【摘要】：隨著制造業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,綠色無污染的智能化機(jī)械設(shè)備受到了越來越多的重視。在目前的印刷領(lǐng)域中,有“綠色印刷”之稱的柔版印刷技術(shù)在國外得到了廣泛的應(yīng)用并逐漸成熟。但在國內(nèi)柔印技術(shù)仍處于發(fā)展階段,現(xiàn)投入使用的高端柔版印刷機(jī)仍大量使用國外的設(shè)備,因此對(duì)柔版印刷技術(shù)的研究對(duì)實(shí)現(xiàn)柔版印刷機(jī)國產(chǎn)化具有重要的作用。柔版印刷機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是柔版印刷系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié),本文主要對(duì)柔版印刷調(diào)壓系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)。本文以實(shí)際工廠項(xiàng)目的應(yīng)用需求為背景,設(shè)計(jì)了一個(gè)以臺(tái)達(dá)HMI為人機(jī)交互平臺(tái),以ARM芯片為核心的運(yùn)動(dòng)控制器,以FPGA芯片為核心的擴(kuò)展接口電路板,以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、光柵尺為執(zhí)行反饋部件的柔版印刷調(diào)壓控制系統(tǒng)。針對(duì)該系統(tǒng)的硬件電路,設(shè)計(jì)了通信電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器脈沖信號(hào)發(fā)送電路、光柵尺信號(hào)接收電路等,并完成了硬件電路的焊接和調(diào)試。針對(duì)該系統(tǒng)的軟件功能,采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法,完成了RS422和CAN通信協(xié)議的設(shè)計(jì),各類數(shù)據(jù)解析函數(shù)以及運(yùn)動(dòng)控制函數(shù)的設(shè)計(jì)。同時(shí)利用Dopsoft軟件設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面,用于控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。在控制器運(yùn)動(dòng)控制算法的設(shè)計(jì)中,依據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性,設(shè)計(jì)了基于數(shù)字采樣插補(bǔ)算法的梯形加減速算法,來保證步進(jìn)電機(jī)能夠正常平穩(wěn)按照預(yù)定軌跡運(yùn)行,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了閉環(huán)控制算法,使得步進(jìn)電機(jī)可以在規(guī)定階段完成閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)位置的精確控制。同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過程中,設(shè)計(jì)了交叉耦合同步控制算法來控制同軸兩側(cè)電機(jī)的位置偏差,保證了系統(tǒng)同軸電機(jī)之間的同步性能。最后結(jié)合步進(jìn)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,利用Matlab和Simulink工具對(duì)本文所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制算法進(jìn)行仿真,依據(jù)仿真曲線驗(yàn)證了算法的可行性。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,利用設(shè)計(jì)好的硬件和軟件,搭建了系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)。由于實(shí)驗(yàn)室的資源有限,僅能實(shí)現(xiàn)一色帶電機(jī)的硬件連接,所以為了對(duì)八色系統(tǒng)的通信穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試,需要將其余七色ARM從運(yùn)動(dòng)控制器收發(fā)脈沖模塊的程序修改為自閉環(huán)和自反饋的模式,從而實(shí)現(xiàn)模擬八色系統(tǒng)。通過對(duì)系統(tǒng)各模塊功能的測(cè)試,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)控制器軟件和硬件的可行性。
【圖文】：

4.在柔版印刷的過程中，因?yàn)橛信淞�、制版等各種復(fù)雜的過程，所以在印刷過程中也會(huì)因?yàn)閷?duì)工藝及操作的不熟練而產(chǎn)生大量的廢料和質(zhì)量較差的產(chǎn)品，影響生產(chǎn)的利潤。1.4 運(yùn)動(dòng)控制器和現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展現(xiàn)狀柔版印刷調(diào)壓控制系統(tǒng)需要通過對(duì)各色電機(jī)精確、穩(wěn)定的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)各色輥筒位置的控制，在這個(gè)過程中不僅僅有運(yùn)動(dòng)控制算法的設(shè)計(jì)，還需要考慮數(shù)據(jù)的交互，，采用現(xiàn)場(chǎng)總線的方式來連接各運(yùn)動(dòng)控制器，可使得數(shù)據(jù)的交互更加的快速、可靠。1.4.1 運(yùn)動(dòng)控制器概述近幾十年來，運(yùn)動(dòng)控制器的功能變得越來越強(qiáng)大，從最初簡(jiǎn)單的開環(huán)到閉環(huán)，從模擬到數(shù)字，從基于工控 PC 再到基于嵌入式的控制芯片，每一次的進(jìn)步，都是一次偉大的技術(shù)變革[9]。隨著工業(yè)市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)化需求的增加，運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展的也越來越快，種類功能也越來越多樣化，其產(chǎn)品也受到了越來越多人的關(guān)注。

計(jì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)性能良好的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，方案設(shè)計(jì)在整個(gè)過程中是非常重結(jié)合工廠中衛(wèi)星式柔版印刷的調(diào)壓控制系統(tǒng)的實(shí)際需求，完成運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)。題的功能需求分析節(jié)中，介紹了衛(wèi)星式柔版印刷機(jī)調(diào)壓系統(tǒng)的原理，然后進(jìn)一步分析了該器的功能需求。下面將進(jìn)行具體的論述。1.1 調(diào)壓系統(tǒng)原理分析星式柔版印刷機(jī)[25]（CI,Central Impression）是柔版印刷機(jī)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重要機(jī)型。以本文的研究對(duì)象八色組衛(wèi)星式柔版機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)如圖 2輥、一個(gè)磨輥以及墨槽構(gòu)成一個(gè)印刷色組，每一個(gè)印刷色組都圍繞在中，就像衛(wèi)星圍繞在地球的周圍，共 8 組。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS873;TP273

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本文編號(hào)：2648365