專利名稱：特種版多層次高精度套雕制版實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光制輥制版雕刻的一種方法，特別涉及一種用于印刷制版，制輥中的同一圖案的多次精確套雕實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
高附加值的精細(xì)特種版輥如精細(xì)皮紋、精美壁紙、鋁箔版輥等都需要經(jīng)過高精度多層次激光套雕實(shí)現(xiàn)，多次激光套雕對(duì)設(shè)備、工藝及處理等環(huán)節(jié)要求都特別高，具體而言， 在尺寸長達(dá)3000-5000毫米、直徑范圍達(dá)Φ100-Φ1000毫米的版輥上，經(jīng)過多次掛膠、雕刻、沖洗處理，最后得到的雕刻圖案空間重合精度優(yōu)于10微米。目前國際上只有德國能夠?qū)崿F(xiàn)高精度多層激光套雕，其具體實(shí)現(xiàn)方法未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種特種版多層次高精度套雕制版實(shí)現(xiàn)方法，解決印刷制版，制輥行業(yè)中多層次高精度套雕的難點(diǎn)，提高激光制版制輥的精度。本發(fā)明首先通過在設(shè)備和版輥上分別設(shè)置特殊標(biāo)記與檢測裝置，通過標(biāo)記檢測與智能比對(duì)，自動(dòng)獲得套雕空間偏差量，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二者之間的高精度三維定位，使空間定位精度達(dá)到士 1微米量級(jí)。其次通過理論分析建立版輥、設(shè)備、工序與環(huán)境的空間變化模型，并在版輥和設(shè)備、工藝各環(huán)節(jié)合理布設(shè)多組傳感器進(jìn)行檢測，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)修正相關(guān)參數(shù)，在加工過程中應(yīng)用相關(guān)參數(shù)進(jìn)行加工工藝補(bǔ)償修正。通過該方法， 在幾十小時(shí)甚至上百小時(shí)不同工藝環(huán)境變化條件下，可保證每次套雕處理空間重合精度都滿足優(yōu)于10微米的要求。1)設(shè)置特殊標(biāo)記設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)大范圍高精度快速標(biāo)記定位，采用一維條碼、二維條碼、“田”字形、“十”字形等作為標(biāo)記，并可在標(biāo)記上增加設(shè)置易于精確識(shí)別定位的一個(gè)或多個(gè)特征點(diǎn)，進(jìn)一步提高測量定位精度，通過智能圖象傳感器獲取標(biāo)記和特征點(diǎn)，自適應(yīng)智能算法提取標(biāo)記和特征點(diǎn)，并測量計(jì)算標(biāo)記和特征點(diǎn)空間位置坐標(biāo)，提供控制系統(tǒng)進(jìn)行校正。根據(jù)環(huán)境條件自適應(yīng)調(diào)整特征閾值，并結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)計(jì)算判別特征標(biāo)記中心坐標(biāo)，確定偏差量。進(jìn)一步通過灰度變化計(jì)算深度值，就可以獲得特殊標(biāo)記的在輥版軸向的相對(duì)精確坐標(biāo)。在確定特殊標(biāo)記在輥版主軸上的周向相對(duì)坐標(biāo)時(shí)，將圖像傳感器標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)信息同主軸碼盤信號(hào)計(jì)數(shù)信息融合分析，實(shí)現(xiàn)主軸周向空間特殊標(biāo)記定位。2)誤環(huán)境影響誤差建模與參數(shù)優(yōu)化激光加工頭空間位置變化主要受溫度、變形以及相應(yīng)時(shí)延變化的影響，對(duì)于同一型號(hào)設(shè)備，其誤差模型基本相同，通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析，得到各模型參數(shù)。忽略二次誤差影響，可以得到基本模型結(jié)構(gòu)Δχ= δ χ Τ1( -τχ1)+δχ2 T2(t-xx2)+......+ δ xn Tn(t_ τ xn) (1)
Ay= δ yl Tl (t_ τ yl) + δ y2 Τ2 (t_ τ y2) +......+ δ yn Tn (t_ τ yn) (2)其中，δ χ ，δχ2,......，δχη為軸向影響系數(shù)；δ yl，δ y2，......，δ yn為周向影響系數(shù)；T1，T2，......，1 為溫度變化量；τ χ , τχ2,......，τ χη 為軸向延遲量；τγ , τγ2,......，Tyn 為周向延遲量。3)在線加工環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的布設(shè)不同型號(hào)設(shè)備敏感節(jié)點(diǎn)有所不同，這樣要求通過實(shí)驗(yàn)舍棄不敏感的節(jié)點(diǎn)，簡化布置安裝和處理的工作。實(shí)驗(yàn)表明對(duì)于尺寸相對(duì)小的設(shè)備，由于敏感點(diǎn)少，其節(jié)點(diǎn)布設(shè)相對(duì)可減少。而對(duì)于大尺寸設(shè)備，其影響的節(jié)點(diǎn)多，相應(yīng)其模型構(gòu)建相對(duì)復(fù)雜，參數(shù)確定實(shí)驗(yàn)量大。在線加工環(huán)境傳感器的布置主要包括兩大類，五個(gè)區(qū)域的布置。兩大類傳感器包括振動(dòng)傳感器、溫度傳感器。分別布置在以下五個(gè)區(qū)域。a) X軸導(dǎo)軌沿線；b) X軸滑塊沿線；c) Y軸運(yùn)動(dòng)方向；d)輥版主軸頭架區(qū)域；e)輥版主軸尾架區(qū)域。4)補(bǔ)償控制實(shí)現(xiàn)實(shí)際工作過程中，通過實(shí)時(shí)測量敏感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，代入誤差模型計(jì)算獲得偏差修正量，采用電壓頻率控制方式調(diào)整XY軸運(yùn)動(dòng)控制輸出，實(shí)現(xiàn)軸向和周向運(yùn)動(dòng)定位誤差補(bǔ)償控制。


