专利名称：卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于印刷机械控制技术领域，涉及一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调
压方法，本发明还涉及一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压装置。
背景技术：
为实现多色精美的印刷，其关键环节之一就是各印刷色的压印力调节，卫星式柔 版辊印刷机属于轻压力印刷，压印力的调节频繁而又重要，是卫星式柔版辊印刷机的核心 控制技术之一，是实现卫星式柔版辊印刷机实现精美和高效印刷的关键技术。压印力调节 的好坏直接影响到印品的质量，如何实现快速，准确的压印力调节，以及保证同一种产品多 次印刷质量的一致性，同一种产品不同人印刷质量的一致性等等的问题变得十分关键。卫 星式柔版辊印刷机是一种新兴的印刷设备。 准确调压的实现，其关键的技术就在于电气系统控制方案的确立和控制程序的编 制调试.而调压系统的设计必须满足以下几个原则第一，系统的硬件要高度可靠；第二， 控制精度要高，定位精度达到0.01mm;第三，功能要齐全。第四，操作要方便。第五，系统具 有强的容错能力。 现有的调压系统主要存在以下严重不足之处1)调压电机进给不能调速，调压效 率低。2)无法记忆调压位置，断电后如果重新上电，需要重新调压，延长了印刷准备时间，降 低了工作效率。3)功能单一。以上不足都会导致印刷工作效率低下，印刷品质量不稳定，品 质差，工人工作强度大，操作要求高，操作过程比较复杂等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法，解决现有技 术下调压系统功能单一、调压效率低，导致工人工作强度大，操作要求高，操作过程比较复 杂，印刷工作效率低下，印刷品质量不稳定的问题。 本发明的另一 目的是，提供一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压装置。
本发明采用的技术方案是，一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法，该方 法利用一套控制装置，该控制装置的结构是， 包括主控制器，主控制器与电源模块和人机界面连接，主控制器与若干组伺服电 机的双电机驱动模块连接，各个双电机驱动模块依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版 辊座连接 主控制器的内部包括主模块与若干组六轴驱动控制模块，主模块与各组六轴驱动 控制模块之间通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块的CLIQ引脚分别通过DRIVER QLIQ 电缆线与电源模块连接， 该方法利用上述的控制装置，分别实施以下各个步骤，
1)、快速进位和快速退位 需要将版辊安装支座退出时，在人机界面输入退出指令，主控制器向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块控制伺服电机高速退出，到达退出位置的限位传感器
A，限位传感器A给主控制器一个到位信号，主控制器再向双电机驱动模块发出指令信号，
双电机驱动模块控制伺服电机断电，版辊安装支座保持当前位置不动进行版辊安装，当安
装完成后，在人机界面输入进版辊指令，主控制器向双电机驱动模块发出指令信号，双电机
驱动模块控制伺服电机高速进版辊，快速到达合压位置的限位传感器B，限位传感器B给主
控制器一个到位信号，主控制器再向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块控制
伺服电机断电； 2)、防挤版辊 根据版辊的大小，在控制程序中设置位置限制和力矩限制，如果操作超出限制范 围，主控制器向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块控制伺服电机断电自动停 止，防止挤版辊；如果位置限制设置不当，当版辊或网纹辊撞到其他部件时，伺服电机的输 出力矩会陡然增大，驱动单元的输出电流会陡然增大，主控制器得到这一陡升信号，立即向 双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块伺服电机断电停机，防止挤版辊；
3)、根据版辊周长的自动定位 当版辊的直径发生变换时，将新的版辊参数通过人机界面输入，主控制器计算出 版辊相对应的定位位置，向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块控制伺服电机 自动进给到该定位位置； 4)、根据不同印刷速度的自动调压 通过电机编码器进行速度测量，得到当前的线速度，主控制器即可通过将当前的 线速度与设定值进行比较和处理，向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块自动 调整伺服电机的运动，及时调整版辊与网纹辊之间的压印力；
