一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括順次連接的服務(wù)擴(kuò)展接口、集成控制器、控制功能模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中：服務(wù)擴(kuò)展接口完成與外部用戶、本地用戶的數(shù)據(jù)的通信功能，服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口；集成控制器完成32個墨鍵的驅(qū)動控制，采用單片機(jī)完成電機(jī)的驅(qū)動控制和墨鍵開度的實時控制功能；控制功能模塊完成墨量的智能預(yù)置、墨層厚度的檢測和監(jiān)控、故障診斷與維護(hù)、遠(yuǎn)程診斷，采用工業(yè)PC機(jī)實現(xiàn)；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫完成對工藝參數(shù)及印刷標(biāo)準(zhǔn)圖案的存儲、調(diào)用、編輯功能，采用數(shù)據(jù)服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫編程語言來實現(xiàn)。本發(fā)明為金屬薄板印涂裝備提供了一種高質(zhì)、低耗、全自動智能化運(yùn)行的智能供墨控制系統(tǒng)。
【專利說明】
一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于金屬薄板印涂裝備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬薄板印涂之前需要根據(jù)印品的圖案分布以及色調(diào)確定對應(yīng)區(qū)域的供墨量并進(jìn)行墨刀與墨輥間隙(也稱墨鍵開度)的調(diào)整，稱之為墨量預(yù)置。目前國產(chǎn)的各類印鐵機(jī)的墨量預(yù)置調(diào)整一般都是采用人工的方法。開機(jī)時，由操作工人通過人工觀察樣張并結(jié)合操作經(jīng)驗來預(yù)先設(shè)定墨鍵開度，然后開機(jī)試印，再根據(jù)印刷結(jié)果決定做進(jìn)一步的反復(fù)調(diào)整。這種調(diào)整方法不僅要求工人要有豐富的操作經(jīng)驗，而且整個調(diào)整過程需要多次反復(fù)，操作過程復(fù)雜、效率低，還將造成印刷時間、設(shè)備、印刷油墨和金屬板材等資源的浪費(fèi)。即使在印刷開始時對供墨量進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)整，實際印刷過程中由于各種因素的影響，實際供墨量還會發(fā)生變化，影響印刷質(zhì)量。而這一過程的質(zhì)量跟蹤目前基本上都是人工憑經(jīng)驗、憑感覺進(jìn)行判斷，很難滿足不斷發(fā)展的高質(zhì)量、高速度的印刷需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)及其方法，配合金屬薄板印涂分區(qū)供墨的琴鍵式供墨裝置，實現(xiàn)金屬薄板印涂供墨智能化，提高生產(chǎn)效率，減小資源浪費(fèi)。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，基于金屬薄板印涂分區(qū)供墨的琴鍵式供墨裝置，包括順次連接的服務(wù)擴(kuò)展接口、集成控制器、控制功能模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中:
[0005]服務(wù)擴(kuò)展接口，完成與外部用戶、本地用戶的數(shù)據(jù)的通信功能，服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口 ；
[0006]集成控制器，完成32個墨鍵的驅(qū)動控制，米用單片機(jī)完成電機(jī)的驅(qū)動控制和墨鍵開度的實時控制功能；
[0007]控制功能模塊，完成墨量的智能預(yù)置、墨層厚度的檢測和監(jiān)控、故障診斷與維護(hù)、遠(yuǎn)程診斷，采用工業(yè)PC機(jī)實現(xiàn)；
[0008]基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，完成對工藝參數(shù)、控制算法及印刷標(biāo)準(zhǔn)圖案的存儲、調(diào)用、編輯功能，采用數(shù)據(jù)服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫編程語言來實現(xiàn)。
[0009]進(jìn)一步地，所述服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口，其中共性技術(shù)接口用于生產(chǎn)信息管理服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控接口用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù);用戶接口用以滿足用戶的服務(wù)要求；
[0010]服務(wù)擴(kuò)展接口的硬件實現(xiàn)包括串行通信接口 RS232、RS485、以太網(wǎng)接口、GPRS接口和PROFIBUS 總線接口、USB接口、CameraLink、IEEE1394接口。
