机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法技术

本发明专利技术公开了一种机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法，本发明专利技术的机械轴凹印机稳速印刷过程中的套色控制方法在所述数学模型的基础上，采用递推迭代分析方法进行控制设计。本发明专利技术所述控制方法不仅理论上确保了套印误差为0，而且响应速度快、可以有效地消除整个系统的色差，提高套色精度，非常适合在机械轴凹印机稳速印刷过程中广泛使用。合在机械轴凹印机稳速印刷过程中广泛使用。合在机械轴凹印机稳速印刷过程中广泛使用。

【技术实现步骤摘要】
机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法


[0001]本专利技术涉及印刷控制领域，尤其涉及一种机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法。

技术介绍

[0002]在机械轴凹印机印刷过程中，需印制的复杂图案被分解为若干简单图案分别刻制在印刷版辊上，进行印刷时，承印材料通过进料部分依序通过各印刷单元，各印刷单元将相应的简单图案印制在承印材料上，最后得到复杂的印制图案。在印刷过程中存在各单元间相应印刷图案的准确定位问题，也就是套色误差的问题。套色的准确性对产品质量的影响至关重要，因此，当印刷过程中存在印刷图案间相对位置出现偏差时，需采用控制方法减小或者消除这种位置偏差即套色误差。鉴于套色精度对产品质量的影响，快速减小或者消除套色误差的控制方法变得尤为重要。
[0003]套色控制是一个十分复杂的技术问题，对于不同的印刷方式，套色控制的方法也不径相同。工业上常用的方法对控制精度大约维持在
±
0.15mm。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是要提供一种机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：
[0006]本专利技术机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法：对数学模型拉式变化，递推迭代得到其模型表达如下：
[0007][0008]i单元补偿辊的控制式由PD控制与补偿控制组成：
[0009][0010]V
i
(s)为i单元的总控制量，由i单元的比例微分控制V
iPD
(s)和对前序所有补偿辊控制量的补偿量组成；上述将控制式代入前述模型中递推迭代求出补偿控制计算式为：
[0011][0012]V
iPD
(s)＝
‑
KP*E
i+1
(s)
‑
KD*sE
i+1
(s)
[0013][0014]KP和KD分别为控制器的比例控制系数和微分控制系数；V
ij
(s)为i单元补偿量中对前序j单元比例微分控制V
jPD
(s)的补偿量；上式为本专利技术提出的控制式中的补偿式。
[0015]所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法的应用：所述机械轴凹印机包括两个以上(i个)印刷单元，每个印刷单元均安装有套色控制系统，所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法用于所述套色控制系统中计算色组i
‑
1与色组i之间的补偿辊纵向线速度变化量。
[0016]所述套色控制系统的套色控制方法包括以下内容：
[0017]承印材料依序经过机械轴凹印机的各印刷控制单元进行该单元的色组印刷，所述色组i的误差检测系统判断色组i和色组i
‑
1是否存在套色误差，若有，则色组i的控制系统计算出色组i和色组i
‑
1的套色误差值，并在确定的套色精度下，根据模型依据所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法设计的控制计算式，根据套色误差值以及前序补偿辊的控制量，计算得到色组i
‑
1与色组i之间的补偿辊纵向线速度变化量，并以控制指令的方式发送到所述机械轴凹印机的伺服电机；所述伺服电机接收根据所述控制指令调整色组i
‑
1与色组i之间补偿辊的纵向线速度，直至消除所述色组i与色组i
‑
1的套色误差；各后续色组误差检测系统判断该色组和色组i
‑
1是否存在套色误差，若有则依上诉方法，至消除该色组与其前一色组之间的误差；
[0018]所述套色控制系统包括传感装置和控制器，所述传感装置用于检测套色误差，并将所述套色误差发送给所述控制器；所述控制器基于模型，并根据所述接收到的套色误差以及前序色组的控制量，依据模型递推迭代得到的控制计算式计算出控制量，并以控制指令的方式发送到所述机械轴凹印机的伺服电机，以调节补偿辊的纵向线速度；所述控制量为色组间补偿辊的纵向线速度变化量。
[0019]所述套色误差和色组间补偿辊纵向线速度改变量的数学模型为：
[0020][0021]上述模型中，E
i
