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用于印花设备的控制系统及其控制方法

阅读：1028发布：2020-05-13

专利汇可以提供用于印花设备的控制系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种印花设备控制系统及其控制方法。其中，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括由交流伺服独立驱动的印刷色组和中心辊。该控制系统包括：信息采集和获取装置，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；和控制器，包括运动控制器，其中，所述运动控制器通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接，用于控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。，下面是用于印花设备的控制系统及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于印花设备的控制系统，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括印刷色组和中心辊，所述印刷色组和所述中心辊由各自的交流伺服独立地驱动，该控制系统包括：
信息采集和获取装置，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；
和
运动控制器，其中，所述运动控制器通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接，用于实现所述中心辊的中心轴和所述印刷色组的主轴的同步控制。
2.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括张力单元，该张力单元基于通过包含在该张力单元中的张力传感器检测得到的印刷单元上的实时张力，通过变频器实现张力的闭环控制，
其中，张力包括对中张力、进牵引张力和出牵引张力，所述控制系统能够通过人机交互界面经由所述运动控制器对每段所述张力的大小进行设置和控制，以满足不同材料的需求。
3.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括烘干单元，该烘干单元包括温控系统和风机，其中，所述运动控制器通过向烘干单元发送同步信号和控制信号来实现烘干单元与印花设备主机的同步控制，以及
其中，通过所述控制系统的人机交互界面能够设定烘干单元的烘干温度和风量，并且通过所述运动控制器对温控系统的控制来实现设定的烘干温度和风量。
4.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括收放卷单元，该收放卷单元由收卷单元和放卷单元组成，
其中，所述运动控制器向收放卷单元发送给定的速度信号和控制信号完成收卷和放卷控制，并且收卷张力和放卷张力由收放卷单元自身完成闭环控制，以及
其中，通过所述控制系统的人机交互界面能够设置收卷张力和放卷张力的大小，并且通过所述运动控制器对收放卷单元的控制来实现所设置的张力大小。
5.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括纠偏单元，纠偏单元由纠偏传感器和纠偏装置组成，纠偏传感器实时检测印刷材料边缘的位置并将信号传送给纠偏控制器，由所述纠偏控制器发出控制信号来控制印刷材料保持在同一走料位置，其中，所述纠偏控制器是所述运动控制器或者能够与所述运动控制器分开地设置。
6.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括清洗单元，该清洗单元由变频电机带动清洗毛刷辊转动，同时控制进水电磁阀和抽水水泵将污水排除，其中，清洗辊转速、进水时间和抽水时间能够根据印刷材料和油墨的渗透以及中心辊的污染程度来设置，以及其中，所述控制系统能够通过控制该变频电机的运动来控制清洗单元的清洗辊转速、进水时间和抽水时间。
7.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括用于实现印花图案的各个颜色的套印的套印单元，其中，所述控制系统能够通过控制套印单元的相关参数来提高套印单元的套印准确度。
8.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括展幅单元，该展幅单元由展幅电机控制展幅辊转动以将印刷材料水平展开，
其中，该展幅辊的转速能够通过所述控制系统的人机交互界面根据材料起皱的程度来设置，并且通过所述运动控制器将该展幅辊的转速控制为所设置的转速。
9.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括图像检测单元，该图像检测单元捕获印刷后的图案并且将捕获的图案传送至所述运动控制器，并且由该运动控制器控制所述捕获的图案在显示装置上的显示。
10.根据权利要求1所述的控制系统，该印花设备还包括除尘单元，该除尘单元由变频电机带动除尘毛刷辊将材料上的灰尘刷掉，同时除尘风机通过管道将灰尘吸走，其中，所述控制系统能够通过控制该变频电机的运动来控制除尘单元的除尘定时。
11.一种印花设备的控制方法，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括印刷色组和中心辊，所述印刷色组和所述中心辊由各自的交流伺服独立地驱动，该控制方法包括：
信息采集和获取步骤，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；
和
控制步骤，由通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接的运动控制器实现所述中心辊的中心轴和所述印刷色组的主轴的同步控制。

说明书全文

用于印花设备的控制系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及纺织工业的印染机械，尤其涉及印花设备的控制系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 传统的印花设备主要采用人工手动控制，操作复杂，工作效率低，导致产能低下。因此，期望通过采用现代控制系统，在机械结构中融入高端电子和通信技术，以便提供更方便高效的印花设备。

