技术领域
[0001] 本
发明涉及数码印罐机，具体为一种数码印罐机打印精度控制方法以及使用该方法的数码印罐机。
背景技术
[0002] 数码印罐设备，或称罐体数码
打印机，是对罐体的外壁进行图案装饰的数码打印机。
[0003]
现有技术中，具代表性的数码印罐设备的结构可参见授权公告号CN207257125U的实用新型
专利。该专利公开了一种金属罐数码打印机，包括一旋转平台、设置于旋转平台上的多套芯棒组件，驱动旋转平台旋转的送进驱动机构，以及驱动芯棒组件的芯棒
主轴旋转的自转驱动机构；在旋转平台的外周上设有多个工位：进罐、底色打印、底色预烘干、多道色彩打印、烘干以及出罐等工位，旋转平台上作用有送进驱动机构，送进驱动机构主要包括一送进
电机，即以送进电机驱动旋转平台在各工位间以“动-停-动”的间歇运动方式移送金属罐；所述自转驱动机构包括自转电机、自转主轴、大锥形
齿轮以及多个小锥形齿轮，各小锥形齿轮与芯棒组件的芯棒主轴一一对应安装，即自转电机经自转主轴、大锥形齿轮、小锥形齿轮驱动各芯棒组件的芯棒主轴自转。工作时，随着旋转平台“动-停-动”的间歇转动，各芯棒及套在上面的罐体被带到不同的工位上，当停在打印工位的喷头下时即进行打印。芯棒在每一打印工位上打印时，旋转平台处于静止的状态，芯棒即由自转电机经由自转主轴、大锥形齿轮及小锥形齿轮带动下做匀速圆周运动，在旋转一周内完成罐外壁的打印工作。
[0004] 数码印罐机打印的具体方式：是先将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层，当芯棒公转，到达起始打印工位上，就由起始打印工位的打印喷头打印对应的数字化图层，然后再公转，该芯棒到达接下来的一个打印工位，由该打印工位的打印喷头也打印一个数字化图层，接着，再公转，依次完成所有打印工位的数字化图层的打印，通过一层、一层的图层
覆盖套印形成了最终的打印图案。
[0005] 如果芯棒自转是匀速稳定的，则现有技术中各打印工位的打印喷头的控制方式就是按时间来控制。但是，实际中由于存在各种误差（如齿轮加工误差、机械安装误差以及电机控制误差），其芯棒的转动必不是匀速稳定的，打印工位上打印的图层中的
像素点就存在移位，从而各图层之间的像素点就会有偏差，进而图案就出现重影、模糊等问题，影响了打印精度，尤其是在高速运行时，这种影响就更明显。而对于数码打印，打印
位置精度要求很高，用600dpi的
分辨率打印时，每个像素的尺寸约为40μm；用1200dpi的分辨率打印时，每个像素的尺寸只有20μm。
[0006] 故而，如何使打印精度尽量不受芯棒运动速度
波动的影响，是本领域技术人员需要解决的难题。
发明内容
[0007] 本发明目的是提供一种数码印罐机打印精度控制方法以及数码印罐机，使打印精度尽量不受芯棒运动速度波动的影响。
[0008] 为达到上述目的，本发明采用的第一种方法的技术方案是：
[0009] 一种数码印罐机打印精度控制方法，针对设计有以下结构及运动关系的数码印罐机，在数码打印罐体文字或图案时，利用安装在芯棒上的
角度
编码器，将被分解的各数字化图层中需要打印的像素与每个芯棒在各打印工位上的绝对
角位移或角位置关联起来，从而保证被打印的各数字化图层之间的精确对位；
[0010] 所述数码印罐机具有一能够产生间歇公转的旋转平台，旋转平台沿圆周方向间隔设置有用于套装罐体的芯棒，各芯棒随旋转平台间歇公转，同时绕其自身轴线自转；在旋转平台外，对应芯棒公转停止位置设置若干个打印工位，每个打印工位上均配备打印喷头；
[0011] 所述打印精度控制方法包括以下步骤：
[0012] 第一步，分解文字或图案和定义起始打印工位
[0013] （1）分解文字或图案
[0014] 将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；
