曲面印刷机光电对版自动控制系统设计开题报告

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1、毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1曲面印刷机简介全自动曲面印刷机是一种用于食品和化妆品等灌装容器外表面彩色印刷的高效率设备，采用凸版轮转胶印技术，属于机电一体化高新技术产品。全自动曲面印刷机的研制成功，填补了国内空白，缩短了我国包装容器高速彩色印刷技术与发达国家的差距，批量投入市场，取得了较大的经济效益和社会效益。特别是可自动对版的高速曲面印刷机专利技术，实现光电检测自动对版，可使曲面印刷机的速度提高30%以上，而且对版速度快，对版精度更高、更节能，对于提升我国印刷机械技术，具有重要的意义1。除此之外，随着

2、印刷机械的自动化、数字化印刷工作流程的不断更新和完善，印刷技术创新层出不穷，印前创新技术、印刷创新技术,印后创新技术都得到快速的发展2-3。1.2曲面印刷机的技术特色 版辊和墨辊箱成组地卫星式分布于大胶辊周围，完成图案套印任务； 采用涡形凸轮间歇传动机构，驱动八工位料盘完成印品的间歇移动和印刷任务； 使用偏心机构实现大墨辊与版辊之间以及版辊与大胶辊之间的版压调整，由气缸驱动间歇传动箱体，通过调整气路压缩空气，控制大胶辊与印杯之间的接触印刷压力；以保证印刷图案再现性和清晰度； 主机由一台电机驱动，采用单一传动链，实现各部位之间的同步运转； 八工位料盘的右、上、左和下各工位分别按顺序完成上杯、前处

3、理、印刷和下杯工序； 在涡形凸轮轴上安装光电编码器，实现各部位气动元件电磁阀的时序控制； 采用版夹将PS感光树脂版安装在版辊上，可以调整安装位置和张力； 采用无杯不印快速控制技术，确保印刷过程中上杯失败时，油墨不污染模头； 采用CCD传感器采集图像，分析色标位置误差，由PLC控制两个步进电机分别调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版。1.3 曲面印刷机的工作原理和组成结构1.3.1工作原理曲面印刷机包括其上固定有转印橡皮布的大胶辊、与大胶辊配合的各色版辊总成、与大胶辊配合的料盘以及安装在其上的模把、驱动大胶辊、料盘旋转的主传动轴系；版辊总成包括其上依次套有内轴套和外轴套的心

4、轴，心轴的外轴套上套有版辊和周向调节斜齿轮装置，周向调节斜齿轮与版辊之间联接有导杆，版辊总成还包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔与周向调节斜齿轮装置滚动，版辊总成还包括内轴销，该内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔与版辊固定，大胶辊转动，各色版辊在大胶辊的转印橡皮布上套色，然后转印到模把上的承印物上4。1.3.2组成结构全自动曲面印刷机，包括有轮转印刷机构和传动机构等，其整体布局如图1所示，系统组成说明如下5：A：轮转印刷机构包括有大胶辊(4)，墨辊箱(2)，版辊(1)版辊及墨辊箱成组地沿大胶辊圆周呈卫星式分布，最多可装六组，墨辊箱内布置

5、一套包括大墨辊(23)的传墨辊系；B：轮转机构切向位置设置有料盘机构，料盘（6)上均布装有最多6个模把(5)、料盘(6)装在蜗形凸轮间歇传动箱(7)上并由其驱动作分度运动。传动箱(7)经万向轴(11)与轮转印刷机构联动，由一只主电机驱动形成主传动链；C：轮转机构上的大胶辊(4)；版辊(1)经及墨辊箱内的墨轮系均通过变速轮与主传动链相联作同步运转；D：料盘(6)上A点工位为上料工位，其正前方装有四螺头上杯机构(61)，C点为前处理工位，C点工位模把下方装有电火花处理器或火焰处理器，其上方装有模把驱动平皮带，E点为印刷工位，此处大胶辊(4)与模把(5)接触对滚使胶辊上的彩色图案印在模把上的印刷物外