发明内容

[0003] 为了解决以上问题至少之一，提出了本发明。

[0004] 因此，本发明的一个目的是提供一种用于印花设备的控制系统及其控制方法。

[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种印花设备的控制系统，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括由交流伺服独立驱动的印刷色组和中心辊，该控制系统包括：信息采集和获取装置，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；和控制器，包括运动控制器，其中，所述运动控制器通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接，用于控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。

[0006] 根据本发明的另一方面，提供一种印花设备的控制方法，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括由交流伺服独立驱动的印刷色组和中心辊，该控制方法包括：信息采集和获取步骤，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；和控制步骤，由通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接的运动控制器控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。

[0007] 参照示例性实施例的如下详细描述并结合附图和根据附带的权利要求书，可以更全面地明白本发明的其它目的、特征和细节。

[0008] 本领域技术人员通过参照下面列出的附图阅读相应实施例的如下详细描述，将会明白相应实施例以及各种另外的实施例的好处。此外，下面所讨论的附图的各个特征没有必要按比例绘制。附图中的各个特征和元件的尺寸可以扩大或减小，以更清楚地示出本发明的实施例。

附图说明

[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步的说明。

[0010] 图1是作为例子示出的根据本发明的一个实施例的印花设备的控制系统的示意框图。

[0011] 图2是作为例子示出的根据本发明的一个实施例的印花设备的控制方法的示意流程图。

具体实施方式

[0012] 下面通过参照附图对本发明的技术方案作进一步的详细描述。需要说明的是，所给出的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何等同或替代技术方案。

[0013] 根据本发明的一个实施例的印花设备2可以主要由以下几个部分组成：印刷单元201、张力单元202、烘干单元203、收放卷单元204、纠偏单元205、清洗单元206、除尘单元
207、套印单元208、图像检测单元209、展幅单元210等。优选地，该套印单元208为自动套印单元。另外，优选地，该图像检测单元为高清图像检测单元，用于通过高清图像捕获设备(例如高清摄像机等)来检测印花图案，并将检测的图案传送给例如控制系统1和显示装置211等。

[0014] 下面分别介绍印花设备的每一个上述单元的功能和组成。

[0015] 1、印刷单元

[0016] 印刷单元是整个印花设备的核心，由印刷色组和中心辊组成。每一个印刷色组和中心辊都可以采用驱动电机的交流伺服独立驱动，运动控制器(例如PLC控制器等，也称为中央控制器或主控制器)通过通信线路(例如高速现场总线或其它方式等)连接每一个交流伺服，通过利用例如包括探测器和/或传感器等的信息采集和获取装置11得到有关印刷单元的部件的运动的参数信息，从而实现印刷轴和中心辊的高精度同步控制。

[0017] 印刷单元采用了伺服驱动器和运动控制器，使得印刷色组可以实现预套准功能，大大减少材料浪费。

[0018] 2、张力单元

[0019] 张力是实现套准稳定性的关键环节。无纸转印机可以将张力分为以下几段：对中张力、进牵引张力和烘箱(出牵引)张力。每段张力都由张力传感器检测实时张力，通过变频器实现张力闭环控制(例如可以通过PID控制)。每段张力大小都可以自由设置以满足不同材料的需求。

[0020] 其中，不同材料所需的张力可以通过试验或者根据经验而得到。进一步地，例如，可以在表中记录材料和与其相关联的张力，然后通过查表来得到当前材料应设置的张力大小等。

[0021] 3、烘干单元

[0022] 烘干单元主要由温控系统和风机组成，根据中央控制器给定的同步信号和控制信号来实现与印花机主机的同步控制。其中，烘干单元的烘干温度和风量等可以通过控制系统的人机交互界面自由设定，并且通过中央控制器对温控系统的控制来实现设定的烘干温度和风量等。

[0023] 4、收放卷单元

[0024] 收放卷单元由收卷单元和放卷单元组成。中央控制器向收放卷单元发送给定的速度信号和控制信号完成收卷和放卷控制。收卷张力和放卷张力由收放卷单元自身完成闭环控制，张力大小也可以通过控制系统的人机交互界面自由设置并且通过控制系统的控制器对收放卷单元的控制来实现所设置的张力大小。