[0015] （2）定义起始打印工位
[0016] 在各打印工位中
选定一个打印工位作为起始打印工位，并且定义其余打印工位的打印顺序；
[0017] 第二步，打印起始打印工位的图层并建立精确对位关系
[0018] 在起始打印工位打印对应的数字化图层，同时利用当前芯棒角度编码器输出的角度位置信息来建立该工位数字化图层的像素与当前芯棒的绝对角位移或角位置之间的对应关系，并将该对应关系作为当前芯棒在这一轮次打印过程中各数字化图层之间的特定对位关系；
[0019] 第三步，映射特定对位关系
[0020] 将第二步中获得的当前芯棒的特定对位关系，跟随该芯棒映射到接下来的其余打印工位上，建立其余打印工位数字化图层的像素与该芯棒的绝对角位移或角位置之间的对应关系；
[0021] 第四步，完成其余打印
[0022] 按第三步建立的对应关系完成其余打印工位的数字化图层打印，以此循环往复实现每个罐体文字或图案的精确打印。
[0023] 上述方案中，所述第二步具体是：首先，根据规定的打印速度和分辨率信息，计算出起始打印工位的打印喷头的基于时间的打印喷头点火脉冲的
频率，或基于所述芯棒的绝对角位移或角位置的打印喷头点火脉冲的间隔；然后，根据第一步分解成的对应起始打印工位上打印喷头的数字化图层，以及上述计算出的起始打印工位的打印喷头点火脉冲的频率或点火脉冲的角度间隔，以及当前起始打印工位上的芯棒角度编码器记录的代表着芯棒绝对角位移或角位置的数据，来确定打印喷头的点火脉冲，并完成起始打印工位的打印；在完成起始打印工位打印的同时，记录下每个点火脉冲在数字化图层上的位置和当前芯棒的绝对角位移或角位置之间的对应关系，将其作为所述特定对位关系。
[0024] 上述方案中，采用的
硬件系统包括所述角度编码器、主计算机、喷头主控系统、
数据处理单元以及一
传感器；所述角度编码器对应安装于各个芯棒上；所述喷头主控系统与各工位的打印喷头连接；所述数据处理单元，接收各个角度编码器输出的角度位置信息，且与喷头主控系统的输入输出连接；所述传感器，安装于数码印罐机上，用于
感知芯棒公转停止，产生代表公转停止的信息并输送给数据处理单元；
[0025] 所述第一步中是由主计算机中的
软件将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；所述第二步是用所述数据处理单元来建立和记录特定对位关系；所述第三步是用所述数据处理单元来完成映射特定对位关系。
[0026] 为达到上述目的，本发明采用的第二种方法的技术方案是：
[0027] 一种数码印罐机打印精度控制方法，针对设计有以下结构及运动关系的数码印罐机，在数码打印罐体文字或图案时，利用安装在芯棒上的角度编码器，将被分解的各数字化图层中需要打印的像素与每个芯棒在各打印工位上的绝对角位移（或角位置）关联起来，从而保证被打印的各数字化图层之间的精确对位；
[0028] 所述数码印罐机具有一能够产生间歇公转的旋转平台，旋转平台沿圆周方向间隔设置有用于套装罐体的芯棒，各芯棒随旋转平台间歇公转，同时绕其自身轴线自转；在旋转平台外，对应芯棒公转停止位置设置若干个打印工位，每个打印工位上均配备打印喷头；
[0029] 所述打印精度控制方法包括以下步骤：
[0030] 第一步，分解文字或图案
[0031] 将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；
[0032] 第二步，定义某一数字化图层的对位关系
[0033] 在打印前事先利用角度编码器来定义所对应的芯棒在任意一个打印工位上的对位关系，建立该工位数字化图层的像素与所对应芯棒的绝对角位移或角位置之间的对应关系，并将该对应关系作为所对应芯棒在这一轮次打印过程中各数字化图层之间的特定对位关系；
[0034] 第三步，映射特定对位关系
