一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法技术

本发明专利技术公开了一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，首先进行手工穿料并确保放卷牵引机组、n色印刷机组和收卷牵引机组间料带无冗余，消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，然后清空各机组伺服电机编码器值，再将放卷机组伺服电机正向转动一周并记录其编码器值后重新消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，并分别记录放卷牵引机组伺服电机和放卷机组伺服电机的编码器值，根据料带长度守恒原则计算出放卷、收卷滚筒初始半径。本发明专利技术一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，解决了直接测量法存在的效率低和误差明显的问题，提高了设备控制精度，同时提高了设备自动化程度和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法
本专利技术属于卷筒料印刷设备自动控制
，具体涉及一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法。
技术介绍
目前，按卷筒料机组式印刷设备的传动方式，可将印刷设备分为机械长轴传动印刷设备和无轴传动印刷设备两类。在机械长轴印刷设备中，各印刷机组动力来源于主电动机，通过一根机械长轴，再由曲轴、齿轮、凸轮、棘轮、皮带轮、曲柄连杆等机械机构把动力传递到各个部分，并以此来保证各单元的运动同步。然而，在机械长轴传动方式下，系统传动存在精度有限且缺乏柔性、扭性干扰会随着机械长轴传递、功率在传递分配上有损失、机组单元无法单独调试、机械磨损导致精度下降等缺点。随着伺服系统与现场总线技术的快速发展，利用伺服电机替代传统机械长轴的无轴传动技术已十分广泛地应用于高速机组式印刷设备。无轴传动也称电子轴传动，是指由电机取代中间机械传动装置，直接为负载提供动力的一种传动方式，其系统本质上是一个伺服系统。对比机械长轴传动可以发现，无轴传动印刷设备应用单独的伺服电机驱动各印刷色组，控制系统内部产生一个虚拟的电子轴，各个伺服驱动器之间通过总线进行数据的可靠交换和高速通讯，以保证各个伺服电机的相位(印版滚筒相位)严格同步，并跟随这个虚拟电子轴同步运转，实现机械长轴的功能。无轴传动的各单元动力驱动是相互独立的，分别由各个独立的电机按照程序指令驱动，以满足特定运转速度、运转精度及印刷工艺要求。放卷和收卷滚筒的初始半径，是卷筒料机组式印刷设备的重要参数，直接关系到张力控制系统的稳定性和准确性，从而影响印刷质量和生产效率。然而，经过我们实践调查，无论在机械长轴传动方式下，还是在无轴传动方式下，卷筒料机组式印刷设备控制系统都未能实现自动求取放卷和收卷滚筒的初始半径，依旧靠传统的直接测量的方法获得。直接测量法一方面降低了生产效率，另一方面存在着比较明显的测量误差，是制约卷筒料机组式印刷设备自动化程度提升和控制精度提高的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，解决了直接测量法存在的效率低和误差明显的问题。本专利技术所采用的技术方案是：一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，基于无轴传动卷筒料机组式印刷设备，首先进行手工穿料并确保放卷牵引机组、n色印刷机组和收卷牵引机组间料带无冗余，消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，然后清空各机组伺服电机编码器值，再将放卷机组伺服电机正向转动一周并记录其编码器值后重新消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，并分别记录放卷牵引机组伺服电机和放卷机组伺服电机的编码器值，根据料带长度守恒原则计算出放卷、收卷滚筒初始半径。具体包括以下步骤：步骤1：进行手工穿料，确保放卷牵引机组、n色印刷机组和收卷牵引机组间料带被张紧，即料带无冗余；步骤2：放卷区域料带冗余的消除设定放卷区域料带张力值Ff，令放卷机组的伺服电机反向缓慢转动，直到第一摆辊采集到的料带张力达到Ff时停止伺服电机转动，此时放卷区域料带冗余长度已被消除，料带处于张紧状态；步骤3：收卷区域料带冗余的消除设定收卷区域料带张力值Fs，令收卷机组的伺服电机正向缓慢转动，直到第二摆辊采集到的料带张力达到Fs时停止伺服电机转动，此时收卷区域料带冗余长度已被消除，料带处于张紧状态；步骤4：清零各机组伺服电机的编码器值；步骤5：放卷机组伺服电机正向转动一周令放卷机组伺服电机正向旋转一周，其他各机组的伺服电机保持不动，读取并存储此时放卷机组伺服电机的编码器值Mf，此时，放卷区域料带处于松弛状态，即冗余状态；步骤6：放卷区域料带重新消除冗余令放卷牵引机组的伺服电机、n色印刷机组的伺服电机和收卷牵引机组的伺服电机正向同步缓慢转动，直到放卷区域料带张力重新达到Ff的设定值，此时，放卷区域料带重新被拉紧，读取并存储放卷牵引机组伺服电机的编码器值Mq；步骤7：收卷区域料带重新消除冗余为了使收卷区域料带重新被张紧，令收卷机组的伺服电机正向转动，直到收卷区域料带张力重新达到Fs的设定值，此时，收卷区域料带重新被拉紧，读取并存储收卷机组的伺服电机的编码器值Ms；步骤8：计算放卷、收卷滚筒初始半径因为放卷牵引机组的驱动辊半径Rq为常量，所以，若放卷牵引机组伺服电机旋转一周其编码器反馈值记为Bq，则放卷牵引机组伺服电机转动过程中走过的料带长度Lq为：对放卷滚筒而言，正转一周释放的料带长度即为放卷滚筒周长，若放卷滚筒初始半径记为Rf，则放卷滚筒释放料带长度Lf为：Lf＝2πRf(2)记收卷滚筒初始半径为Rs，收卷机组伺服电机旋转一周其编码器的反馈值为Bs，则收卷滚筒收起的料带长度Ls为：因为料带长度守恒，即有Lq＝Lf＝Ls，所以联立公式(1)、(2)和(3)得到放卷、收卷滚筒初始半径表达式如下：由公式(4)可知，只需获取放卷牵引机组伺服电机的编码器值Mq及收卷机组伺服电机的编码器值Ms，即能够计算出放卷滚筒初始半径Rf和收卷滚筒初始半径Rs。