6、周曲面上，G点工位模把前方装有真空吸附接杯皮带机构(33)；E：主传动链上装有光电编码器(8)。图1 曲面印刷机整体布局图1.4曲面印刷机的发展状况及未来的前景印刷机械制造行业承担者为包装装潢、书刊出版、新闻出版、商业印刷、办公印刷的任务，设备以平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凸版印刷、孔版印刷5大印刷方式及特种印刷的印刷机为龙头、带动印前设备及印后加工设备共同发展。近年来，国内印刷设备需求以每年10%的增长速度连年上升，这就使中国成为世界公认的蕴含最大潜力的市场。目前，国内印刷机械设备制造企业专利的授权数量较少，这直接反映了企业的自主创新能力仍处于较低的水平。专利工作作为自主创新机制的重要方面

7、应该引起企业的重视，企业要从保护自主知识产权和激发科技人员创新精神的角度，努力营造企业内部勇于创新的机制和氛围。为我国印刷机行业注入一股强有力的力量6。141 发展状况印刷机正在向数字化印刷,进一步向高速、高效、高质的方向发展,高智能无人化化发展。数字化印刷时印刷业未来发展的趋势,它控制了成本,量化了供需,为人类进步带来了更多的便利。（1） 国内生产高速曲面胶印机被认定为广东省自主创新产品，隆兴公司专业生产LXUV-WZ160型工位固化、隧道固化、六至九色高速曲面胶印机如图2所示，适应于各种圆锥型杯子、碗的外表文字和图案印刷。主要有如下几个特点：采用PLC触摸屏控制，自动显示检测故障并显示处理

8、办法而且配备自动倒换三块和六块橡皮功能, 操作简单、安全可靠。获专利的电脑记忆数控调墨，确保机器长期运转不跑色。油墨增加或减少准确自如方便实用，还能把相应的数据储存下来，直到下批产品开机再用。获专利的运转中套色调版装置，大大缩短调试时间，提高了生产效率，同时可调整版滚与大鼓压力。图2隆兴公司专业生产 的LXUV-WZ160型曲面印刷机（2） 国外生产曲面印刷机的公司有意大利卡夫公司，该公司生产的用于高速瓶盖印刷的LITHO 6 型全自动六色曲面印刷机如图3所示。LITHO 6 型六色曲面印刷机适用于刚性和柔性的圆管、瓶盖和圆棒的六色胶印。其特点是，整套设备既耐用又能保证完美的印刷质量，芯棒抽吸

9、可配置 16 或 20 根芯棒，印刷辊组采用两个加墨辊为版辊加墨，在中心辊上可以使用一块、两块或四块橡皮布并且可以在控制盘上进行相关设置，设备配备有光学印版对中装置，印刷单元可以前后移动并且能精确复位便于迅速进行清洁、维护和更换橡皮布的操作，墨辊配备有清洗装置，设备运行状态下的电子加墨控制，通过两台电机的电子轴线控制实现印刷单元与工件输送装置的同步，可以只从设备的一侧进行调节，印刷辊组清洗装置，整台设备可以与连续生产线连接7。 图3 意大利卡夫公司生产的LITHO 6 型六色曲面印刷机142 未来的市场进入WTO以后，国内市场已经变为国际市场的一部分，正像我们扩大出口力度的同时，国外名牌企业也

10、看中中国的广阔市场、丰富的人才资源和低成本的优势，纷纷在中国建立独资企业，以谋求产品在中国和世界市场的竞争力。他们已经掌握市场优势的产品，利用进口免税政策继续占领中国印刷市场，对没有免税政策支持的产品，利用中国制造的低成本，继续提高市场的竞争力。我国印刷机械制造企业的应对政策，应该继续扩大国内市场的占有率的同时，向中、高端产品领域进军，不失时机地扩大产品出口。北人集团公司的产品已经出口到包括美国在内的数十个国家和地区。 应该明确，中国印刷工业的发展离不开国内印刷装备产业的共同努力，也离不开国外先进技术和设备对印刷工业技术上水平的支持，随着中国制造设备遍布世界的现实，应该看到，中国制造的印刷机械

