基于ARM的印刷機(jī)高精度進(jìn)墨控制系統(tǒng)基于ARM的印刷機(jī)高精度進(jìn)墨控制系統(tǒng)
沈慧，陳佳品，李振波
(上海交通大學(xué)，上海200240)
摘要：隨著印刷行業(yè)的發(fā)展要求用于印刷機(jī)的進(jìn)墨系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度定位。提出了進(jìn)墨系統(tǒng)步進(jìn)式的高精度控制．給出了該系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制電路設(shè)計(jì)、上位機(jī)以及相關(guān)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了步進(jìn)控制實(shí)現(xiàn)的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到3. 6。的精度，從而改進(jìn)了舊設(shè)備的控制方法，達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)的需要，滿(mǎn)足了現(xiàn)代大型印刷的要求。
關(guān)鍵詞：進(jìn)墨桿；電動(dòng)機(jī)；上位機(jī)；步進(jìn)運(yùn)行方式；荸步精度
串圖分類(lèi)號(hào)：TM381 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7018(2010)01-0061-03
 0引言 隨著工業(yè)的發(fā)展，印刷行業(yè)所要求的色彩精度也達(dá)到了較高的水準(zhǔn)。對(duì)于傳統(tǒng)的大型印刷機(jī)來(lái)說(shuō)，進(jìn)墨桿的定位精度對(duì)于整體印刷質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。
進(jìn)墨桿是控制印刷機(jī)進(jìn)墨盒進(jìn)墨量大小的關(guān)鍵設(shè)備。傳統(tǒng)的印刷機(jī)進(jìn)墨系統(tǒng)采用到達(dá)位置電機(jī)剎車(chē)停止的方法，由于慣性的存在使得進(jìn)墨桿定位不準(zhǔn)，常常導(dǎo)致進(jìn)墨過(guò)多、印刷質(zhì)量下降的后果。
高精度定位的印刷機(jī)進(jìn)墨桿直接決定了色彩精確性以及圖像的清晰度。由于傳統(tǒng)大型印刷設(shè)備的控制方法難以滿(mǎn)足高精度需求，本文利用近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的ARM芯片[1]設(shè)計(jì)了一套適用于進(jìn)墨系統(tǒng)的高精度步進(jìn)方式控制系統(tǒng)，使得原本難以預(yù)判的精度最終達(dá)到了3．6。的精度，從而達(dá)到了工業(yè)生產(chǎn)的需要。
1進(jìn)墨控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
進(jìn)墨控制系統(tǒng)主要有進(jìn)墨系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、控制電路以及上位機(jī)組成。
1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
進(jìn)墨控制系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要由直流減速電動(dòng)機(jī)、進(jìn)墨桿、減速齒輪以及一個(gè)角度傳感器構(gòu)成[2]，如圖l所示。進(jìn)墨控制系統(tǒng)的核心部件為進(jìn)墨桿，進(jìn)墨桿為螺線旋轉(zhuǎn)伸縮式：進(jìn)墨桿伸縮長(zhǎng)度的改變決定了進(jìn)墨系統(tǒng)進(jìn)墨量的大小。而進(jìn)墨桿的伸縮民度又由直流減速電動(dòng)機(jī)所決定，因此控制該減速電動(dòng)機(jī)是控制該進(jìn)墨桿的關(guān)鍵。在進(jìn)墨桿的后方有一個(gè)手動(dòng)調(diào)整進(jìn)墨桿位置的部件，以便在進(jìn)墨桿調(diào)試時(shí)使用。由于高精度步進(jìn)電動(dòng)機(jī)價(jià)格昂貴，并且在
機(jī)械結(jié)構(gòu)改動(dòng)方面存在一定困難，故本文采用直流減速電動(dòng)機(jī)而不采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
1.2控制電路設(shè)計(jì)
進(jìn)墨系統(tǒng)的控制電路主要由主控制模塊、測(cè)量反饋模塊及通訊模塊組成，如圖2所示。
主控制模塊由一塊ARM7內(nèi)核PHLIPS的LPc2138微處理芯片[3]，以及由橋路驅(qū)動(dòng)芯片
TA8409構(gòu)成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。
PHLIPS公司生產(chǎn)的LPc2138微處理芯片具有64個(gè)引腳，31個(gè)雙向I／O口，2個(gè)8路10位A／D轉(zhuǎn)換器，能夠進(jìn)行電壓測(cè)量的工作，符合設(shè)計(jì)要求，其引腳分配如表1所示。
主控模塊的主要功能是從通訊模塊接收到上位機(jī)傳來(lái)的通訊信息并加以處理，在完成一系列控制運(yùn)算后，將止確的控制信息傳遞給減速電動(dòng)機(jī)，從而控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，使得進(jìn)墨桿得以運(yùn)作。
測(cè)量反饋模塊主要由角度傳感器Mtdoi的cP一2FC以及相關(guān)AD采樣保持電路構(gòu)成。m idori的cP一2Fc為360。機(jī)械角度電位器，它將機(jī)械角度位置信息轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，并通過(guò)AD采樣保持電路傳回給主控模塊，其電路圖如圖3所示。
通訊模塊主要由一個(gè)支持Rs-422通訊標(biāo)準(zhǔn)的串口模塊組成：
1．3上位機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)
上位機(jī)軟件由基于Vc的MFc庫(kù) [4]編寫(xiě)開(kāi)發(fā)完成。在上位機(jī)的界斷中由設(shè)置區(qū)和數(shù)據(jù)回饋區(qū)兩部分組成。數(shù)據(jù)回饋區(qū)提供了數(shù)據(jù)回饋窗口，設(shè)置區(qū)主要用來(lái)設(shè)置步進(jìn)步數(shù)等相關(guān)參數(shù)。整個(gè)上位機(jī)的串口通信由Microson commufllcation contml V6．O控件 [5]進(jìn)行控制，并在程序開(kāi)始進(jìn)行初 |
