申请/专利权人：武汉菲仕运动控制系统有限公司

申请日：2017-12-07

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN108189556B

主分类号：B41F33/00

分类号：B41F33/00;B41F5/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2018.07.17#实质审查的生效;2018.06.22#公开

摘要：本发明公开了一种柔版印刷机控制系统及方法，系统包括：依次连接的控制面板、运动控制器、驱动器、伺服电机和具备预套准功能的柔版印刷机，以及IO扩展模块，其中，控制面板、驱动器和伺服电机分别为多个，柔版印刷机包括多个轴，每个驱动器连接一个伺服电机，每个伺服电机连接柔版印刷机的一个轴，IO扩展模块连接运动控制器；其中，多个伺服电机的工作模式为位置插补模式。本发明的有益效果是：通过伺服电机的电流可以得到扭矩值，控制扭矩值与阻力、实际张力值平衡，从而提高进出纸轴张力控制精度，提高了印刷精度，柔版印刷机的预套准功能实现在印刷前先预对准，大大减少了废料，伺服电机的位置插补模式保证了加减速没有废料。

主权项：1.一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，包括：依次连接的控制面板、运动控制器、驱动器、伺服电机和具备预套准功能的柔版印刷机，以及IO扩展模块，其中，所述控制面板、所述驱动器和所述伺服电机分别为多个，所述柔版印刷机包括多个轴，每个驱动器连接一个伺服电机，每个伺服电机连接所述柔版印刷机的一个轴，所述IO扩展模块连接所述运动控制器；多个所述控制面板用于监控所述运动控制器和多个所述驱动器的工作状态；所述运动控制器用于向多个所述驱动器发送控制指令；多个驱动器用于根据所述控制指令分别驱动多个伺服电机；所述多个伺服电机用于控制所述柔版印刷机的多个轴运动；所述IO扩展模块用于控制所述运动控制器的数字量输入输出；其中，所述伺服电机的工作模式为位置插补模式；所述多个控制面板通过工业路由器和TCPIP协议连接所述运动控制器，所述工业路由器还用于对所述柔版印刷机控制系统进行远程诊断；还包括：多个矫正单元，每个驱动器连接一个矫正单元；矫正单元接收驱动器输出的编码器增量信号，根据编码器增量信号对速度偏量进行补偿，如果速度偏量为正数，则补偿值为虚拟主轴速度与实际速度的差值，如果速度偏量为负数，则补偿值为实际速度和虚拟主轴速度的差值，如果速度偏量为零，则补偿值为0；将虚拟主轴速度补偿值与虚拟主轴速度指令结合发送至驱动器，驱动器、编码器和矫正单元形成闭环，用以调节电机运转速度；还包括：PID控制器，所述PID控制器连接所述驱动器；根据张力指令和通过张力传感器或张力摆杆获取的张力反馈得到张力偏差值，PID控制器根据张力偏差值发出张力控制速度指令，该张力控制速度指令与虚拟主轴速度指令结合发送至驱动器，以控制与驱动器连接的电机的电流得到的扭矩值与阻力和实际张力值平衡，用以提高柔板印刷机进出纸轴张力控制精度；工业路由器还可以远程连接设备厂家，对整个控制系统进行远程诊断。