[0011]進(jìn)一步地，所述集成控制器一方面根據(jù)墨量智能預(yù)置、墨量實時控制的決策結(jié)果，實施墨鍵開度調(diào)整的驅(qū)動控制；另一方面采集生產(chǎn)信息以實現(xiàn)生產(chǎn)信息統(tǒng)計管理、設(shè)備狀態(tài)檢測監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù)。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制功能模塊包括墨量智能預(yù)置模塊、墨量實時控制模塊、在線檢測模塊，其中:墨量智能預(yù)置模塊根據(jù)金屬薄板印涂不同區(qū)域的供墨需要，給出墨鍵開度的參數(shù)，用以印前墨量的數(shù)字化調(diào)整；墨量實時控制模塊根據(jù)在線檢測的結(jié)果與對應(yīng)區(qū)域印品的墨量需求的差異，決策給出墨鍵開度的調(diào)整數(shù)值;在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持。
[0013]進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括參數(shù)庫、模型庫和算法庫，其中參數(shù)庫存儲工藝參數(shù)信息，模型庫存儲印鐵機(jī)的計算機(jī)仿真模型，算法庫存儲控制算法；
[0014]基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為控制過程決策提供需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、算法流程，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括印刷品的墨區(qū)、RGB值、網(wǎng)點(diǎn)面積率、墨斗輥墨層厚度、金屬薄板墨層厚度、墨鍵開度;工藝參數(shù)包括印刷壓力、印刷速度、印刷鐵皮尺寸、油墨特性;算法流程指存儲在數(shù)據(jù)庫中的用于油墨預(yù)置、墨鍵開度實時控制的算法，包括遺傳算法、極限學(xué)習(xí)機(jī)、PID神經(jīng)元控制算法。
[0015]進(jìn)一步地，所述在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持，具體為:采用密度儀測量測控條的實際印刷密度值，或采用分光光度儀測量測控條得到實際印刷品的光譜數(shù)據(jù)，或采用CCD數(shù)碼相機(jī)獲得印刷品的實時圖像，或采用色度計直接測量實際印刷品的Lab值。
[0016]—種基于所述金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)的方法，步驟如下:
[0017]步驟I，進(jìn)行墨量預(yù)置，讀入印活lbit-tiff文件數(shù)據(jù)，判斷印刷任務(wù)的類型:若為新產(chǎn)品，則經(jīng)過仿真分析得到油墨流布矩陣，并利用遺傳算法求解獲得墨鍵開度值，進(jìn)行墨量預(yù)置;若為老產(chǎn)品，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中直接調(diào)用相應(yīng)的墨鍵開度信息，進(jìn)行墨量預(yù)置；
[0018]步驟2，控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，通過CCD數(shù)碼相機(jī)，獲取金屬薄板上圖像RGB信息，進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換，然后調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫最終得到對應(yīng)的金屬薄板上的墨層厚度；
[0019]步驟3，控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，將通過CCD相機(jī)掃描處理后得到的金屬薄板墨層厚度值與預(yù)置值進(jìn)行比較，得到偏差值;將得到的偏差值送至PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器中，最終輸出32個墨區(qū)的墨鍵開度的調(diào)整修正值。
[0020]進(jìn)一步地，步驟I所述墨量預(yù)置，具體步驟如下:
[0021]印刷任務(wù)如果為老產(chǎn)品，則從參數(shù)庫中調(diào)用該任務(wù)對應(yīng)的32個墨鍵的開度信息，進(jìn)行預(yù)置;而對于新產(chǎn)品，則獲取反應(yīng)印品所需墨量的lbit-tiff信息，劃分32個墨區(qū)，并計算32墨區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)面積率，進(jìn)行輸墨系統(tǒng)計算機(jī)仿真，并利用遺傳算法求解油墨流布矩陣，獲得墨鍵開度值，進(jìn)行油墨預(yù)置;最后，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測，若合格則將該產(chǎn)品的墨鍵開度信息存儲到工藝參數(shù)庫;若不合格，調(diào)用算法庫中的PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行在線決策，直到滿足印刷質(zhì)量要求。
[0022]進(jìn)一步地，步驟2所述控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，具體如下:
[0023]采用CCD數(shù)碼相機(jī)分別對標(biāo)準(zhǔn)樣張和待測印張進(jìn)行掃描，獲得印刷品的實時圖像，把測得的標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的RGB值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的L、Cab和hab值，再計算標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的偏差即色差，根據(jù)色差允許值，決定是否需要進(jìn)行墨鍵開度的智能調(diào)整。