本专利技术的特点还在于，步骤2中放卷区域料带张力值Ff为50～100N。步骤3中收卷区域料带张力值Fs为50～100N。步骤4中各机组包括放卷机组、放卷牵引机组、n色印刷机组、收卷牵引机组和收卷机组。无轴传动卷筒料机组式印刷设备包括通过料带依次连接的放卷机组、放卷牵引机组、n色印刷机组、收卷牵引机组和收卷机组，放卷机组、放卷牵引机组、n色印刷机组、收卷牵引机组和收卷机组的驱动辊分别连接伺服电机。放卷机组与放卷牵引机组之间设置有第一摆辊，收卷牵引机组与收卷机组之间设置有第二摆辊，放卷牵引机组与n色印刷机组之间设置有第一张力传感器，n色印刷机组与收卷牵引机组之间设置有第二张力传感器。n色印刷机组由n个印刷机组组成，沿料带运动方向的前2个印刷机组之间设置有烘干系统，其余各相邻印刷机组之间均设置有光电传感器和烘干系统，n色印刷机组与第二张力传感器之间也设置有光电传感器和烘干系统。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，伺服电机的运行位置可以实时的通过编码器采集到控制系统，所以可以很精确的求取料带随电机移动的位移量，从而根据料带守恒原则计算出放卷、收卷滚筒的初始半径，解决了直接测量法存在的效率低和误差明显的问题，提高了设备控制精度，同时提高了设备自动化程度和生产效率。附图说明图1是无轴传动卷筒料机组式印刷设备的结构示意图；图2是本专利技术自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法流程图。图中，1.放卷机组，2.放卷牵引机组，3.n色印刷机组，4.收卷牵引机组，5.收卷机组，6.第一摆辊，7.第二摆辊，8.第一张力传感器，9.第二张力传感器，10.伺服电机，11.光电传感器，12.烘干系统。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，基于无轴传动卷筒料机组式印刷设备，如图1所示，按机组分包括通过料带依次连接的放卷机组1、放卷牵引机组2、n色印刷机组3、收卷牵引机组4和收卷机组5，放卷机组1、放卷牵引机组2、n色印刷机组3、收卷牵引机组4和收卷机组5的驱动辊分别连接有伺服电机10，即驱动辊由伺服电机直接驱动，放卷机组1与放卷牵引机组2之间设置有第一摆辊6，收卷牵引机组4与收卷机组5之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，其特征在于，基于无轴传动卷筒料机组式印刷设备，首先进行手工穿料并确保放卷牵引机组、n色印刷机组和收卷牵引机组间料带无冗余，消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，然后清空各机组伺服电机编码器值，再将放卷机组伺服电机正向转动一周并记录其编码器值后重新消除放卷区域及收卷区域料带的冗余，并分别记录放卷牵引机组伺服电机和放卷机组伺服电机的编码器值，根据料带长度守恒原则计算出放卷、收卷滚筒初始半径。

【技术特征摘要】
1.一种自动获取卷筒料印刷设备收放卷初始半径的方法，其特征在于，基于无轴传动卷筒料机组式印刷设备，具体包括以下步骤：步骤1：进行手工穿料，确保放卷牵引机组(2)、n色印刷机组(3)和收卷牵引机组(4)间料带被张紧，即料带无冗余；步骤2：放卷区域料带冗余的消除设定放卷区域料带张力值Ff，令放卷机组(1)的伺服电机反向缓慢转动，直到第一摆辊(6)采集到的料带张力达到Ff时停止伺服电机转动，此时放卷区域料带冗余长度已被消除，料带处于张紧状态；步骤3：收卷区域料带冗余的消除设定收卷区域料带张力值Fs，令收卷机组(5)的伺服电机正向缓慢转动，直到第二摆辊(7)采集到的料带张力达到Fs时停止伺服电机转动，此时收卷区域料带冗余长度已被消除，料带处于张紧状态；步骤4：清零各机组伺服电机的编码器值；步骤5：放卷机组伺服电机正向转动一周令放卷机组(1)伺服电机正向旋转一周，其他各机组的伺服电机保持不动，读取并存储此时放卷机组(1)伺服电机的编码器值Mf，此时，放卷区域料带处于松弛状态，即冗余状态；步骤6：放卷区域料带重新消除冗余令放卷牵引机组(2)的伺服电机、n色印刷机组(3)的伺服电机和收卷牵引机组(4)的伺服电机正向同步缓慢转动，直到放卷区域料带张力重新达到Ff的设定值，此时，放卷区域料带重新被拉紧，读取并存储放卷牵引机组(2)伺服电机的编码器值Mq；步骤7：收卷区域料带重新消除冗余为了使收卷区域料带重新被张紧，令收卷机组(5)的伺服电机正向转动，直到收卷区域料带张力重新达到Fs的设定值，此时，收卷区域料带重新被拉紧，读取并存储收卷机组(5)的伺服电机的编码器值Ms；步骤8：计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘善慧，马利娥，刘琳琳，陈一军，刘定强，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61