全文数据：一种柔版印刷机控制系统及方法技术领域[0001]本发明涉及印刷设备技术领域，特别涉及一种柔版印刷机控制系统及方法。背景技术[0002]随着工业自动的发展，对设备和印刷产品的要求增加，柔版印刷工艺因为健康环保、高效节能、成本低等优势被广泛应用，而柔版印刷机就是专门用来印刷纸质产品的设备，传统柔版印刷设备存在张力控制精度不高、废料多、印刷精度不高等问题。发明内容[0003]本发明提供了一种柔版印刷机控制系统及方法，解决了现有技术的技术问题。[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：[0005]一种柔版印刷机控制系统，包括:依次连接的控制面板、运动控制器、驱动器、伺服电机和具备预套准功能的柔版印刷机，以及IO扩展模块，其中，所述控制面板、所述驱动器和所述伺服电机分别为多个，所述柔版印刷机包括多个轴，每个驱动器连接一个伺服电机，每个伺服电机连接所述柔版印刷机的一个轴，所述IO扩展模块连接所述运动控制器；[0006]多个所述控制面板用于监控所述运动控制器和多个所述驱动器的工作状态;所述运动控制器用于向多个所述驱动器发送控制指令;多个驱动器用于根据所述控制指令分别驱动多个伺服电机;所述多个伺服电机用于控制所述柔版印刷机的多个轴;所述1〇扩展模块用于控制所述运动控制器的数字量输入输出；[0007]其中，所述伺服电机的工作模式为位置插补模式。[0008]本发明的有益效果是:通过伺服电机的电流可以得到扭矩值，控制扭矩值与阻力、实际张力值平衡，从而提高进出纸轴张力控制精度，提高了印刷精度，柔版印刷机的预套准功能实现在印刷前先预对准，大大减少了废料，伺服电机的位置插补模式保证了加减速'没有废料。[0009]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。[0010]优选地，所述控制面板为触摸屏。[0011]优选地，多个所述控制面板通过工业路由器和TCPIP协议连接所述运动控制器，所述工业路由器还用于对所述柔版印刷机控制系统进行远程诊断。[0012]优选地，所述运动控制器通过EtherCAT总线连接多个所述驱动器和所述〗〇扩展模块。[0013]优选地，还包括:多个矫正单元，每个驱动器连接一个矫正单元。[0014]优选地，还包括:PID控制器，所述PID控制器连接所述驱动器。[0015]优选地，所述多个轴包括:进纸轴、出纸轴和八个色组轴。[0016]—种柔版印刷机控制方法，包括：[0017]S1、多个控制面板通过运动控制器向多个驱动器发送控制指令，通过1〇扩展模块控制所述运动控制器的数字量输入输出；[0018]S2、多个驱动器根据所述控制指令分别驱动多个伺服电机，所述多个伺服电机控制具备预套准功能的柔版印刷机的多个轴运动，从而实现印刷。[0019]优选地，还包括：[0020]S3、通过工业路由器对所述多个控制面板、所述运动控制器、所述多个驱动器、所述多个伺服电机、所述柔版印刷机和所述IO扩展模块进行远程诊断。[0021]优选地，所述控制面板为触摸屏。附图说明[0022]图1为本发明实施例提供的一种柔版印刷机控制系统的结构示意图；[0023]图2为本发明另一实施例提供的矫正单元的闭环结构图；[0024]图3为本发明另一实施例提供的张力控制的工作原理图；[0025]图4为本发明另一实施例提供的一种柔版印刷机控制方法的流程示意图；[0026]图5为本发明另一实施例提供的一种柔版印刷机控制方法的流程示意图。具体实施方式[0027]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0028]如图1所示，一种柔版印刷机控制系统，包括:依次连接的控制面板1、运动控制器2、驱动器3、伺服电机4和具备预套准功能的柔版印刷机5,以及IO扩展模块6,其中，控制面板1、驱动器3和伺服电机4分别为多个，柔版印刷机5包括多个轴，每个驱动器3连接一个伺服电机4,每个伺服电机4连接柔版印刷机5的一个轴，IO扩展模块6连接运动控制器2;[0029]其中，伺服电机4的工作模式为位置插补模式。[0030]多个控制面板1用于监控运动控制器2和多个驱动器3的工作状态;运动控制器2用于向多个驱动器3发送控制指令;多个驱动器3用于根据控制指令分别驱动多个伺服电机4;多个伺服电机4用于控制柔版印刷机5的多个轴运动；IO扩展模块6用于控制运动控制器2的数字量输入输出。[0031]优选地，控制面板1为触摸屏。[0032]优选地，多个控制面板1通过工业路由器和TCPIP协议连接运动控制器。工业路由器还用于对柔版印刷机控制系统进行远程诊断。[0033]优选地，运动控制器2通过EtherCAT总线连接多个驱动器3和IO扩展模块6。[0034]优选地，还包括:多个矫正单元，每个驱动器连接一个矫正单元。[0035]如图2所示，矫正单元接收驱动器输出的编码器增量信号，根据编码器增量信号对速度偏量进行补偿，如果速度偏量为正数，则补偿值为虚拟主轴速度与实际速度的差值，如果速度偏量为负数，则补偿值为实际速度和虚拟主轴的差值，如果速度偏量为零，则补偿0;将虚轴速度补偿值与虚轴速度指令结合发送至驱动器，驱动器、编码器和矫正单元形成闭环，用以调节电机运转速度。[0036]优选地，还包括:PID控制器，PID控制器连接多个驱动器。[0037]优选地，多个轴包括:进纸轴、出纸轴和八个色组轴。