[0024]進(jìn)一步地，步驟3所述控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，具體步驟如下:
[0025]當(dāng)待印品送至印鐵機(jī)上時，對待印品進(jìn)行墨鍵開度的預(yù)置，然后進(jìn)行印刷，當(dāng)印刷完成到達(dá)檢測位置時，利用CCD相機(jī)采集印刷品圖像，利用控制功能模塊進(jìn)行在線檢測確定色差的大小:當(dāng)色差小于允許值時，不對墨鍵預(yù)置開度進(jìn)行調(diào)整；色差大于允許值時，則調(diào)用PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行墨鍵開度的在線調(diào)整，得到墨鍵開度的調(diào)整量，然后單片機(jī)根據(jù)調(diào)整信息驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，調(diào)整墨刀與墨輥的開度，達(dá)到印品質(zhì)量控制的目的。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):(I)基于印品版面(或樣品)信息的墨量智能預(yù)置，可以實現(xiàn)墨量的準(zhǔn)確預(yù)置，提高生產(chǎn)效率，減少資源浪費(fèi)；(2)基于墨量在線檢測的墨量實時調(diào)節(jié)與控制，可以滿足高質(zhì)量印品的印刷需要；(3)完善的生產(chǎn)信息管理、工藝參數(shù)智能選擇功能為金屬薄板印涂工藝過程的決策、控制提供支持；(4)通用的接口技術(shù)有利于智能供墨系統(tǒng)與金屬薄板印涂成套裝備的進(jìn)行系統(tǒng)集成組成智能化的金屬薄板印涂生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0028]圖1本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖2本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量在線檢測流程圖。
[0031 ]圖4為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量預(yù)置流程圖。
[0032]圖5為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量實時控制流程圖。
[0033]圖6為本發(fā)明金屬薄板印涂智能決策系統(tǒng)流程圖。
【具體實施方式】
[0034]結(jié)合圖1，本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，基于金屬薄板印涂分區(qū)供墨的琴鍵式供墨裝置，包括順次連接的服務(wù)擴(kuò)展接口、集成控制器、控制功能模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中:
[0035]—、服務(wù)擴(kuò)展接口，完成與外部用戶、本地用戶的數(shù)據(jù)的通信功能，服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口 ；
[0036]所述服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口，其中共性技術(shù)接口用于生產(chǎn)信息管理服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控接口用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù);用戶接口用以滿足用戶的服務(wù)要求;服務(wù)擴(kuò)展接口的硬件實現(xiàn)包括串行通信接口 RS232、RS485、以太網(wǎng)接口、GPRS接口和PROFIBUS 總線接口、USB接口、CameraLink、IEEE1394接口。
[0037]—■、集成控制器，完成32個墨鍵的驅(qū)動控制，米用PLC完成電機(jī)的驅(qū)動控制和墨鍵開度的實時控制功能；
[0038]所述集成控制器一方面根據(jù)墨量智能預(yù)置、墨量實時控制的決策結(jié)果，實施墨鍵開度調(diào)整的驅(qū)動控制；另一方面采集生產(chǎn)信息，以實現(xiàn)生產(chǎn)信息統(tǒng)計管理、設(shè)備狀態(tài)檢測監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù)。
[0039]三、控制功能模塊，完成墨量的智能預(yù)置、墨層厚度的檢測和監(jiān)控、故障診斷與維護(hù)、遠(yuǎn)程診斷，采用工業(yè)PC機(jī)實現(xiàn)；
[0040]所述控制功能模塊包括墨量智能預(yù)置模塊、墨量實時控制模塊、在線檢測模塊，其中:墨量智能預(yù)置模塊根據(jù)金屬薄板印涂不同區(qū)域的供墨需要，給出墨鍵開度的參數(shù)，用以印前墨量的數(shù)字化調(diào)整;墨量實時控制模塊根據(jù)在線檢測的結(jié)果與對應(yīng)區(qū)域印品的墨量需求的差異，決策給出墨鍵開度的調(diào)整數(shù)值;在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持。