5)、自动配方 通过统计，将不同版辊的压力调整制作为一种版辊周长与压力位置的对应值配 方，并对每一套版辊的调压位置参数进行编号存储，当用到不同的版辊时，只要在人机界面 输入相应的配方号，主控制器根据存储的编号向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱 动模块控制伺服电机的运动，自动进给到相应的压力位置；
6)、断电记忆 在控制装置突然断电的情况下，主控制器记忆当前版辊的离合压和压力位置，重
新上电后，在人机界面输入记忆控制指令，主控制器会按照之前的记忆位置进行参数设置，
向双电机驱动模块发出指令信号，双电机驱动模块控制伺服电机的运动，直接实施印刷。 本发明采用的另一技术方案是，一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压装置，
包括主控制器，主控制器与电源模块和人机界面连接，主控制器与若干组伺服电机的双电
机驱动模块连接，各个双电机驱动模块依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版辊座连
接； 主控制器的内部包括主模块与若干组六轴驱动控制模块，主模块与各组六轴驱动 控制模块之间通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块的CLIQ引脚分别通过DRIVER QLIQ 电缆线与电源模块连接。 本发明的方法，通过对运动控制技术和伺服控制技术的应用，合理的硬件搭建，精 心构思和反复调试的软件编制，实现了卫星式版辊印刷机调压系统的强大功能，包括了快速进位和快速退位；防挤版辊；根据版辊周长的自动定位；根据不同印刷速度的自动调压； 自动配方；断电记忆等功能。本发明的方法，自动化程度高，操作简单，工人工作强度显著降 低，印刷工作效率明显提高，印刷品质量稳定。
图1是实现本发明控制方法的控制装置结构示意图； 图2是实现本发明控制方法的控制装置中主控制器的结构示意图。 图中，l.主控制器，2.电源模块，3.钳位模块，4.双电机驱动模块，5.六轴驱动控
制模块，6.主模块，7.人机界面。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。 本发明公开了一种实现本发明方法的控制装置结构，如图l所示，包括主控制器 1，主控制器1与电源模块2和人机界面7连接，主控制器1分别与若干组伺服电机的双电 机驱动模块4连接，伺服电机采用西门子的高精度交流伺服电机，双电机驱动模块4设置 有14组，共驱动28根伺服轴，28根伺服轴带动所连接的伺服电机再与各自的版辊座连接， 运动控制程序在主控制器1(选用型号为SIM0TI0N D435)中进行编写，每一根伺服轴的位 置和速度反馈信号通过伺服电机后的绝对值编码器传给主控制器l，主控制器l(SIMOTION D435)和人机界面7(HMI)通过DP连接，操作人员与主控制器1之间交换数据通过HMI进行 写入和显示。HMI安装在主操作台上。主控制器1通过通讯方式和连接的下位模块交换数 据，经过程序运算得到各组伺服电机实际需要的运动参数，伺服电机按照该参数实现需要 的操作动作，保证精确到位和安全平稳运行。 主控制器1的结构参照图2，图中实线为DP总线，点划线为DRIVER QLIQ电缆线， 主控制器1的内部包括主模块6与4组六轴驱动控制模块5，主模块6与4组六轴驱动控制 模块5之间通过DP总线连接，4组六轴驱动控制模块5的CLIQ引脚分别通过DRIVER QLIQ 电缆线与电源模块2连接。 主模块6的功能是控制装置的核心部分，完成整个系统的运动控制。主模块6采 用西门子公司的SIM0TI0N D435模块，六轴驱动控制模块5采用西门子公司的CU320模块， CU320的C-C0接线分别与三组双电机驱动模块4连接，主控制器1具有电子齿轮、电子凸 轮、位控、离合器等功能。六轴驱动控制模块5的功能是完成所对应伺服电机轴的驱动控 制。双电机驱动模块4的功能是为伺服电机的功率单元。 电源模块2的功能是为双电机驱动模块4提供电源。电源模块2选用 380VAC/600VDC电源。电源模块2设置有辅助的钳位模块3，起到稳定电源模块输出电压的 作用，通过内部母线和驱动模块5相连。 人机界面7采用西门子MP270人机界面7，程序中设置了三十多个操作页面，功能 全面，操作方便。 本发明方法通过对SCOUT软件的开发，实现了以下功能控制 1)、快速进位和快速退位功能。卫星式柔版辊印刷机的版辊直径会随着印品的不 同而变化，在安装印刷版辊时，需要将版辊安装支座退出时，在人机界面7输入退出指令和