[0038]如图3所示，根据张力指令和通过张力传感器或张力摆杆获取的张力反馈得到张力偏差值，PID控制器根据张力偏差值发出张力控制速度指令，该张力控制速度指令与虚轴速度指令结合发送至驱动器，以控制与驱动器连接的电机的电流得到的扭矩值与阻力和实际张力值平衡，用以提高柔板印刷机进出纸轴张力控制精度，使得柔版印刷机的张力精度可在0.5KG以内，印刷精度0.01-0.05mm。[0039]用户可以通过多个触摸屏向运动控制器发送控制指令，多个触摸屏通过工业路由器进行多屏互联，通过ModbusTCPIP方式连接运动控制器;运动控制器接收到控制指令后通过EtherCAT总线向各个驱动器发送驱动指令，IO扩展模块控制运动控制器的数字量输入输出，各个驱动器驱动各个伺服电机进行运动，伺服电机带动柔版印刷机进行印刷。工业路由器还可以远程连接设备厂家，对整个控制系统进行远程诊断。[0040]柔版印刷机的预套准功能：以印刷机色组的第一个轴为标准，使它和第二个辊的距离与第二个辊的位置误差之和是印刷板长的整数倍，消除印刷的色组误差。位置插补模式是伺服电机运行的一种模式，是在控制电机的驱动器内设置的，通过每2ms给电机发送一个位置指令，直到到达目标位置。[0041]触摸屏HMI与上位控制器通过ModbusTCPIP方式连接，用于监控运动控制器和驱动器的状态;运动控制器和驱动器之间通过EtherCAT通讯连接，用于发送命令给驱动器，驱动器返回给运动控制器相关状态信息；驱动器与伺服电机用动力线和信号线连接，由驱动器控制电机动作;运动控制器和IO扩展模块之间通过EtherCAT通讯连接，用于控制设备上的数字量输入和输出；通过工业路由器连接整个控制系统，进行远程诊断。运动控制器外部的按钮和指示灯等直接连入到运动控制器IO模块或者IO扩展模块中。[0042]本控制系统的优点包括：[0043]1•进出纸轴张力控制精度:实际张力值由系统的张力传感器或张力摆杆得出，通过电机的电流得到扭矩值扭矩值与卷径的比值换算得到对应的力），从而与阻力、实际张力值平衡。[0044]2.印刷精度:加减速过程的误差为〇_〇5mm，匀速运动的误差为0.01mm;现有设备的误差为〇.15ram。[0045]3.预套准功能:在印刷前先预对准，大大减少了废料。_6]4•位置插补模式:保证加减速没有废料。[0047]5.张力精度可在0.5KG以内。[0048]如图4所示，一种柔版印刷机控制方法，包括：[0049]S1、多个控制面板通过运动控制器向多个驱动器发送控制指令，通过IO扩展模块控制运动控制器的数字量输入输出；[0050]S2、多个驱动器根据控制指令分别驱动多个伺服电机，多个伺服电机控制具备预套准功能的柔版印刷机的多个轴运动，从而实现印刷。[0051]如图5所示，图4中的步骤S2之后，还包括：[0052]S3、通过工业路由器对多个控制面板、运动控制器、多个驱动器、多个伺服电机、柔版印刷机和IO扩展模块进行远程诊断。[0053]具体地，控制面板为触摸屏。[0054]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，包括:依次连接的控制面板、运动控制器、驱动器、伺服电机和具备预套准功能的柔版印刷机，以及IO扩展模块，其中，所述控制面板、所述驱动器和所述伺服电机分别为多个，所述柔版印刷机包括多个轴，每个驱动器连接一个伺服电机，每个伺服电机连接所述柔版印刷机的一个轴，所述〗0扩展模块连接所述运动控制器；多个所述控制面板用于监控所述运动控制器和多个所述驱动器的工作状态;所述运动控制器用于向多个所述驱动器发送控制指令;多个驱动器用于根据所述控制指令分别驱动多个伺服电机;所述多个伺服电机用于控制所述柔版印刷机的多个轴运动;所述10扩展模块用于控制所述运动控制器的数字量输入输出；其中，所述伺服电机的工作模式为位置插补模式。2.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，所述控制面板为触摸屏。3.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，所述多个控制面板通过工业路由器和TCPIP协议连接所述运动控制器，所述工业路由器还用于对所述柔版印刷机控制系统进行远程诊断。_4.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，所述运动控制器通过EtherCAT总线连接所述多个驱动器和所述IO扩展模块。5.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，还包括:多个矫正单元，每个驱动器连接一个矫正单元。6.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，还包括:PID控制器，所述PID控制器连接所述驱动器。7.根据权利要求1所述的一种柔版印刷机控制系统，其特征在于，所述多个轴包括:进纸轴、出纸轴和八个色组轴。8.—种柔版印刷机控制方法，其特征在于，包括：51、多个控制面板通过运动控制器向多个驱动器发送控制指令，通过Vo扩展模块控制所述运动控制器的数字量输入输出；52、多个驱动器根据所述控制指令分别驱动多个伺服电机，所述多个伺服电机控制具备预套准功能的柔版印刷机的多个轴运动，从而实现印刷。9.根据权利要求8所述的一种柔版印刷机控制方法，其特征在于，还包括：53、通过工业路由器对所述多个控制面板、所述运动控制器、所述多个驱动器、所述多个伺服电机、所述柔版印刷机和所述扩展模块进行远程诊断。10.根据权利要求8所述的一种柔版印刷机控制方法，其特征在于，所述控制面板为触摸屏。

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