[0041]所述在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持，具體為:采用密度儀測量測控條的實際印刷密度值，或采用分光光度儀測量測控條得到實際印刷品的光譜數(shù)據(jù)，或采用CCD數(shù)碼相機(jī)獲得印刷品的實時圖像，或采用色度計直接測量實際印刷品的Lab值。
[0042]四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，完成對工藝參數(shù)及印刷標(biāo)準(zhǔn)圖案的存儲、調(diào)用、編輯功能，采用數(shù)據(jù)服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫編程語言來實現(xiàn)。
[0043]所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括參數(shù)庫、模型庫和算法庫，其中參數(shù)庫存儲工藝參數(shù)信息，模型庫存儲印鐵機(jī)的計算機(jī)仿真模型，算法庫存儲控制算法;基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為控制過程決策提供需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、算法流程，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括印刷品的墨區(qū)、RGB值、網(wǎng)點(diǎn)面積率、墨斗輥墨層厚度、金屬薄板墨層厚度、墨鍵開度;工藝參數(shù)包括印刷壓力、印刷速度、印刷鐵皮尺寸、油墨特性;算法流程指存儲在數(shù)據(jù)庫中的用于油墨預(yù)置、墨鍵開度實時控制的算法，包括遺傳算法、極限學(xué)習(xí)機(jī)、PID神經(jīng)元控制算法。
[0044]—種基于權(quán)利要求1所述金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)的方法，步驟如下:
[0045]步驟I，進(jìn)行墨量預(yù)置，讀入印活lbit-tiff文件數(shù)據(jù)，判斷印刷任務(wù)的類型:若為新產(chǎn)品，則經(jīng)過仿真分析得到油墨流布矩陣，并利用遺傳算法求解獲得墨鍵開度值，進(jìn)行墨量預(yù)置;若為老產(chǎn)品，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中直接調(diào)用相應(yīng)的墨鍵開度信息，進(jìn)行墨量預(yù)置;所述墨量預(yù)置，具體步驟如下:
[0046]印刷任務(wù)如果為老產(chǎn)品，則從參數(shù)庫中調(diào)用該任務(wù)對應(yīng)的32個墨鍵的開度信息，進(jìn)行預(yù)置;而對于新產(chǎn)品，則獲取反應(yīng)印品所需墨量的lbit-tiff信息，劃分32個墨區(qū)，并計算32墨區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)面積率，進(jìn)行輸墨系統(tǒng)計算機(jī)仿真，并利用遺傳算法求解油墨流布矩陣，獲得墨鍵開度值，進(jìn)行油墨預(yù)置;最后，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測，若合格則將該產(chǎn)品的墨鍵開度信息存儲到工藝參數(shù)庫;若不合格，調(diào)用算法庫中的PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行在線決策，直到滿足印刷質(zhì)量要求。
[0047]步驟2，控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，通過CCD數(shù)碼相機(jī)，獲取金屬薄板上圖像RGB信息，進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換，然后調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫最終得到對應(yīng)的金屬薄板上的墨層厚度;所述控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，具體如下:
[0048]采用CCD數(shù)碼相機(jī)分別對標(biāo)準(zhǔn)樣張和待測印張進(jìn)行掃描，獲得印刷品的實時圖像，把測得的標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的RGB值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的L、Cab和hab值，再計算標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的偏差即色差，根據(jù)色差允許值，決定是否需要進(jìn)行墨鍵開度的智能調(diào)整。
[0049]步驟3，控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，將通過CCD相機(jī)掃描處理后得到的金屬薄板墨層厚度值與預(yù)置值進(jìn)行比較，得到偏差值;將得到的偏差值送至PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器中，最終輸出32個墨區(qū)的墨鍵開度的調(diào)整修正值。所述控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，具體步驟如下:
[0050]當(dāng)待印品送至印鐵機(jī)上時，對待印品進(jìn)行墨鍵開度的預(yù)置，然后進(jìn)行印刷，當(dāng)印刷完成到達(dá)檢測位置時，利用CCD相機(jī)采集印刷品圖像，利用控制功能模塊進(jìn)行在線檢測確定色差的大小:當(dāng)色差小于允許值時，不對墨鍵預(yù)置開度進(jìn)行調(diào)整；色差大于允許值時，則調(diào)用PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行墨鍵開度的在線調(diào)整，得到墨鍵開度的調(diào)整量，然后單片機(jī)根據(jù)調(diào)整信息驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，調(diào)整墨刀與墨輥的開度，達(dá)到印品質(zhì)量控制的目的。
[0051]本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)中，檢測過程采用在線連續(xù)檢測或設(shè)置專門的檢測臺抽樣檢測。本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)中，其控制系統(tǒng)分上、下位機(jī)兩層結(jié)構(gòu)。上位機(jī)采用工業(yè)控制計算機(jī)，完成整個印刷過程的決策控制、數(shù)據(jù)通信以及生產(chǎn)信息管理。下位機(jī)采用單片機(jī)，完成各墨區(qū)調(diào)墨過程的控制；同時反饋各墨區(qū)狀態(tài)信息，為系統(tǒng)的安全性和狀態(tài)監(jiān)控提供支持。
[0052]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0053]實施例1
[0054]圖1是本發(fā)明一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)的具體實施案例，其包括:服務(wù)擴(kuò)展接口、控制器、控制功能、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等。共性技術(shù)接口用于生產(chǎn)信息管理等服務(wù);遠(yuǎn)程監(jiān)控接口用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù)等；用戶接口用以滿足用戶特定的服務(wù)要求?；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫為控制過程決策提供需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、算法/流程等。在線檢測用于檢測印品的質(zhì)量，在此具體為墨量相關(guān)參數(shù)的測量和識別，為墨量的實時調(diào)整提供支持。墨量智能預(yù)置是根據(jù)金屬薄板印涂不同區(qū)域的供墨需要，給出墨鍵開度的參數(shù)，用以印前墨量的數(shù)字化調(diào)整。墨量實時控制可以根據(jù)在線檢測的結(jié)果與對應(yīng)區(qū)域印品的墨量需求的差異，決策給出墨鍵開度的調(diào)整數(shù)值。集成控制部分一方面根據(jù)墨量智能預(yù)置、墨量實時控制的決策結(jié)果，實施墨鍵開度調(diào)整的驅(qū)動控制；另一方面還將支持生產(chǎn)信息統(tǒng)計管理、設(shè)備狀態(tài)檢測監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù)等。
[0055]圖2為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)控制系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分上、下位機(jī)兩層。上位機(jī)采用工業(yè)控制計算機(jī)，完成整個印刷過程的決策控制、數(shù)據(jù)通信以及生產(chǎn)信息管理。下位機(jī)采用單片機(jī)，通過單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)完成各墨區(qū)調(diào)墨過程的控制；同時反饋各墨區(qū)狀態(tài)信息，為系統(tǒng)的安全性和狀態(tài)監(jiān)控提供支持。
[0056]圖3為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量預(yù)置流程。印刷任務(wù)可能是新任務(wù)也可能是老任務(wù)。所有完成過的任務(wù)的墨量調(diào)整參數(shù)都存儲在參數(shù)庫中，如果是重復(fù)印刷，只要從參數(shù)庫中提取相關(guān)參數(shù)即可進(jìn)行墨量自動預(yù)置。而對于新任務(wù)，則需要獲取反應(yīng)印品所需墨量的相關(guān)信息，通過墨量預(yù)置分析，確定墨量預(yù)置參數(shù)，然后進(jìn)行墨量自動預(yù)置。
[0057]圖4為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量在線檢測流程。采用CCD數(shù)碼相機(jī)分別對標(biāo)準(zhǔn)樣張和待測印張進(jìn)行掃描，獲得印刷品的實時圖像，通過圖像處理軟件Matlab把測得的RGB信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的色度信息L、Cab和hab，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖像和實時采集圖像的色差判斷是否需要進(jìn)行調(diào)墨并給墨量調(diào)整信息。
