不干胶商标印刷机数控系统的研制.pdf

《不干胶商标印刷机数控系统的研制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第37卷第8期2009年8月华南理工大学学报(自然科学版)JournalofSouthChinaUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)V01．37No．8August2009文章编号：1000-565X(2009)08-0008·04不干胶商标印刷机数控系统的研制水吴上生何灿峰王晶(华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510640)摘要：通过对不干胶商标印刷机．Y-作特点和工作过程的分析，提出了一种以AVR系列的ATmega128单

2、片机为管理CPU、通过总线控削专用运动控制芯片PCL6045B驱动伺服电机工作的不干胶商标印刷机数控系统。该系统采用专用运动控制芯片+微处理器的双CPU结构，系统抗干扰能力强、控制方便，容易实现不干胶商标印刷机高速定位、高精度定位的要求．在该系统上可以进行高速、高精度的定长印刷和追踪色标印刷，送纸、收纸、模切、排废可同步进行．关键词：不干胶商标；印刷机；单片机；计算机数控系统中图分类号：TP271．4文献标识码：A不干胶商标印刷属于特种印刷，一般情况下其印刷和印后加工在印刷机上一次完成，即多道加

3、工工序在一台机器的不同工位上完成，只有各印刷加工工位配合协调、各部件工作精度高，才能生产出合格的标签．不干胶商标印刷机控制系统是协调印刷加工各工位、实现要求印刷精度的关键部件．文中在充分分析不干胶商标印刷特点的基础上，研制出了一套以AVR系列的ATmega128⋯单片机为管理CPU的不干胶商标印刷机数控系统，在该系统上可以进行高速高精度的定长印刷和追踪色标印刷，送纸、收纸、模切、排废可同步进行．1不干胶商标印刷机的工作原理及基本结构图1所示为典型的斜背式不干胶商标印刷机结构示意图，由送纸部、印刷

4、部、模切部、主马达、拉纸头、排废机构、切纸机、数控系统等部分组成，拉纸头由伺服电机和高精度减速器驱动转动，带动不干胶纸带向前移动．其工作过程为：启动机器，主马达工作，与主马达相连的传感器随马达一起转动，每转一圈向数控系统送一开关信号，数控系统在接收到传感器信号后，控制伺服电机转动一定角度，拉纸头将不干胶纸带拉动一段长度．与此同时，主马达通过一组四杆机构驱动印刷部的斜背绕定轴往复摆动．主马达每转一圈，拉纸头在伺服电机驱动下高速启动，将不于胶纸带拉动一段长度，斜背绕定轴往复摆动一次，完成一次印刷，最

5、高印刷速度达4张／秒．图1不干胶商标印刷机基本结构Fig．1Basicstructureofself-adhesivelabel-printingpress2不干胶商标印刷机数控系统的设计2．1印刷机数控系统方案不干胶商标印刷机要在一张不干胶商标上完成收稿只期：2009．01-08·基金项目：国家自然科学基金资助项目(50605023)作者简介：吴上生(1963-)，男，博士，副教授，主要从事精密机械设计及制造、机电一体化技术等的研究．E—mail：shshwu@aeut．edu．cn万方数据第

6、8期吴上生等：不干胶商标印刷机数控系统的研制9多种颜色印刷，各种颜色之间套印精度要求非常高，印刷速度达4张／秒，位置误差一般在O．03mm左右．这对于一卷长达800m的柔性不干胶商标纸带来说，在快速启停的印刷过程中要使每张不干胶商标达到套印精度要求，难度非常大．不干胶商标印刷机工作分为定长印刷控制和追踪色标印刷控制两个部分．定长印刷控制是指每次印刷的长度是固定的，追踪色标印刷控制是指将前一次印刷过的商标再次印刷，套印上其他颜色的图案．考虑到柔性不干胶纸带是在拉纸头高速转动和停止过程中间歇式向前拉

7、动的，柔性不干胶纸带运动的平稳性将直接决定各种颜色之间的套印精度，而驱动拉纸头的伺服系统和数控系统是影响柔性不干胶纸带运动平稳性的核心技术．根据上述情况，文中提出一种双CPU结构的不干胶商标印刷机数控系统，以AVR系列的ATmega128单片机为管理CPU，专用运动控制芯片PCL6045B通过总线接收CPU命令驱动伺服电机转动，配备大屏幕LCD触摸屏，设置有通信电路，可与Pc机相连进行串行通信旧巧J．该系统的组成如图2所示．图2不干胶商标印刷机数控系统框架Fig．2Configurationof

8、NCsystemofself-adhesivelabel—print·ingpress整个数控系统划分为：(1)人机交互界面模块；(2)以AVR系列的ATmega128单片机为核心的管理CPU模块；(3)以专用运动控制芯片PCI．6045B为控制中心的运动控制模块；(4)接口模块(伺服装置接口和触摸屏接口等)．这些模块虽然具有一定的特殊性，但仍然没有超过通用计算机字符设备和块数据设备的I／O管理范畴．数控系统的上层是操作系统及专有硬件的设备驱动模块，数控系统利用通用计算机平台上的232口实现与数