[0035] 将第二步中获得的特定对位关系，跟随该芯棒映射到所有打印工位上，建立各打印工位数字化图层的像素与该芯棒的绝对角位移或角位置之间的对应关系；
[0036] 第四步，完成各打印工位打印
[0037] 按第三步建立的对应关系完成各打印工位的数字化图层打印，以此循环往复实现每个罐体文字或图案的精确打印。
[0038] 上述方案中，采用的硬件系统包括所述角度编码器、喷头主控系统、数据处理单元以及一传感器；所述角度编码器对应安装于各个芯棒上；所述喷头主控系统与各工位的打印喷头连接；所述数据处理单元，接收各个角度编码器输出的角度位置信息，且与喷头主控系统的输入输出连接；所述传感器，安装于数码印罐机上，用于感知芯棒公转停止，产生代表公转停止的信息并输送给数据处理单元；
[0039] 所述第一步中是由主计算机中的软件将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；所述第二步是利用所述数据处理单元来完成；所述第三步也是利用所述数据处理单元来完成。
[0040] 为达到上述目的，本发明采用的数码印罐机的技术方案是：
[0041] 一种数码印罐机采用上述第一种或第二种控制方法。
[0042] 本发明原理是：本发明从现有技术存在问题的根源着手，突破性地利用安装在各芯棒上的角度编码器，将数字化图层的每一像素的位置与芯棒的当前绝对角位移或角位置直接关联起来，换而言之，就是实现了芯棒带着罐体在芯棒圆周方向上转到某一位置，就打印文字或图案中与该位置对应的点，保证了罐体上每一个数字化图层中的像素位置的精确度，进而每一罐壁上被打印的各数字化图层之间能够精确对位，运动速度波动对打印精度的影响大大降低，实现了高精度打印。
[0043] 本发明效果有以下几方面：
[0044] 1、提高设备的运行速度；（1）可以从罐体的任意位置开始打印---原先定速模式只能从图案开始的地方打印；（2）可以在设备刚到停角还有较大的速度波动时打印---原来波动较大时会影响打印精度；
[0045] 2、降低设备成本：减少齿轮维护时间，降低维护频率，降低齿轮等传动部件制造的精度要求，降低齿轮等传动部件安装的精度要求；
[0046] 3、设备使用更灵活；可以实现设备在不同速度下打印或者变速打印、无需重新调整软件参数（打印的数据只和芯棒角度有关、和设备速度无关) –– 原先定速模式时需要根据速度调整软件参数，无法做到在速度变化的过程中也实现打印。
附图说明
[0047] 图1为本发明
实施例一和实施例二的数码印罐机的各芯棒的布置示意图；
[0048] 图2为本发明实施例一的打印精度控制方法的步骤示意图；
[0049] 图3为本发明实施例一和实施例二的打印精度控制系统的原理
框图；
[0050] 图4为本发明实施例一和实施例二的映射特定对位关系的原理示意简图；
[0051] 图5为本发明实施例二的打印精度控制方法的步骤示意图。
[0052] 上述图4中：1、罐体；2、罐外壁沿周向展开；21、角度编码器输出脉冲在罐壁展开面的对应位置分布；3、起始打印工位打印喷头对应的数字化图层；31、像素点；4、其余打印喷头对应的数字化图层；41、像素点。
具体实施方式
[0053] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
[0054] 实施例一：参见图1～4所示：
[0055] 本实施例涉及一种数码印罐机打印精度控制方法。
[0056] 该数码印罐机打印精度控制方法针对设计有以下结构及运动关系的数码印罐机，在数码打印罐体文字或图案时，利用安装在芯棒上的角度编码器，将被分解的各数字化图层中需要打印的像素与每个芯棒在各打印工位上的绝对角位移（或角位置）关联起来，从而保证被打印的各数字化图层之间的精确对位。