[0058]圖5為本發(fā)明金屬薄板印涂智能供墨系統(tǒng)墨量實時控制流程。在高速印鐵機(jī)出料位置設(shè)置CCD傳感器獲取印品質(zhì)量的實時圖像，經(jīng)圖像處理提取色度信息并與標(biāo)準(zhǔn)印品色度信息比較，如果差異超出允許范圍，由智能決策支持系統(tǒng)給出墨量調(diào)整信息，系統(tǒng)據(jù)此對墨輥與墨刀之間的間隙進(jìn)行實時調(diào)節(jié)，達(dá)到印品質(zhì)量控制的目的。
[0059]圖6為本發(fā)明金屬薄板印涂智能決策支持系統(tǒng)流程。根據(jù)在線檢測系統(tǒng)獲得金屬薄板上墨層厚度值，并與預(yù)置值下應(yīng)獲得金屬薄板墨層厚度進(jìn)行比較，得到厚度的偏差值，若大于允許的偏差值，則將實時獲得金屬薄板墨層厚度和預(yù)置值下的理想墨層厚度作為輸入送至PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器中，得到32個墨區(qū)的墨鍵開度的調(diào)整值，并將該信息送至單片機(jī)中，由單片機(jī)發(fā)出指令驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，以調(diào)整墨鍵的實際開度。
[0060]綜上所述，本發(fā)明為金屬薄板印涂裝備提供了一種高質(zhì)、低耗、全自動智能化運(yùn)行的智能供墨控制系統(tǒng)，是智能化金屬薄板印涂裝備不可缺少的關(guān)鍵功能部件。
【主權(quán)項】
1.一種金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，基于金屬薄板印涂分區(qū)供墨的琴鍵式供墨裝置，包括順次連接的服務(wù)擴(kuò)展接口、集成控制器、控制功能模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，其中: 服務(wù)擴(kuò)展接口，完成與外部用戶、本地用戶的數(shù)據(jù)的通信功能，服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口 ； 集成控制器，完成32個墨鍵的驅(qū)動控制，采用單片機(jī)完成電機(jī)的驅(qū)動控制和墨鍵開度的實時控制功能； 控制功能模塊，完成墨量的智能預(yù)置、墨層厚度的檢測和監(jiān)控、故障診斷與維護(hù)、遠(yuǎn)程診斷，采用工業(yè)PC機(jī)實現(xiàn)； 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，完成對工藝參數(shù)及印刷標(biāo)準(zhǔn)圖案的存儲、調(diào)用、編輯功能，采用數(shù)據(jù)服務(wù)器利用數(shù)據(jù)庫編程語言來實現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)擴(kuò)展接口包括共性技術(shù)接口、遠(yuǎn)程監(jiān)控接口和用戶接口，其中共性技術(shù)接口用于生產(chǎn)信息管理服務(wù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控接口用于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù);用戶接口用以滿足用戶的服務(wù)要求； 服務(wù)擴(kuò)展接口的硬件實現(xiàn)包括串行通信接口 RS232、RS485、以太網(wǎng)接口、GPRS接口和PROFIBUS 總線接口、USB接口、CameraLink、IEEE1394接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述集成控制器一方面根據(jù)墨量智能預(yù)置、墨量實時控制的決策結(jié)果，實施墨鍵開度調(diào)整的驅(qū)動控制；另一方面采集生產(chǎn)信息，以便實現(xiàn)統(tǒng)計管理、設(shè)備狀態(tài)檢測監(jiān)控、故障診斷與遠(yuǎn)程服務(wù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制功能模塊包括墨量智能預(yù)置模塊、墨量實時控制模塊、在線檢測模塊，其中:墨量智能預(yù)置模塊根據(jù)金屬薄板印涂不同區(qū)域的供墨需要，給出墨鍵開度的參數(shù)，用以印前墨量的數(shù)字化調(diào)整;墨量實時控制模塊根據(jù)在線檢測的結(jié)果與對應(yīng)區(qū)域印品的墨量需求的差異，決策給出墨鍵開度的調(diào)整數(shù)值;在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括參數(shù)庫、模型庫和算法庫，其中參數(shù)庫存儲工藝參數(shù)信息，模型庫存儲印鐵機(jī)的計算機(jī)仿真模型，算法庫存儲控制算法； 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫為控制過程決策提供需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、算法流程，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括印刷品的墨區(qū)、RGB值、網(wǎng)點(diǎn)面積率、墨斗輥墨層厚度、金屬薄板墨層厚度、墨鍵開度;工藝參數(shù)包括印刷壓力、印刷速度、印刷鐵皮尺寸、油墨特性;算法流程指存儲在數(shù)據(jù)庫中的用于油墨預(yù)置、墨鍵開度實時控制的算法，包括遺傳算法、極限學(xué)習(xí)機(jī)、PID神經(jīng)元控制算法。