印刷对版自动检测与控制系统

机械设计制造及其自动化论文，论文编号:JX1489  论文字数:18514.页数:39  附CAD图

摘  要

 凹版印刷作为一种重要的的印刷技术，有着广阔的应用前景。目前，国内主流凹版印刷机的自动化程度低，印刷速度慢，不符合市场对凹版印刷机高精度印刷的要求。而随着高性能低成本的微处理器的发展，使得设计一种高效率高精度的对版测控系统成为可能。
 国内传统的对版自动检测控制系统环路不稳定，并且存在严重的响应滞后性。针对这些问题，提出了一种新颖的凹版印刷机对版测控系统实现方法，即采用微处理器作为控制系统的核心，完成对版测控系统的高效率和高精度的运作，体现了高性能与低成本的优势。该对版测控系统采用双光点扫描头检测套色的误差，误差信号经过滤波放大以及光电耦合后送入到微处理器，由微处理器来计算误差纠偏量，并通过执行电机来调整对版误差。这不仅简化了电路，而且提高了系统的稳定性和控制的实时性，并方便了往后系统的升级。
 本文首先回顾了凹版印刷系统的技术背景，以及提出了其中存在的稳定性和实时等套色问题。然后，提出了一种以80c196KC为核心的凹版印刷机对版控制系统总体结构和控制方案，并且给出了相应的硬件电路和程序设计框图。最后，对系统的控制策略做了简要的分析。本文设计的系统和其他的对版系统进行比较，具有结构简单，调整准确，响应速度快等优点，大大的提高了凹版印刷的精度和效率，具有广阔的发展前景。

关键词:  凹版印刷   误差检测   光电隔离   80C196KC单片机

ABSTRACT

 Gravure press as an important printing technology has broad application .At present, the domestic leading gravure press machine is low degree of automation and the printing speed is slow, which isn’t satisfied to the high-precision demand of printing machine market. And as the development of high-performance microprocessors ,it is possible to design an efficient high-precision measurement and control system to the chromatography.
 The domestic traditional plate automatic detection system was not stable in the loop of control system and also a serious lag in response. To solve these problem, an original measurement and control system to chromatography is designed which use microprocessor as the core of the control system to complete the high efficient and high precision  operation. And the system has high- performance and low- cost advantage. The measurement and control system use dual-spot optical scanning machine to detect the color error, and the error signal, after the amplification and filtering ,sent into the microprocessors ,which calculate the account of error correction and drive the motor to revise the error. This not only simplifies the circuit, but also improve the system stability and real-time control and facilitate a future upgrade.
 This article first reviewed the printed technical background , as well as the issues of stability and real-time control. Then, put forward a project a which use 80C196KC as the core of the measurement and control system of chromatography, and the corresponding hardware circuit diagram and program design. Finally, brief analyze the control strategy of the system. The system in this thesis compared with other  chromatography system is more simple in structure, the adjustment is more accurate, the respond speed is faster and this system is greatly improved the accuracy and efficiency of intaglio printing.  
Keywords:  Gravure Press； error detection ;   optical isolation;  80C196KC single-chip
目  录
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目录 Ⅲ
第一章    绪论 1
1.1  引言 1
1.2  国产凹版印刷的现状及存在的问题 1
 1.2.1  国产凹版印刷的现状 2
 1.2.2  国产凹版印刷存在的问题 2
 1.3  国产凹印存在的套色问题 3
 1.4  本课题的目的及设计内容 3
 1.5  本章小结 4
第二章    对版测控系统的总体方案及分析 5
2.1  系统的总体结构 5
2.2  套印误差检测 5
 2.2.1  色标的标定 6
 2.2.2  双光电头检测原理 7
 2.2.3  误差的提取 8
2.3  计算机微处理器 8 
 2.3.1 80C196KC功能图 8
 2.3.2 80C196KC功能分析 9
 2.4  驱动执行机构 13
 2.5  印刷中的纸带张力对套印的影响 13
 2.6  本章小结 14
第三章    对版测控系统的硬件电路设计及软件设计 15
     3.1  对版测控系统的硬件电路设计 15
        3.1.1 套印信息数据采集电路模块 15 
        3.1.2 光电隔离电路设计 16
 3.1.3 计算机微机处理模块 19
        3.1.4 驱动执行电路 20
     3.2   系统的程序框图设计  21
     3.3   本章小结 24
第四章    控制算法设计 25
 4.1  PID控制及参数的整定 25
 4.1.1 比例调节器—比例的作用 26
 4.1.2 比例积分调节器—积分的作用 26
 4.1.3 比例微分调节器—微分的作用 27
 4.2  对版测控系统控制方式的确定 27
        4.2.1 Smith PID控制  28
     4.3本章小结 29
第五章    结论 30
参考文献 31
致谢 33
附录1  80C196KC外围引脚图 34
附录2  硬件电路总图 35

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