[0057] 参见图1，所述数码印罐机具有一能够产生间歇公转的旋转平台，旋转平台沿圆周方向间隔设置有用于套装罐体的芯棒，各芯棒随旋转平台间歇公转，同时绕其自身轴线自转；在旋转平台外，对应芯棒公转停止位置设置若干个打印工位，每个打印工位上均配备打印喷头。
[0058] 参见图2，所述打印精度控制方法包括以下步骤：
[0059] 第一步S1，分解文字或图案和定义起始打印工位
[0060] （1）分解文字或图案
[0061] 将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；
[0062] （2）定义起始打印工位
[0063] 在各打印工位中选定一个打印工位作为起始打印工位，并且定义其余打印工位的打印顺序；
[0064] 第二步S2，打印起始打印工位并建立精确对位关系
[0065] 在起始打印工位打印对应的数字化图层，同时利用当前芯棒角度编码器记录的数据来建立该工位数字化图层的像素与当前芯棒的绝对角位移之间的对应关系，并将该对应关系作为当前芯棒在这一轮次打印过程中各数字化图层之间的特定对位关系；
[0066] 第三步S3，映射特定对位关系
[0067] 将第二步中获得的当前芯棒的特定对位关系，跟随该芯棒映射到接下来的其余打印工位上，建立其余打印工位数字化图层的像素与该芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系；
[0068] 第四步S4，完成其余打印
[0069] 按第三步建立的对应关系完成其余打印工位的数字化图层打印，以此循环往复实现每个罐体文字或图案的精确打印。
[0070] 本实施例打印精度控制方法具体是：
[0071] 采用的硬件系统包括所述角度编码器、主计算机、喷头主控系统、数据处理单元以及一传感器。
[0072] 如图3所示，具体硬件系统举例为：
[0073] 所述传感器是一
位置传感器。所述数据处理单元可以是数字
信号处理器（DSP）、
单片机、其他
微处理器等，也可以用FPGA、CPLD等可编程逻辑芯片，还可以是计算机。下面数据处理单元以
数字信号处理器（DSP芯片）为例。
[0074] 所述角度编码器对应安装于各个芯棒上，各角度编码器的输出信息经电滑环传送给数字
信号处理器（DSP芯片），角度编码器也可称为
旋转编码器，它通常能输出两个信息：角位移脉冲信息和索引信息（每转一周输出一个脉冲）。
[0075] 所述喷头控制单元的输出与各打印工位上的打印喷头一一对应连接，喷头控制单元的输入再接喷头主控系统和
数字信号处理器（DSP芯片）；喷头主控系统与主计算机通讯连接，喷头主控系统还与数字信号处理器（DSP芯片）通讯连接。
[0076] 所述位置传感器对应安装于某一工位上，其检测端对着芯棒，用于感知芯棒公转是否停止，产生代表公转停止的信息并输送给数字信号处理器（DSP芯片）；此为一例，实际中，也可从驱动芯棒公转的
伺服电机系统直接获得一代表公转停止的信息。
[0077] 针对上述采用的具体的硬件实例，本实施例方法的步骤详细描述如下：
[0078] 第一步S1，分解文字或图案和定义起始打印工位
[0079] （1）分解文字或图案
[0080] 用户向主计算机输入或用主计算机制作出待打印图片，即计算机得到了待打印图片文字或图案信息，计算机将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层。
[0081] （2）定义起始打印工位
[0082] 预先设定，或在打印前由操作者在各打印工位中选定一个打印工位作为起始打印工位，并且定义其余打印工位的打印顺序；即，设定哪个是1号打印工位，哪个是2号打印工位……。这个顺序不一定按印罐机的旋转平台的圆周方向依次设置，可以任意设定。
[0083] 第二步S2，打印起始打印工位并建立精确对位关系