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)，其特征在于，所述在線檢測模塊用于檢測印品的質(zhì)量，為墨量的實時調(diào)整提供支持，具體為:采用密度儀測量測控條的實際印刷密度值，或采用分光光度儀測量測控條得到實際印刷品的光譜數(shù)據(jù)，或采用CCD數(shù)碼相機(jī)獲得印刷品的實時圖像，或采用色度計直接測量實際印刷品的Lab值。7.—種基于權(quán)利要求1所述金屬薄板印涂智能供墨控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，步驟如下: 步驟I，進(jìn)行墨量預(yù)置，讀入印活lbit-tiff文件數(shù)據(jù)，判斷印刷任務(wù)的類型:若為新產(chǎn)品，則經(jīng)過仿真分析得到油墨流布矩陣，并利用遺傳算法求解獲得墨鍵開度值，進(jìn)行墨量預(yù)置;若為老產(chǎn)品，從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中直接調(diào)用相應(yīng)的墨鍵開度信息，進(jìn)行墨量預(yù)置； 步驟2，控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，通過CCD數(shù)碼相機(jī)，獲取金屬薄板上圖像RGB信息，進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換，然后調(diào)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫最終得到對應(yīng)的金屬薄板上的墨層厚度； 步驟3，控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，將通過CCD相機(jī)掃描處理后得到的金屬薄板墨層厚度值與預(yù)置值進(jìn)行比較，得到偏差值;將得到的偏差值送至PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器中，最終輸出32個墨區(qū)的墨鍵開度的調(diào)整修正值。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬薄板印涂智能供墨控制方法，其特征在于，步驟I所述墨量預(yù)置，具體步驟如下: 印刷任務(wù)如果為老產(chǎn)品，則從參數(shù)庫中調(diào)用該任務(wù)對應(yīng)的32個墨鍵的開度信息，進(jìn)行預(yù)置;而對于新產(chǎn)品，則獲取反應(yīng)印品所需墨量的lbit-tiff信息，劃分32個墨區(qū)，并計算32墨區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)面積率，進(jìn)行輸墨系統(tǒng)計算機(jī)仿真，并利用遺傳算法求解油墨流布矩陣，獲得墨鍵開度值，進(jìn)行油墨預(yù)置;最后，對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行檢測，若合格則將該產(chǎn)品的墨鍵開度信息存儲到工藝參數(shù)庫;若不合格，調(diào)用算法庫中的PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行在線決策，直到滿足印刷質(zhì)量要求。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬薄板印涂智能供墨控制方法，其特征在于，步驟2所述控制功能模塊進(jìn)行在線檢測，具體如下: 采用CCD數(shù)碼相機(jī)分別對標(biāo)準(zhǔn)樣張和待測印張進(jìn)行掃描，獲得印刷品的實時圖像，把測得的標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的RGB值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的L、Cab和hab值，再計算標(biāo)準(zhǔn)樣張和實時圖像的偏差即色差，根據(jù)色差允許值，決定是否需要進(jìn)行墨鍵開度的智能調(diào)整。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬薄板印涂智能供墨控制方法，其特征在于，步驟3所述控制功能模塊進(jìn)行墨量實時控制，具體步驟如下: 當(dāng)待印品送至印鐵機(jī)上時，對待印品進(jìn)行墨鍵開度的預(yù)置，然后進(jìn)行印刷，當(dāng)印刷完成到達(dá)檢測位置時，利用CCD相機(jī)采集印刷品圖像，利用控制功能模塊進(jìn)行在線檢測確定色差的大小:當(dāng)色差小于允許值時，不對墨鍵預(yù)置開度進(jìn)行調(diào)整;色差大于允許值時，則調(diào)用PID神經(jīng)元控制算法進(jìn)行墨鍵開度的在線調(diào)整，得到墨鍵開度的調(diào)整量，然后單片機(jī)根據(jù)調(diào)整信息驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，調(diào)整墨刀與墨輥的開度，達(dá)到印品質(zhì)量控制的目的。
【文檔編號】B41F31/02GK106079882SQ201610393926
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610393926.0, CN 106079882 A, CN 106079882A, CN 201610393926, CN-A-106079882, CN106079882 A, CN106079882A, CN201610393926, CN201610393926.0
【發(fā)明人】孫宇, 曹春平, 武凱, 丁武學(xué), 王栓虎
【申請人】南京理工大學(xué)