6退出位置，主控制器1向双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4控制伺服电机 高速退出，伺服电机的运动控制器通过电机后的绝对值编码器读出电机的当前位值，当到 达设定退出位置的限位传感器A时，限位传感器A给主控制器1 一个到位信号，主控制器1 再向双电机驱动模块4发出指令停止信号，双电机驱动模块4控制伺服电机停止，版辊安装 支座保持当前位置不动进行版辊安装，当安装完成后，在人机界面7输入进版辊指令和进 版位置，主控制器1向双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4控制伺服电机高 速进版辊，快速到达合压位置的限位传感器B，限位传感器B给主控制器1 一个到位信号，主 控制器1再向双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4控制伺服电机停止。这 样一来，就縮短了版辊安装的时间，提高了工作效率。 2)、防挤版辊功能。卫星式柔版辊印刷机在版辊和网纹辊进给调压的过程中，如果 操作不够专心，就会使进给超量，挤坏版辊或网纹辊，造成损失。在程序中，增加了位置限制 和力矩限制功能。根据版辊的大小，设定版辊支座的前后运动范围，如果操作超出限制范 围，主控制器1控制向双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4伺服电机自动停 止，防止挤版辊；再之，如果位置限制设置不当，造成版辊或网纹辊撞到其他部件，伺服电机 的输出力矩会陡然增大，驱动单元的输出电流会陡然增大，主控制器1检测得到这一陡升 信号，会向双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4立刻控制伺服电机停机，防 止挤版辊。 3)、根据版辊周长的自动定位功能。当版辊的直径发生变换时，无需手动使版辊进 给到合适的位置，只需将新的版辊参数通过人机界面7输入，主控制器1就会计算出版辊相 对应的定位位置，控制伺服电机自动进给到这个位置，再根据需要，手动稍做调整即可。
4)、根据不同印刷速度的自动调压功能。卫星式柔版辊印刷机在印刷线速度不同 的情况下，要保证印品的质量一致，就必须在不同的线速度时，版辊和网纹辊的压印力不 同。通过电机编码器进行速度测量，主控制器1即可根据当前的线速度通过比较和处理，向 双电机驱动模块4发出指令信号，双电机驱动模块4自动调整伺服电机的运动，及时调整版 辊与网纹辊之间的压印力，保证印品质量的一致性。 5)、自动配方功能。当版辊的版辊周长不同时，不同版辊的合适的压力位置是不同
的。对于同一套版辊，如果间隔进行多次印刷，操作上就要多次手工进行压力调整，降低了 工作效率，因此通过统计，将不同版辊的压力调整制作成配方的形式，作为一种版辊周长与
压力位置的"对应值配方"，对每一套版辊的调压位置参数进行编号存储，当用到不同的版 辊时，只要在人机界面7输入相应的配方号，主控制器1根据存储的编号向双电机驱动模块 4发出指令信号，双电机驱动模块4控制伺服电机的运动，自动进给到相应的压力位置。
6)、断电记忆功能。在控制装置人为或非人为突然断电的情况下，主控制器1会记 忆当前版辊的离合压和压力位置，重新上电后，只要在人机界面7输入记忆控制指令，主控 制器1会按照之前的记忆位置进行参数设置，控制伺服电机的运动，就可以直接实施印刷， 减少了重新调整的时间，提高了工作效率。 本发明方法针对卫星式柔版辊印刷机调压的工艺要求和操作要求，应用运动控制 技术和伺服控制技术，通过合理的硬件搭建，实现了卫星式版辊调压的多项功能，极大的提 高了版辊操作中的工作效率和调压精度，降低了工人的操作强度，保证了印刷质量。
权利要求
一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法，其特征在于该方法利用一套控制装置，该控制装置的结构是，包括主控制器(1)，主控制器(1)与电源模块(2)和人机界面(7)连接，主控制器(1)与若干组伺服电机的双电机驱动模块(4)连接，各个双电机驱动模块(4)依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版辊座连接，主控制器(1)的内部包括主模块(6)与若干组六轴驱动控制模块(5)，主模块(6)与各组六轴驱动控制模块(5)之间通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块(5)的CLIQ引脚分别通过DRIVER QLIQ电缆线与电源模块(2)连接，该方法利用上述的控制装置，分别实施以下各个步骤，1)、快速进位和快速退位需要将版辊安装支座退出时，在人机界面(7)输入退出指令，主控制器(1)向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机高速退出，到达退出位置的限位传感器A，限位传感器A给主控制器(1)一个到位信号，主控制器(1)再向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机断电，版辊安装支座保持当前位置不动进行版辊安装，当安装完成后，在人机界面(7)输入进版辊指令，主控制器(1)向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