[0084] 在起始打印工位打印对应的数字化图层，具体操作是：首先，由喷头主控系统或主计算机根据规定的打印速度和分辨率信息，计算出起始打印工位的打印喷头的基于时间的打印喷头点火脉冲的频率，或基于所述芯棒的绝对角位移（或角位置）的打印喷头点火脉冲的间隔；然后，由数字信号处理器（DSP芯片）根据上述计算出的起始打印工位的打印喷头点火脉冲的频率，或根据上述计算出的点火脉冲的间隔，以及当前起始打印工位上的芯棒角度编码器输出的代表着芯棒绝对角位移的数据，来确定打印喷头的各个点火脉冲，输送给喷头控制单元，从而指令起始打印工位的打印喷头进行打印，完成起始打印工位的数字化图层的打印。
[0085] 在起始打印工位打印对应的数字化图层的同时，数字信号处理器（DSP芯片）利用当前芯棒角度编码器记录的数据来建立和记录该工位数字化图层的像素与当前芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系，并将该对应关系用于当前芯棒在这一轮打印过程中各数字化图层的打印
定位。
[0086] 上述建立对应关系的方式如图4所示，起始打印工位的数字化图层3可视为罐体圆周面的展开图。一方面，该展开图在圆周方向可以用芯棒同轴角度编码器旋转时产生的输出脉冲来度量，各脉冲代表了芯棒及其上的罐体不同的角位置；另一方面，因为数字化图片可以认为是由均匀分布的像素点阵组成（每一像素点具有不同灰度，最低灰度为0，即无色），所以，上述展开图在圆周方向也可以用图片的基本像素来度量。于是便在圆周方向建立了两个
坐标系，这里分别称为“角度脉冲坐标系”和“图片像素坐标系”，显然这两个坐标系是用不同的单位来度量或描述同一幅图，故二者有固定的线性对应关系。图层上每一像素皆对应于“角度脉冲坐标系”中一个由角度脉冲定义的角度位置。如果一像素位于两个角度脉冲之间，则由数据处理单元估算出该像素距前一角度脉冲的距离，即为该像素在“角度脉冲坐标系”中角度位置的小数部分，而“前一脉冲”的位置则为该像素角度位置的整数部分，整数部分和小数部分一起构成了该像素在“角度脉冲坐标系”中的坐标值。每当芯棒（带动罐体）转动并到达某一像素对应的角度脉冲坐标处，数据处理单元便产生一个点火脉冲，控制相应喷头喷出墨滴，在罐体上产生相应像素。图片（或图层）第一个像素对应的角度脉冲坐标值定义为图片（各图层）的起始位置。这样，图片各图层沿圆周方向各像素位置在“角度脉冲坐标系”中都有对应的坐标值。像素与芯棒绝对角位置之间的对应关系便由此建立起来。
[0087] 第三步S3，映射特定对位关系
[0088] 由数字信号处理器（DSP芯片）将第二步中获得的当前芯棒的特定对位关系，跟随该芯棒映射到接下来的其余打印工位上，建立其余打印工位数字化图层的像素与该芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系。
[0089] 上述第三步具体操作解释：如图4所示，每个打印工位的数字化图层都是绕罐体圆周面的展开图，各打印工位的数字化图层是从同一图片上分解出来的，各图层之间有着固有的对应关系，故只要将第二步建立的起始打印工位的数字化图层3的坐标投射（或称之为搬移）到其余打印工位的数字化图层4上，就建立了其余打印工位数字化图层4的像素与该芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系。
[0090] 具体操作可以是：根据第二步记录的起始打印工位的打印喷头打印的每一像素所对应芯棒的“角度脉冲坐标系”中的角度位置来映射，从而获得其余打印工位的打印喷头要打印的像素所对应芯棒的“角度脉冲坐标系”中的角度位置。
[0091] 第四步S4，完成其余打印
[0092] 按第三步建立的对应关系完成其余打印工位的数字化图层打印，以此循环往复实现每个罐体文字或图案的精确打印。
