凹印机自动套准控制单元设计

摘要

在多色套印过程中,由于各印版滚筒之间的张力变化、导轨和压辊的滑动、各印刷单元受热交换器的冷热风的影响等原因,都会使印刷中的料带位置产生细微变化,因而导致套印位置的偏差。这种偏差具有不确定性,偏差量或大或小,对印品质量影响极大。因此自动检测与控制套印误差十分必要。本论文以陕北人经济型凹印机为模型,针对凹印机印刷及套准的工作原理与特点,设计了一套经济可靠的自动套准控制系统,对凹印机自动套准控制系统进行了针对性的研究和设计开发。课题的主要内容：1.对凹版印刷设备套印的各个环节进行分析。2.分析凹印机自动套准控制的特点,设计出一种基于单片机的自动套色控制器。3.对凹版印刷设备的运行方式和特点进行详细分析,设计出一种带阂值的PID控制器。4.用两个方向：横向和纵向的自动套准控制系统来替代传统的单一的纵向自动套准控制系统,有更好的套准精度。5.自动套准控制系统硬件设计,系统硬件由电源、自动套准控制电路板、变频器、三相交流异步电机构成。6.模拟实验设计,用单片机来模拟双光电眼和增量式光电编码器脉冲信号来检验自动套准控制系统的运行状况。实验结果表明该系统可以检测设计印刷速度下的套印误差,系统误差在可接受范围内。能适应各类凹版印刷机的套印精度和印刷速度要求,并且在很大程度上降低了成本,具有广阔的应用前景。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究背景

1.2.1 凹版印刷的优势

1.2.2 凹版印刷的应用领域及发展状况

1.2.3 国产凹版印刷设备现状

1.2.4 国产凹版印刷设备发展趋势

1.3 课题的研究意义和主要内容

1.3.1 课题的研究意义

1.3.2 课题的主要内容

1.4 技术可行性分析

2 凹印设备工作原理和特点分析

2.1 凹印机工作原理

2.2 凹印机套色原理

2.2.1 纵向套色原理

2.2.2 横向套色原理

2.3 套印误差产生原因

2.4 套印系统模型的特点

3 系统控制策略的研究

3.1 PID控制策略的研究

3.1.1 比例控制算法

3.1.2 比例积分控制算法

3.1.3 PID控制算法

3.1.4 系统的控制方式

3.2 数字PID控制器的算法

3.2.1 位置式PID控制算法

3.2.2 增量式PID控制算

3.2.3 积分分离PID控制算法

3.2.4 不完全微分PID控制算法

3.3 PID参数整定

3.3.1 常用的参数整定方法

3.3.2 经验试凑法

3.3.3 套色系统的参数整定

3.4 控制系统框架

4 套色控制系统硬件的实现

4.1 主控芯片AT89S52单片机

4.1.1 89S52功能模块介绍

4.1.2 89S52I/O接口功能介绍

4.1.3 WDTRST看门狗寄存器

4.2 套印误差检测

4.2.1 双光电头误差检测原理

4.2.2 误差的提取

4.3 系统硬件电路的设计和各部分实现

4.3.1 误差检测电路

4.3.2 键盘和显示模块

4.3.3 倍频电路

4.3.4 输出控制电路

4.3.5 串行通讯电路

5 系统软件的设计与实现

5.1 检测及误差计算主程序设计

5.2 键盘和LED显示扫描程序

5.3 控制算法的实现

6 模拟实验

7 总结与展望

7.1 课题总结

7.2 展望

致谢

参考文献

附录1

附录2

附录3

附录4