[0025] 5、纠偏单元

[0026] 纠偏单元由纠偏传感器和纠偏装置组成。纠偏传感器实时检测印刷材料的边缘的位置并将信号送给纠偏控制器，由纠偏控制器发出控制信号控制印刷材料保持在同一走料位置。

[0027] 6、清洗单元

[0028] 清洗单元由变频电机带动清洗毛刷辊转动，同时控制进水电磁阀和抽水水泵将污水排除。清洗辊转速、进水时间和抽水时间可以根据印刷材料和油墨的渗透以及中心辊的污染程度来设置。

[0029] 根据本发明的控制系统可以通过控制该变频电机的运动(例如，旋转速度、旋转方向和角度等等)来控制清洗单元的相关参数，例如清洗辊转速、进水时间和抽水时间等。

[0030] 7、除尘单元

[0031] 除尘单元由变频电机带动除尘毛刷辊将材料上的灰尘刷掉，同时除尘风机通过管道将灰尘吸走。

[0032] 根据本发明的控制系统可以通过控制该变频电机的运动(例如，旋转速度、旋转方向和角度等等)来控制除尘单元的相关参数，例如除尘定时。

[0033] 8、套印单元

[0034] 套印单元用于实现印花图案的各个颜色的套印。其中，根据本发明的控制系统可以通过控制套印单元的相关参数，例如通过检测和校正套印误差来提高套印单元的套印准确度。

[0035] 9、图像检测单元

[0036] 该图像检测单元可以包括图像捕获设备(例如摄像机)。优选地，该图像检测单元可以为高清图像检测单元(在高清检测单元的情况下，图像检测单元可以包括高速摄像机)。高速摄像机将印刷后的图案抓拍后送至控制系统的控制器(此时，该控制器可以包括工控主机)处理，然后通过例如为液晶显示器的显示装置将图像信号显示出来，提供给操作人员实时监控印刷品质量，以提高成品率。

[0037] 10、展幅单元

[0038] 展幅单元由展幅电机控制展幅辊转动以将印刷材料水平展开。展幅辊的转速可以根据材料起皱的程度进行设置。

[0039] 为了对印花设备的上述各单元进行有组织的系统的控制，根据本发明的一个实施例，用于印花设备的控制系统可以包括人机交互单元(HMI)13和控制器12。其中，操作人员可以通过控制系统的人机交互单元发出指令给控制器12(例如，PLC)来统一管理和控制印花设备和/或控制系统的各个单元，从而实现自动化控制。

[0040] 其中，人机交互单元包括人机交互界面13，人机交互界面可以用于设定印花设备的各单元的相关参数，同时可以显示各种工艺参数、状态、报警信息等，并且可对整机进行全面监控。

[0041] 控制器12(例如，PLC，也称为主控制器)负责控制整个系统的各个单元或部分之间的工艺参数、动作的配合与调整以及全机的控制。

[0042] 另外，优选地，控制系统的控制器12可以是集中式的或分布式的，集中式的控制器统一控制整个印花设备的各单元或部分，控制系统的分布式的控制器可以包括多个单独的控制器，该多个单独的控制器可以分别设置在印花设备的各相应单元或部分上，用于单独地控制各相应单元或部分，并且这多个单独的控制器之间互相通信和协调彼此的控制操作。另外，优选地，控制系统的控制器可以是按照集中式和分布式相结合的方式，即，该控制系统包括一个中央控制器和多个单独的子控制器，中央控制器用于有组织地协调和控制各子控制器的操作，多个单独的子控制器可以分别设置在印花设备的各相应单元或部分上，用于单独地控制各相应单元或部分，其中，这些子控制器之间的协调等操作主要通过该中央控制器进行。

[0043] 图2是作为例子示出的根据本发明的一个实施例的印花设备的控制方法的示意流程图。

[0044] 下面将参照图2示例性描述根据本发明的印花设备的控制方法。

[0045] 在信息采集和获取步骤S1，以便采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息。

[0046] 在控制步骤S2，由通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接的运动控制器控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。

