印刷机墨斗控制体系设计

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1、印刷机墨斗控制体系设计第一章绪论1.1课题研究的意义印品的印刷质量是一个印刷企业保持市场竞争力的前提，特别是在我国国民经济快速发展时期，为了满足消费者对于印刷质量不断提高的需求，只有不断提高印刷品的质量，保持印刷效果的一致性和稳定性，同时还要做到与时俱进、勇于创新，才能在残酷的市场竞争中立于不败之地。在印刷过程中，供墨量的精准程度，对于印刷生产的质量和效率来说都具有十分重要的意义，实现油墨的准确设定是人们一直以来不断追求的目标。中央墨量控制系统是目前现代化印刷机中普遍采用的过程控制系统之一，它的出现使印刷质量的过程控制向自动化方向迈进

2、了一大步，对于计算机印刷控制系统（CPC）的发展起到了很大的推动作用。经过几十年的发展，中央墨量控制系统已经逐步取代了传统的印刷机墨量控制方式，降低了操作工人的作业强度，减少了生产材料的消耗，提高了印刷企业的生产效益。上世纪80年代开始，国外各大印刷机生产厂家开始陆续推出了各自的中央墨量控制系统，并逐步实现了墨量的数字化设置，从目前我国从海外引进的印刷机来看，油墨预置技术已经得到了广泛的应用。进入21世纪以来，我国已有部分新型印刷机配备了遥控墨斗控制系统，但仍然是以合作研发为主，缺少自主知识产权，系统的抗干扰能力还有待提高，且对于墨键

3、的精细调节以及油墨预置等方面的研究还相对滞后[1-4]。本文针对这些问题，提出了一款以STM8S208MB单片机作为主控芯片的单张纸胶印机分区墨量控制系统的整体设计方案，控制系统以直流减速电机为执行单元，编写了下位机程序和上位机软件，并对整个系统进行了调试和测试分析。目的在于缩小我国在该领域与世界先进水平的差距，降低设备生产成本，并使中央墨量控制系统能够得到广泛的普及，提高印刷机墨量控制系统整体的可靠性、抗干扰能力以及控制精度，并对控制算法进行优化。.1.2印刷机墨斗控制系统以最为常见的胶印机为例，其供墨系统大体上由以下三个部分组成：

4、墨斗、墨斗辊以及传墨辊。墨斗作为其中最重要的组成部分，主要用于实现印刷机各个色组中墨量的分区精确控制，依据印刷机型号的不同，每个墨键需要调节的范围在0.002mm-0.80mm之间，每个墨键所对应的墨区的宽度在22mm-35mm之间，每个墨斗所对应的墨键数量在10-35个之间，墨斗的数量一般与色组数量一致。印刷机墨键结构如图1-1所示。现代印刷机的墨量控制系统先后经历了三个不同的发展阶段，分别是手工调节时期、中央墨量遥控调节时期以及墨量预置时期。手工调节时期，上世纪50～70年代，国外开始出现了多色平版胶印机，由于它可以实现一次进纸就

5、能完成多色印刷的任务，因此彩色印刷的速度得到了很大的提高，生产效率得到了大幅度提高。然而对于墨量控制方面，还是依靠操作工人手动调整各个色组墨斗体上面的螺钉，这种凭借个人经验的调节方式，不仅耗时耗力，而且印刷品的稳定性、一致性也很难得到保障。自上世纪80年代改革开放之后，我国陆续引进的一些国外印刷机就主要采取这种墨量调节方式。第二章印刷机墨斗控制系统整体方案2.1印刷机墨斗控制系统整体方案对于平板印刷机来说，印刷机供墨量的多少将直接影响印刷品的色彩、阶调以及墨层厚度，从而在很大程度上决定了图像的复制质量[10]。墨斗是印刷机的重要部件，

6、根据型号的不同，墨斗的个数也不尽相同，国内最为常见的的四色印刷机共有4个墨斗，国外一些高端的印刷机已经达到12个墨斗。墨斗的主要功能就是实现印刷机各个色组单元墨量的分区控制以及油墨的转移，每一个墨区都对应一个墨键，每一个墨键都有一组电机驱动单元与之对应，依据印刷机型号的不同，墨键的数量从十几个到三十几个不等，本设计以32个墨区为研究对象。操作人员可以通过改变印刷机墨键与墨斗辊之间的间隙，来实现改变各个墨区油墨厚度的目标，每一个墨键均通过精密的机械装置与一组电机驱动装置相互连接，将直流减速电机的旋转运动转换成墨键的线性运动[11]。本文

7、以4色组、4*32墨区的印刷机为具体研究对象。考虑到电机的响应时间、安装尺寸以及制作成本等实际问题，设计每块电机驱动电路板可以最多同时驱动8个直流减速电机，并通过一个8位的拨码开关来区分不同的电路板，理论上控制系统可满足256个直流减速电机的同时工作，每一个直流减速电机均通过1:3的齿轮传动机构与一个高精度电位器连接，用于将A/D转换时所必须的模拟量提供给STM8S208MB单片机；同时还编写了电机控制系统的上位机软件和下位机程序[12-14]。墨斗控制系统整体结构如图2-1所示。2.2STM8S208MB单片机介绍2009年初，意法

8、半导体公司正式发布了针对工业和消费电子类产品的微型控制器STMS。STM8S平台致力于打造全新的8位微控制器时代，高达20MIPS的CPU性能，时同类型产品的3～5倍。最新的产品嵌入了130nm非易失性存储器是当前8位存