[0093] 具体操作是：根据第三步获得的其余打印工位的打印喷头要打印的像素所对应芯棒的“角度脉冲坐标系”中的角度位置，再结合当前芯棒的绝对角位移的数据，来确定打印喷头的点火脉冲，将该点火脉冲输送给喷头控制单元，从而指令打印喷头进行打印，以此相同的方式逐一完成后续所有的打印工位数字化图层的打印。
[0094] 本实施例涉及一种数码印罐机，该数码印罐机，采用了上述数码印罐机打印精度控制方法。
[0095] 本实施例一是从现有技术存在问题的根源着手，突破性地利用安装在各芯棒上的角度编码器，将数字化图层的每一像素的位置与芯棒的绝对角位移（或角位置）直接关联起来，换而言之，就是实现了芯棒带着罐体在圆周方向上转到某一角度位置，就打印图案或文字中与这个角度位置所对应的点，保证了罐体上每一个数字化图层中的像素位置的精确度，进而各数字化图层之间能够精确对位，极大地减小了运动速度波动对打印精度的影响，实现了高精度打印。
[0096] 实施例二：参见图1、图3、图4及图5：
[0097] 本实施例涉及一种数码印罐机打印精度控制方法。
[0098] 该数码印罐机打印精度控制方法，针对设计有以下结构及运动关系的数码印罐机，在数码打印罐体文字或图案时，利用安装在芯棒上的角度编码器，将被分解的各数字化图层中需要打印的像素与每个芯棒在各打印工位上的绝对角位移（或角位置）关联起来，从而保证被打印的各数字化图层之间的精确对位；
[0099] 所述数码印罐机具有一能够产生间歇公转的旋转平台，旋转平台沿圆周方向间隔设置有用于套装罐体的芯棒，各芯棒随旋转平台间歇公转，同时绕其自身轴线自转；在旋转平台外，对应芯棒公转停止位置设置若干个打印工位，每个打印工位上均配备打印喷头；
[0100] 如图5所示，所述打印精度控制方法包括以下步骤：
[0101] 第一步S5，分解文字或图案
[0102] 将待打印的文字或图案信息按色彩分解成对应各打印工位上打印喷头需要打印的数字化图层；
[0103] 第二步S6，定义某一数字化图层的对位关系
[0104] 在打印前事先利用角度编码器来定义所对应的芯棒在任意一个打印工位上的对位关系，建立该工位数字化图层的像素与所对应芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系，并将该对应关系作为所对应芯棒在这一轮次打印过程中各数字化图层之间的特定对位关系；
[0105] 第三步S7，映射特定对位关系
[0106] 将第二步中获得的特定对位关系，跟随该芯棒映射到接下来各打印工位上，建立各打印工位数字化图层的像素与该芯棒的绝对角位移（或角位置）之间的对应关系；
[0107] 第四步S8，完成各打印工位打印
[0108] 按第三步建立的对应关系完成各打印工位的数字化图层打印，以此循环往复实现每个罐体文字或图案的精确打印。
[0109] 本实施例二涉及一种数码印罐机，该数码印罐机采用了上述的数码印罐机打印精度控制方法。
[0110] 本实施例二与实施例一的区别主要在于：不是在初始打印工位打印的同时建立特定对位关系，而是在打印前事先就建立这个特定对位关系（只是在初始打印工位确定图片的起始位置），然后将该特定对位关系映射到所有的打印工位上。
[0111] 本实施例二能获得与实施例一类似的效果。
[0112] 上述实施例中，控制系统的硬件部分（即图3）是优选方案举例，实际中以其他现有技术中的硬件来实现也可行，比如数字信号处理器DSP芯片可用其他微处理器替代，或者将该处理器完成的功能集成到主计算机中。
[0113] 上述实施例中，所述打印喷头具体是如何由喷头控制单元、喷头主控系统控制打印的，此为已有技术，已有文献披露，在此无需赘述。
[0114] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