[0047] 该控制方法的其他步骤与控制系统的操作类似，在此不再赘述。

[0048] 根据本发明的实施例，提供一种用于印花设备的控制系统，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括由交流伺服独立驱动的印刷色组和中心辊，该控制系统包括：

[0049] 信息采集和获取装置，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；和

[0050] 控制器，包括运动控制器，其中，所述运动控制器通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接，用于控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。

[0051] 根据本发明的实施例，提供一种印花设备的控制方法，该印花设备包括印刷单元，印刷单元包括由交流伺服独立驱动的印刷色组和中心辊，该控制方法包括：

[0052] 信息采集和获取步骤，用于采集和获取与印刷单元上的部件的运动有关的参数信息；和

[0053] 控制步骤，由通过通信线路与所述交流伺服中的每一个连接的运动控制器控制印花设备的主轴和中心轴的同步控制。

[0054] 另外，该印花设备还包括张力单元，该张力单元基于通过包含在该张力单元中的张力传感器检测得到的印刷单元上的实时张力，通过变频器实现张力的闭环控制。

[0055] 另外，张力包括对中张力、进牵引张力和出牵引张力，所述控制系统能够通过人机交互界面经由所述控制器对每段所述张力的大小进行设置和控制，以满足不同材料的需求。

[0056] 另外，该印花设备还包括烘干单元，该烘干单元包括温控系统和风机，其中，所述控制系统的控制器通过向烘干单元发送同步信号和控制信号来实现烘干单元与印花设备主机的同步控制，以及其中，通过控制系统的人机交互界面能够设定烘干单元的烘干温度和风量，并且通过中央控制器对温控系统的控制来实现设定的烘干温度和风量。

[0057] 另外，该印花设备还包括收放卷单元，该收放卷单元由收卷单元和放卷单元组成，其中，所述控制系统的控制器向收放卷单元发送给定的速度信号和控制信号完成收卷和放卷控制，并且收卷张力和放卷张力由收放卷单元自身完成闭环控制，以及其中，通过控制系统的人机交互界面能够设置收卷张力和放卷张力的大小，并且通过控制系统的控制器对收放卷单元的控制来实现所设置的张力大小。

[0058] 另外，该印花设备还包括纠偏单元，纠偏单元由纠偏传感器和纠偏装置组成，纠偏传感器实时检测印刷材料边缘的位置并将信号传送给作为纠偏控制器的所述控制器，由作为纠偏控制器的所述控制器发出控制信号来控制印刷材料保持在同一走料位置，其中，所述纠偏控制器能够与所述控制器分开地设置。

[0059] 另外，该印花设备还包括清洗单元，该清洗单元由变频电机带动清洗毛刷辊转动，同时控制进水电磁阀和抽水水泵将污水排除，其中，清洗辊转速、进水时间和抽水时间能够根据印刷材料和油墨的渗透以及中心辊的污染程度来设置，以及其中，所述控制系统能够通过控制该变频电机的运动来控制清洗单元的清洗辊转速、进水时间和抽水时间。

[0060] 另外，该印花设备还包括除尘单元，该除尘单元由变频电机带动除尘毛刷辊将材料上的灰尘刷掉，同时除尘风机通过管道将灰尘吸走，其中，所述控制系统能够通过控制该变频电机的运动来控制除尘单元的除尘定时。

[0061] 另外，该印花设备还包括用于实现印花图案的各个颜色的套印的套印单元，其中，所述控制系统能够通过控制套印单元的相关参数来提高套印单元的套印准确度。

[0062] 另外，该印花设备还包括展幅单元，该展幅单元由展幅电机控制展幅辊转动以将印刷材料水平展开，其中，该展幅辊的转速能够通过控制系统的人机交互界面根据材料起皱的程度来设置，并且通过控制系统的控制器将该展幅辊的转速控制为所设置的转速。

[0063] 另外，该印花设备还包括图像检测单元，该图像检测单元捕获印刷后的图案并且将捕获的图案传送至所述控制系统的控制器，并且由该控制器控制所述捕获的图案在显示装置上的显示。

[0064] 虽然已经参照特定的示例性实施例展示和描述了本发明，但是本发明不受这些示例性实施例的限制。应该认识到的是，本领域的技术人员能够在不脱离本发明的由权利要求书或者其等同内容所限定的范围和精神的情况下对这些示例性实施例进行变化和变型。

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