11、设备大踏步的走出国门的时机已经到来8。15结束语这次的毕业设计，我们整个团队由马老师带领，我们设计的是能提供多色套印准确、高速印刷可达每分钟300件的一次完成印刷的高效率全自动曲面印刷机。要求满足国际及国内印刷市场对印刷机械的要求，套印准确，图案再现性好，自动化程度高，适用于大批量、高效率印刷回转体包装容器。这次毕业设计所涉及的领域比较广泛，有关于机械设计、机械原理、金属切屑机床、PLC电气控制及原理、solidworks,Pro.E以及电学等学科，所以这次毕业设计对我来说是工作之前的一次锻炼9-19。参考文献：1 张伟.印刷机械技术.网印工业,2006,10:692 Nobuo Kiyama

12、，Tetsuo Makino，Shinichi FujimotoPaper and Printing MachinerySupporting the Information-Based Society.Mitsubishi Heavy Industries，2003，40(1):153 Kazuyuki KoraTotal Service of Mitsubishi Printing Machinery to Meet CustomersNeedsMitsubishi Heavy Industries，2003,40(2)：154 马维金，杜文华.可自动对版的高速曲面印刷机.中国专利：ZL20

13、0710185449.X，2009-12-305 马维金，李风兰.全自动曲面印刷机.中国专利：ZL93248040.3，1994-08-176刘尹敏.中国印刷机械行业市场分析及发展趋势研究报告. 7 意大利卡夫公司和亚洲服务站简介. ,2008-03-22陆 8陆长安.中国印刷及印刷机制造技术发展趋势分析. news/sczc/200704/10-13245.shtml， 2007-4-109 林其水.浅谈曲面丝网印刷的技术要求.网印工业,2004,7 (1215)10 濮良贵，纪名刚.机械设计.北京:高等教育出版社，2006.311Ansel C.ugural. Mechanical Des

14、ign：An Integrated Approac.重庆:重庆大学出版社，2005.1212 Luckk（德）. Getriebetechnic.北京:机械工业出版社，2003.113 P N Rao（美）. Metal Cutting & Machine Tools.北京:机械工业出版社，2003.414 李志常，王景辉.三相交流电机与变频器的配套使用. 电机学报，2006.4 (3537)15 许寥，王淑英. 电气控制与PLC控制技术.北京:机械工业出版社，1993.316 陈超祥.solidworks基础课程:零件与装配体.北京:机械工业出版社，2006.1017 江洪.solidwor

15、ks动画演示与运动分析事例解析.北京:机械工业出版社，2005.818 中国曲面印刷机市场现状分析及前景预测报告(2013最新版).中国产业发展研究网. 19ccd传感器 . 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 21本课题研究的问题 本次我研究的课题是曲面印刷机光电对版自动控制系统设计，这个设计具有很强的综合性，设计内容涉及到PLC电气控制及原理、步进电机及驱动速度控制等。22 曲面印刷机光电对版自动控制系统设计分析曲面印刷机自动对版机构的X、Y轴方向的改变是由PLC控制两个步进电机来实现的。PLC通过控制两个步进电机使其版辊的X、Y轴方向改变，

16、进而调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版；23研究手段通过参考与分析文献，能够了解本次我设计的课题，也知道曲面印刷机的工作原理和基本结构，特别是关于曲面印刷机光电对版自动控制系统设计了解轮转凸版印刷技术。了解曲面印刷机光电对版自动控制系统的数学建模，并对该数学模型的特点进行分析，为控制器的设计奠定基础。通过阅读学术刊期，了解到了国内外各种印刷机械以及自动对版机构的现状以及未来发展趋势。通过学习电气控制与PLC控制技术课本，应用三菱可编程控制器及步进电机等，采用PID控制算法，实现“曲面印刷机”的光电对版自动控制，并编制PLC控制程序（梯形图及指令清单），进行仿真模拟； 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：邸洋同学通过阅读相关的参考文献，对于所选题目的意义和设计内容有了比较深的了解，初步方案和设计工作安排合理，预计能按时圆满完成设计任务。同意开启 指导教师： 所在系审查意见：同意开题 系主任：