(t)为第i个色组印刷光标与第i
‑
1个色组印刷光标的套色误差，V
i
(t)为色组i与色组i+1间补偿辊纵向线速度，即i单元补偿辊，ΔT
i
(t)表示色组i与色组i+1之间的材料张力的变化量，T
*
为材料在平衡拉伸状态下的材料张力，w为印刷版辊的转动角速度；K表示印刷材料的拉伸系数，与材料的弹性模量和材料的横截面积相关；l
i*
为i色组与(i+1)色组之间的材料张力处于平衡拉伸状态下的穿料长度；r为各个印刷版辊的半径；t
i
‑1为i
‑
1单元到i单元间，材料的处理时间，即
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术是一种机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法，与现有技术相比，本专利技术的机械轴凹印机稳速印刷过程中的套色控制方法在所述数学模型的基础上，采用递推迭代分析方法进行控制设计。本专利技术所述控制方法不仅理论上确保了套印误差为0，而且响应速度快、可以有效地消除整个系统的色差，提高套色精度，非常适合在机械轴凹印机稳速印刷过程中广泛使用。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所述(i
‑
1)单元与i单元之间的结构简图；
[0025]图2为本专利技术所述建模过程对应的流程图
[0026]图3为本专利技术一种机械轴凹印机在稳速运行过程中的套色控制方法的流程图；
[0027]图4为本专利技术控制方法2色存在初始扰动下的误差响应曲线图
[0028]图5为本专利技术控制方法3，4色的误差响应曲线
[0029]图6为本专利技术控制方法与现有工业控制方法的2色的误差对比曲线；
[0030]图7为本专利技术控制方法与现有工业控制方法的3色的误差对比曲线；
[0031]图8为本专利技术控制方法与现有工业控制方法的4色的误差对比曲线。
具体实施方式
[0032]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步描述，在此专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0033]凹印机的控制系统由张力控制系统和套色控制系统两大部分组成。张力控制的目的是维持印刷设备收放卷部分的张力平衡，以避免出现印刷材料褶皱和被拉断的情形，并且为印刷单元的套色控制打下基础；套色控制则是为了消除由于各种扰动因素造成的套色误差，提高套色精度和产品质量。从控制目标上看，这两个控制系统是不一样的，但是实质上，它们解决的核心问题都是张力控制的问题。在收放卷部分，安装有检测张力的压力传感器，张力控制是通过传感器检测到的张力值来反馈调节收放卷电机的速度从而维持张力的平衡。在印刷色组之间，安装有色差检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法，其特征在于：对数学模型拉式变化，递推迭代得到其模型表达如下：i单元补偿辊的控制式由PD控制与补偿控制组成：V
i
(s)为i单元的总控制量，由i单元的比例微分控制V
iPD
(s)和对前序所有补偿辊控制量的补偿量组成；上述将控制式代入前述模型中递推迭代求出补偿控制计算式为：V
iPD
(s)＝
‑
KP*E
i+1
(s)
‑
KD*sE
i+1
(s)KP和KD分别为控制器的比例控制系数和微分控制系数；V
ij
(s)为i单元补偿量中对前序j单元比例微分控制V
jPD
(s)的补偿量；上式为本发明提出的控制式中的补偿式。2.一种如权利要求1所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法的应用，其特征在于：所述机械轴凹印机包括两个以上(i个)印刷单元，每个印刷单元均安装有套色控制系统，所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法用于所述套色控制系统中计算色组i
‑
1与色组i之间的补偿辊纵向线速度变化量。3.根据权利要求2所述的机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法的应用，其特征在于：所述套色控制系统的套色控制方法包括以下内容：承印材料依序经过机械轴凹印机的各印刷控制单元进行该单元的色组印刷，所述色组i的误差检测系统判断色组i和色组i
‑
1是否存在套色误差，若有，则色组i的控制系统计算出色组i和色组i
‑
1的套色误差值，并在确定的套色精度下，根据模型依据所述机械轴凹印机稳速印刷过程中套色控制误差模型推导方法设计的控制计算式，根据套色误差值以及前序补偿辊的控制量，计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓忠华，张涛，陈智华，谭亚，
申请(专利权)人：武汉华茂自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：