机高速进版辊，快速到达合压位置的限位传感器B，限位传感器B给主控制器(1)一个到位信号，主控制器(1)再向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机断电；2)、防挤版辊根据版辊的大小，在控制程序中设置位置限制和力矩限制，如果操作超出限制范围，主控制器(1)向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机断电自动停止，防止挤版辊；如果位置限制设置不当，当版辊或网纹辊撞到其他部件时，伺服电机的输出力矩会陡然增大，驱动单元的输出电流会陡然增大，主控制器(1)得到这一陡升信号，立即向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)伺服电机断电停机，防止挤版辊；3)、根据版辊周长的自动定位当版辊的直径发生变换时，将新的版辊参数通过人机界面(7)输入，主控制器(1)计算出版辊相对应的定位位置，向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机自动进给到该定位位置；4)、根据不同印刷速度的自动调压通过电机编码器进行速度测量，得到当前的线速度，主控制器(1)即可通过将当前的线速度与设定值进行比较和处理，向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)自动调整伺服电机的运动，及时调整版辊与网纹辊之间的压印力；5)、自动配方通过统计，将不同版辊的压力调整制作为一种版辊周长与压力位置的对应值配方，并对每一套版辊的调压位置参数进行编号存储，当用到不同的版辊时，只要在人机界面(7)输入相应的配方号，主控制器(1)根据存储的编号向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机的运动，自动进给到相应的压力位置；6)、断电记忆在控制装置突然断电的情况下，主控制器(1)记忆当前版辊的离合压和压力位置，重新上电后，在人机界面(7)输入记忆控制指令，主控制器(1)会按照之前的记忆位置进行参数设置，向双电机驱动模块(4)发出指令信号，双电机驱动模块(4)控制伺服电机的运动，直接实施印刷。
2. 根据权利要求l所述的自动伺服调压方法，其特征在于，所述的电源模块(2)选用 380VAC/600VDC电源。
3. 根据权利要求l所述的自动伺服调压方法，其特征在于，所述的双电机驱动模块(4) 采用6SL3120模块。
4. 根据权利要求l所述的自动伺服调压方法，其特征在于，所述的驱动控制模块(5)采 用CU320模块。
5. 根据权利要求l所述的自动伺服调压方法，其特征在于，所述的主模块(6)采用 SMOTION D435模块。
6. —种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压装置，其特征在于包括主控制器(l)，主 控制器(1)与电源模块(2)和人机界面(7)连接，主控制器(1)与若干组伺服电机的双电 机驱动模块(4)连接，各个双电机驱动模块(4)依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版辊 座连接，主控制器(1)的内部包括主模块(6)与若干组六轴驱动控制模块(5)，主模块(6)与各 组六轴驱动控制模块(5)之间通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块(5)的CLIQ引脚 分别通过DRIVER QLIQ电缆线与电源模块(2)连接，主模块(6)的功能是用于完成整个系统的运动控制， 六轴驱动控制模块(5)的功能是完成所对应伺服电机轴的驱动控制，双电机驱动模块(4)的功能是用于伺服电机的功率单元， 电源模块(2)的功能是为双电机驱动模块(4)提供电源。
全文摘要
本发明公开了一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压方法，具体实施以下各个步骤快速进位和快速退位、防挤版辊、根据版辊周长的自动定位、根据不同印刷速度的自动调压、自动配方、断电记忆。本发明还公开了一种卫星式柔版辊印刷机的自动伺服调压装置，主控制器与电源模块和人机界面连接，主控制器与若干组伺服电机的双电机驱动模块连接，各个双电机驱动模块依次通过伺服轴、伺服电机再与各自的版辊座连接；主控制器的内部包括主模块与若干组六轴驱动控制模块，主模块与各组六轴驱动控制模块通过DP总线连接，各组六轴驱动控制模块分别通过DRIVER QLIQ电缆线与电源模块连接。本发明的方法及装置，自动化程度高，操作简单，工作效率高，印刷品质量稳定。
文档编号B41F13/38GK101716846SQ20091031118
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘宏哲, 苏碧婷, 苏翔宇, 黄小军 申请人:西安航天华阳印刷包装设备有限公司