彫刻ヘッドの変位調整のフロー(正弦波信
号)。
FIG. 10 is a flowchart (sine wave signal) of engraving head displacement adjustment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 彫刻ヘッド 213 固体振動素子 214 スタイラス 217 センサ 31 ホストコンピュータ 32 パラレルインタフェース 33 デュアルアクセスメモリ 34 DSP 35 D/A変換器 36 ドライバアンプ 37 センサアンプ 38 A/D変換器 21 Engraving Head 213 Solid Vibration Element 214 Stylus 217 Sensor 31 Host Computer 32 Parallel Interface 33 Dual Access Memory 34 DSP 35 D / A Converter 36 Driver Amplifier 37 Sensor Amplifier 38 A / D Converter

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】キャリー信号に画像信号を重畳してなる駆
動信号により彫刻ヘッドを駆動し、グラビアシリンダの
表面を彫刻するグラビア彫刻機の彫刻ヘッド変位調整装
置であって、 前記彫刻ヘッドを駆動させる駆動手段と、 前記駆動手段に対し所定のテスト駆動信号を供給するテ
スト駆動信号供給手段と、 前記テスト駆動信号による彫刻ヘッドの変位を検出する
変位検出手段と、 前記テスト駆動信号に対する前記変位から前記彫刻ヘッ
ドの特性を算出する第1算出手段と、 前記彫刻ヘッドの特性を用いて前記彫刻ヘッドを駆動す
るための制御定数を算出する第2算出手段と、を備える
彫刻ヘッド変位調整装置。
An engraving head displacement adjusting device of a gravure engraving machine for engraving a surface of a gravure cylinder by driving an engraving head by a drive signal obtained by superimposing an image signal on a carry signal, wherein the engraving head is driven. A driving unit, a test driving signal supplying unit that supplies a predetermined test driving signal to the driving unit, a displacement detecting unit that detects a displacement of the engraving head according to the test driving signal, and the displacement from the displacement with respect to the test driving signal. An engraving head displacement adjusting device, comprising: first calculating means for calculating characteristics of an engraving head; and second calculating means for calculating a control constant for driving the engraving head using the characteristics of the engraving head.
【請求項2】前記テスト駆動信号は所定のステップ信号
である、請求項1に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the test drive signal is a predetermined step signal.
【請求項3】前記変位検出手段は、前記テスト駆動信号
に対する彫刻ヘッドの変位を一定のサンプリング周期で
検出する、請求項2に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
3. The engraving head displacement adjusting device according to claim 2, wherein said displacement detecting means detects a displacement of the engraving head with respect to said test drive signal at a constant sampling cycle.
【請求項4】前記サンプリングされた検出値をフーリエ
変換することにより彫刻ヘッドの特性を求める、請求項
3に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein the characteristics of the engraving head are obtained by performing a Fourier transform on the sampled detection values.
【請求項5】前記テスト信号は、複数の周波数に対する
正弦波である、請求項1に記載の彫刻ヘッド変位調整装
置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the test signal is a sine wave for a plurality of frequencies.
【請求項6】前記正弦波の周波数を順次変更し、各周波
数に対する前記彫刻ヘッドの変位から前記彫刻ヘッドの
特性を求める、請求項5に記載の彫刻ヘッド変位調整装
置。
6. The engraving head displacement adjusting device according to claim 5, wherein the frequency of the sine wave is sequentially changed, and the characteristics of the engraving head are obtained from the displacement of the engraving head at each frequency.
【請求項7】前記第1算出手段は、彫刻ヘッドの特性と
して、前記テスト駆動信号の直流分に対する前記彫刻ヘ
ッドの変位に基づく利得と、前記彫刻ヘッドの固有振動
数とを算出する、請求項4又は6に記載の彫刻ヘッド変
位調整装置。
7. The engraving head calculates, as characteristics of the engraving head, a gain based on a displacement of the engraving head with respect to a DC component of the test drive signal and a natural frequency of the engraving head. The engraving head displacement adjusting device according to 4 or 6.
【請求項8】前記第2算出手段は、前記算出された利得
に基づいて前記画像信号のゲインを算出する、請求項7
に記載の彫刻ヘッドの変位調整装置。
8. The apparatus according to claim 7, wherein said second calculating means calculates a gain of said image signal based on said calculated gain.
A displacement adjusting device for an engraving head according to item 1.
【請求項9】前記第2算出手段は、前記算出された固有
振動数に基づいて、彫刻時のサンプリング周波数を算出
する、請求項7に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
9. The engraving head displacement adjusting device according to claim 7, wherein said second calculating means calculates a sampling frequency at the time of engraving based on said calculated natural frequency.
【請求項10】前記第2算出手段は、前記算出された固
有振動数に基づいてキャリー信号周波数を算出する、請
求項7に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
10. The engraving head displacement adjusting device according to claim 7, wherein said second calculating means calculates a carry signal frequency based on said calculated natural frequency.
【請求項11】前記第1算出手段において算出された固
有周波数に基づいて前記彫刻ヘッドの種類を判別するヘ
ッド判別手段をさらに備える、請求項7から10に記載
の彫刻ヘッド変位調整装置。
11. The engraving head displacement adjusting device according to claim 7, further comprising a head determining unit that determines a type of the engraving head based on the natural frequency calculated by the first calculating unit.
【請求項12】前記第2算出手段は、前記ヘッド判別手
段において判別された彫刻ヘッドの種類に基づいて前記
彫刻ヘッドを駆動するための制御定数を算出する、請求
項11に記載の彫刻ヘッド変位調整装置。
12. The engraving head displacement according to claim 11, wherein said second calculating means calculates a control constant for driving said engraving head based on the type of engraving head determined by said head determining means. Adjustment device.
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