前言：本站為你精心整理了印刷機間隙調節研究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：高振清王儀明白建軍作者單位：北京印刷學院信息與機電工程學院

1引言

由于膠印過程的復雜性和印刷品、印刷材料的特殊性，印刷過程的實現需要依靠大量調節機構對關鍵部件進行調節，以便設備正常運行。膠印機的關鍵部件主要包括滾筒部件、紙張分離機構、紙張輸送裝置、遞紙機構和套準調節機構等。目前，這些關鍵部件的調節過程大多數采用手動純機械式結構，精度不高，效率較低。為了改變現有調節結構的諸多不足，有必要研究一種膠印機關鍵部件的自動調節方法及裝置。這方面的研究工作有所開展，但未見深入報道。國外一些科研人員分析了印刷滾筒的振動特點，并提出了主動抑制振動策略[1-2]。

國外科研人員在膠印機內使用了內置動力吸收器的膠皮滾筒，在設備受到沖擊后迅速降低瞬時振動的峰值[3]。蔡吉飛從定量角度研究了運動副間隙與遞紙牙運動規律之間的相互關系[4]。研究采用嵌入式ARM控制器作為控制中心，通過位移傳感器檢測關鍵部件間隙變化情況，在觸摸屏上進行相關操作，并通過步進電機實現間隙自動調節。

2膠印機關鍵部件間隙自動調節原理

印刷過程中，由于各種工作條件的動態變化，經常需要改變印刷機關鍵部件的間隙。間隙自動調節方法通常包括信息采集、處理、分析、控制等環節，在不停機的狀態下完成關鍵部件間隙的調節，從而使其達到合理要求。間隙的自動調節系統原理，如圖1所示。這里以膠印機滾筒之間的間隙作為研究對象，其他關鍵部件的間隙調節原理與此相同。在圖1中，1、2、3分別代表印版滾筒、橡皮滾筒和壓印滾筒，4代表位移傳感器。間隙檢測所采用的位移傳感器4是非接觸式位移傳感器，用于測定滾筒之間間隙的變化情況，由于直接測2和3之間的間隙目前難以實現，故這里測2的跳動量，以確定2和3之間的間隙；信號調理模塊的作用是將傳感器測得的信號放大為可供記錄的信號；信息處理設備用于對測試信號進行采樣、分析，并通過電機驅動器對電機進行控制。

3系統硬件邏輯結構設計

系統硬件設計需要實現以下六項功能，分別為：（1）參數輸入功能：通過觸摸屏設定標準的間隙值，通過位移傳感器反饋當前的間隙值。（2）參數輸出功能：輸出關鍵部件的間隙狀態。（3）信息顯示功能：為用戶提供輸入和設置參數的界面，同時可以顯示當前的間隙狀態。（4）數據通信功能：下載PC機生成的間隙控制軟件。（5）數據存貯功能：存貯下載的間隙控制軟件和運行過程中各個時刻的間隙狀態。（6）程序存貯功能：存貯間隙控制軟件。

針對以上六項功能，膠印機關鍵部件間隙調節系統硬件邏輯結構，如圖2所示。嵌入式ARM控制模塊觸摸屏功率放大/變換裝置步進電機間隙檢測信號位移傳感器膠印機關鍵部件圖2間隙調節系統硬件邏輯結構圖此系統硬件邏輯結構中，核心是嵌入式ARM控制模塊，并通過配置觸摸屏設置參數，完成電機閉環控制系統的位置、速度調節。開機工作時，根據印刷產品的不同要求，在操作界面中輸入要求的間隙值范圍，軟件與嵌入式ARM控制模塊通訊，將信息傳到ARM模塊，通過ARM模塊控制伺服電機動作，拖動機械機構做出響應，開始正常工作。工作過程中，隨時將傳感器的反饋值送到ARM模塊，與設定值進行比較、分析、處理，如果反饋值不在合理范圍之內，則按一定算法控制電機到達合適的位置，進而將間隙值調整到正常范圍。

研究采用Micro2440開發板（主芯片為某公司的S3C2440）作為整個系統的控制中樞，該開發板采用基于ARM920T內核的三星S3C2440A處理器，集成了大量接口資源，具有很強的擴展性，采用核心板加底板的系統構成模式，板上可以直接集成觸摸屏，非常便于圖形化的應用程序開發。運行過程中，ARM控制器在位移傳感器檢測到信號后，進行計算、處理的同時，還可以通過一個設定為Output的GPIO發一個信號出去加以顯示，代表當前的間隙狀態，比如間隙過大還是正常。該開發板選取Linux的最新內核Linux2.6.29為軟件平臺。系統實施過程中，根據選用的配件不同涉及一些需要注意的實際問題。比如，若選用的是低阻抗電壓輸出型傳感器，需要恒流源供電；若傳感器供電與傳數據采用一根線，則應在傳感器的數據端配置高通濾波器獲得有用信息；由于滾筒本身的振動信號通常很微弱，所以還要采用運算放大器將原信號放大等。

4系統軟件邏輯結構設計

自動調節過程要求具有實時性和可靠性，因而膠印機關鍵部件間隙自動調節的軟件性能是一個關鍵問題。本系統的軟件部分主要包括ARM控制程序和觸摸屏程序。觸摸屏程序簡單，不做敘述。ARM控制程序大體上包括初始化模塊和間隙檢測與補償模塊，如圖3所示。ARM控制軟件開發過程中，首先建立起間隙分析模型，確定間隙與控制算法之間的關系；其次，設計間隙提取模塊，這需要結合位移傳感器進行開發；再次，按照預先確定的算法，分析間隙情況，得到補償策略；最后，結合補償策略對步進電機進行控制。整個ARM控制軟件的流程，如圖4所示。

5試驗樣機的設計與開發

由于試驗條件的限制，本研究參照北人BR622四開雙色印刷機的印刷部件，進行了結構改進以適應自動化調節的要求，用Solidworks三維設計軟件開發了實驗系統模型，如圖5所示。實際樣機已設計完成，目前已進行軟件詳細設計，進展順利。

6結論

膠印機關鍵部件間隙自動調節方法及裝置的研究能大大縮短停機調整滾筒位置的時間，提高工作效率，降低工作強度。進一步的研究工作，可以在直接測量印刷壓力或滾筒間隙等方面展開，提高系統性能。同時，研究關鍵部件的間隙與印刷機各機構運動規律之間的相互關系，進而提前預測機器未來的狀態，從而使膠印機運行狀態控制更具有主動性。