墙纸机色标检测系统的研究.doc

关于墙纸印刷误差检测与处理系统的研究 摘要：传统印刷机误差检测与处理系统在国内早有研究，本文主要研究是怎样将现有的技术应用到墙纸印刷机中，介绍关键的技术和方法。本系统采用数字信号处理器（DSP）和大规模门阵列（FPGA）来实现色标检测的准确性。 关键字：DSP FPGA 引言：随着人们生活水平的提高，人们对墙纸的需求不断加大，墙纸行业一直保持旺盛的发展势头，同时带动了墙纸机械行业的不断进步。但是相对于国外，国内墙纸机械的自动化水平依然很低，工业的实时控制与套色精度跟不上，高档墙纸印刷机只能依赖 国外的进口。 为打破这种格局，我们必须提高国内墙纸机械的自动化水平。墙纸印刷中，由于机械、电气、工艺、人工操作等原因，不可避免的会出现套色不准的情况。自动套准控制系统是提高墙纸印刷机套印精度和印刷速度的关键环节，只有保证墙纸印刷过程中每种套色的套色精度，才能保证墙纸印刷出来的效果和质量。研究的墙纸印刷误差检测与处理系统是墙纸印刷的关键技术之一，是解决墙纸印刷机错花，?跑花技术的第一步，只有提高墙纸印刷机的误差检测精度，才能真正的提高墙纸多套色的印刷精度。 本系统采用国际通用的印刷印品误差检测标记（马克线），检测印刷标记由于浸墨、烘干、料膜卷径的变化等因素所引起的料膜张力变化，从而导致印品的套色发生偏差。因为标准的印刷标记两两间隔20mm，所以当印品套色发生偏差时，印刷标记两两间隔必然大于或小于20mm，利用光电眼所测量到的实际印刷标记间隔信号，通过本自动套准系统计算分析出误差大小并发送控制脉冲控制电机消除误差。 主要技术方法的研究与分析： 1 预套准 本系统采用传统的无轴传动印刷机预套准技术，即每一印刷单元都采用交流伺服电机独立驱动，印版棍只需随意装入印刷单元而不需要恢复到“零位”，随后伺服电机会自动将版棍转动至“零位”。此过程中，版棍上有一个传感器来检测“零位”的标记，；通过每个印刷单元的相隔距离计算出每个单元版棍的相位差，将第一印刷单元转动至“零位”，其它单元根据计算出的相位差通过套准系统自动转动到相应位置，从而实现预套准。 2 色标检测 采用国际通用的印刷印品误差检测标记（马克线），检测印刷标记由于浸墨、烘干、料膜卷径的变化等因素所引起的料膜张力变化，从而导致印品的套色发生偏差。因为标准的印刷标记两两间隔20mm，所以当印品套色发生偏差时，印刷标记两两间隔必然大于或小于20mm，利用光电眼所测量到的实际印刷标记间隔信号，通过本自动套准系统计算分析出误差大小并发送脉冲控制电机消除误差。 2.1 色标信号与波门滤波 使用数字色标检测器检测色标，同时采用双光眼检测法。根据现有的技术和实践结果分析表明:双光眼检测法相对于单光眼检测法，速度更快，灵敏度和精确度更高。同时采用设置波门的方式来屏蔽其他印刷物对检测的干扰，并通过光电编码器的脉冲计数来设定波门开启时的地址和打开的宽度，将我们所要观测的两个相邻色标包括在内。这样有效的滤去了其它印物对于测量信号的干扰，保证了测量的精确度。如图1： 图1 如图1所示，假设有n套色就有n个色标，色标排列按照墙纸传送顺序为1～n，所以双光眼检测到的第一个色标应该是n色标，双光眼T1,T2检测到的色标信号如图2所示。由于印刷其它颜色时打印上的色标就会对我们对两个相邻色标进行的检测造成干扰，现场印刷时也可能在墙纸上印上污点，同时扫描到十字形Mark 线也同样会使光电头传感器产生脉冲信号。我们想要排除这些其他印物对检测的影响，纯粹的检测到所要观察的两相邻色标线，通常采用设置波门的方式来屏蔽其他印刷物对检测的干扰。图3为波门滤波后的信号。 图2 图3 正常情况下，如果相邻色标为20mm，那么误差△T=0，即n色标和n-1色标是重合的。波门滤波涉及到波门开启问题，通常情况下我们是可以通过对光电编码器的脉冲计数来设定波门开启时的地址和打开的宽度，将我们所要观测的两个相邻色标包括在内。 在具体实现当中，当光电编码器转到零位基准时Z 信号输出一个脉冲，此时对光电编码器的计数清零，当光电编码器的计数达到我们所预先设定的值时，即光电编码器转过了一个固定角度，此时打开波门，将波门信号设置为高位。此时光电编码器的计数值即为波门地址。波门持续开启一段时间直至下相邻色标确保出现，此时光电编码器也相应的转过一定角度，计数值也随之增加，增加量就是波门宽度。在波门开启时允许色标脉冲信号通过，关闭时禁止。从而就可以观测任意两个相邻色标的脉冲信号。 同时还有另一个方法，在墙纸印刷过程中，除了第一个印刷单元外，每个印刷单元都带有一个套准系统，那么我们就可以确定，在第n个印刷单元中，我们只需要检测的是第n（n≥2）个和第（n-1）个色标的误差，所以我们只需要检测到T1的第一个色标信号（n色标）后，对光电编码器计数达到一合适的设定值，打开波门。同