附圖為本發(fā)明示意圖。附圖1為本發(fā)明的特種版多層次高精度套雕制版實(shí)現(xiàn)方法示意圖。附圖2為本發(fā)明的特種版多層次高精度套雕特殊標(biāo)記示意圖。附圖3為本發(fā)明的在線加工環(huán)境設(shè)備監(jiān)測節(jié)點(diǎn)布設(shè)示意圖。附圖4為本發(fā)明的補(bǔ)償控制實(shí)現(xiàn)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施步驟如下說明1)輥版第一次裝夾加工，根據(jù)要求測定出特殊標(biāo)記的初次軸向和周向定位坐標(biāo)。 加工過程中，通過安裝的傳感器實(shí)時(shí)的測量第一次雕刻加工時(shí)的環(huán)境設(shè)備條件。2)裝卸二次加工時(shí)，再次通過特殊標(biāo)記檢測裝置，檢測出裝夾后的特殊標(biāo)記的軸向和周向定位坐標(biāo)，這個(gè)測量坐標(biāo)與首次測量的特殊標(biāo)記坐標(biāo)進(jìn)行比較，計(jì)算相對(duì)偏差，用這個(gè)偏差值，確定二次加工時(shí)的激光加工頭的軸向與周向的預(yù)置偏移量。3)開始二次加工后，通過安裝的傳感器實(shí)時(shí)的測量雕刻加工時(shí)的環(huán)境設(shè)備條件， 根據(jù)與初次的環(huán)境設(shè)備條件參數(shù)進(jìn)行比較，通過誤差影響模型，提前預(yù)測獲得相關(guān)加工參數(shù)的修正量，在運(yùn)動(dòng)到相關(guān)關(guān)鍵點(diǎn)時(shí)，提前完成加工參數(shù)的修正和補(bǔ)償，從而確保與首次雕刻的運(yùn)動(dòng)定位一致性優(yōu)于0. 01mm。滿足套雕加工的要求。 4)后續(xù)層次的套雕加工，方法和步驟與第二次相同，重復(fù)步驟幻、3)，不贅述。
權(quán)利要求
1.一種用于印刷制版，制輥中的同一圖案的多次精確套雕的實(shí)現(xiàn)方法。其特征是首先通過在激光制版設(shè)備和版輥上分別設(shè)置特殊標(biāo)記與檢測裝置，通過標(biāo)記檢測與智能比對(duì)，自動(dòng)獲得套雕空間偏差量，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二者之間的高精度三維定位，使空間定位精度達(dá)到士 1微米量級(jí)。其次通過理論分析建立版輥、設(shè)備、工序與環(huán)境的空間變化模型，并在版輥和設(shè)備、工藝各環(huán)節(jié)合理布設(shè)多組傳感器進(jìn)行檢測，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)修正相關(guān)參數(shù)，在加工過程中應(yīng)用相關(guān)參數(shù)進(jìn)行加工工藝補(bǔ)償修正。保證大型版輥?zhàn)罱K多次綜合套雕精度達(dá)到10微米級(jí)，滿足高精細(xì)特種制版要求。
2.一種用于印刷制版，制輥中的同一圖案的多次精確套雕的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于采用一種可進(jìn)行圖像智能識(shí)別的標(biāo)記檢測裝置聯(lián)合輥版主軸的旋轉(zhuǎn)編碼器，檢測特殊設(shè)計(jì)附加在待加工圖案上標(biāo)記(可以是十字線，土字線、田字線、二維碼等多種形式)的三維空間精確位置。圖像智能檢測精度不低于0. OOlmm，旋轉(zhuǎn)編碼器線數(shù)不低于5000線，綜合定位精度不低于士0. 001mm。
3.一種用于印刷制版，制輥中的同一圖案的多次精確套雕的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于采用環(huán)境影響誤差建模、在線加工環(huán)境感知、工藝參數(shù)補(bǔ)償?shù)姆椒?，?shí)現(xiàn)多次輥版裝夾套雕精度優(yōu)于0. 01mm。
全文摘要
本發(fā)明屬于激光制輥制版雕刻的一種方法，特別涉及一種用于印刷制版，制輥中的同一圖案的多次精確套雕實(shí)現(xiàn)。該方法首先通過在設(shè)備和版輥上分別設(shè)置特殊標(biāo)記與檢測裝置，通過標(biāo)記檢測與智能比對(duì)，自動(dòng)獲得套雕空間偏差量，并聯(lián)動(dòng)相關(guān)設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)二者之間的高精度三維定位，使空間定位精度達(dá)到±1微米量級(jí)。其次通過理論分析建立版輥、設(shè)備、工序與環(huán)境的空間變化模型，并在版輥和設(shè)備、工藝各環(huán)節(jié)合理布設(shè)多組傳感器進(jìn)行檢測，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)修正相關(guān)參數(shù)，在加工過程中應(yīng)用相關(guān)參數(shù)進(jìn)行加工工藝補(bǔ)償修正。通過該方法，在幾十小時(shí)甚至上百小時(shí)不同工藝環(huán)境變化條件下，可保證每次套雕處理空間重合精度都滿足優(yōu)于10微米的要求。
文檔編號(hào)B41C1/05GK102229279SQ201110094
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者崔景芝, 葛佳鑫, 葛建中 申請(qǐng)人:北京羅賽爾科技有限公司