熔融沉积成型喷头系统的研究进展

熔体堵塞喷头、产品成型精度低是熔融沉积成型（FDM）技术潜在的隐患。优化FDM喷头系统有利于降低设备工作故障的发生率,提高成型品的品质和打印效率。打印过程中,喷头系统的工作状态复杂多变,本文主要从喷头系统的流道结构、散热装置、加热装置以及喷嘴等方面入手,综述了近年来喷头系统的国内外研究进展和发展动态。通过研究分析,指出喷头系统是FDM设备的工作核心,现有的喷头系统面临着巨大的挑战。但是随着前沿技术地不断发展,未来的喷头系统将会有效地应对这些挑战,其潜在的方向和发展趋势将会打破FDM设备的局限性,极大地满足人们对产品的需求。     

卷筒料印刷装备收卷张力系统解耦控制研究

目的 为了保证卷筒料印刷装备收卷张力系统的性能,提出一种适用于收卷张力系统的自抗扰（ADRC）解耦控制器。方法 在收卷张力系统数学模型基础上,结合卷筒料收卷系统的工作原理,基于ADRC控制技术设计收卷张力系统的ADRC解耦控制器,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果 在相同的阶跃输入下,研究结果表明,PID控制器调整时间为2.4 s,而ADRC解耦控制器调整时间为0.7 s;在PID控制下,收卷基材张力出现超调和震荡,而在ADRC解耦控制下,基材张力无超调和震荡现象;采用PID控制器,收卷牵引跨度张力变化引起收卷跨度张力波动,而采用ADRC控制器则没有波动。结论 提出的卷筒料印刷装备收卷张力系统ADRC解耦控制器实现了高精度张力控制,具有比传统PID控制器更好的控制性能。     

多色套准系统前馈自抗扰控制器设计

针对无轴传动凹印机对多色套准控制系统高精度和高稳定性的要求,提出了一种基于自抗扰控制(Active disturbance rejection control,ADRC)技术设计前馈控制器的方法。根据套准系统的工作机理,建立了多色套准系统的非线性耦合数学模型,并利用一阶泰勒公式对其进行了线性化。为了满足高速、高精度套准控制的要求,以建立的四色套准系统线性模型为基础,利用前馈和ADRC控制技术设计了套准系统前馈ADRC控制器,一方面采用前馈控制对各套准误差的已知干扰进行前馈补偿,另一方面采用ADRC对套准系统输入进行调节并对未知干扰进行主动估计和补偿。仿真结果表明,所设计的多色套准系统控制器有效地抑制了各种干扰对套准误差的影响,实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

逆系统理论在放卷张力系统控制中的应用

放卷系统是印刷机产生印刷张力的最主要部件,呈现出典型的多输入、多输出、非线性、强耦合的特性,保持放卷系统的张力稳定是保证印刷质量的关键所在。根据逆系统理论进行了放卷张力系统的解耦和线性化控制研究,根据放卷系统的特点,通过一系列控制量变换将耦合的非线性放卷张力系统变换为两个二阶伪线性系统,实现了放卷张力系统的解耦和线性化。通过引入主动阻尼来增强伪线性系统的抗扰动性能,并通过对伪线性系统设计附加的PID控制器来提高张力控制的性能。仿真结果表明,提出的逆系统解耦控制策略能够消除放卷张力系统变量之间的耦合作用,实现放卷张力系统的解耦控制。引入主动阻尼后设计的PID控制器,使张力控制达到了理想的效果。     

机组式凹印机可视化监控平台的研究与开发

目的 为解决凹版印刷生产过程中监控系统功能单一、可视化程度低、信息利用率低等问题，构建一种基于数字孪生的监控系统四层架构模型。方法 通过SolidWorks、3DS Max、Unity 3D三维建模软件搭建凹印机虚拟场景，基于Modbus TCP/IP协议采集设备的实时数据，使用SQL Server数据库对设备数据分类存储，并结合凹印机虚实映射逻辑结构，编写C#脚本实现物理实体与虚拟模型间的同步映射，完成监控系统的开发。结果 该监控平台实现了凹印机的虚实同步运行、状态监控、套准偏差监控和健康管理等功能，为印刷企业智能化运维提供了可行方案。结论 与传统印刷装备监控相比，基于数字孪生的监控系统突破了时间、空间、投入成本等条件的限制，操作者可实时掌握凹印机的生产信息、运行状态、历史信息等，极大地提高了设备稳定生产的效率，降低了企业的成本。     

多电机同步控制器的设计

针对印刷、纤维缠绕等行业对多电机同步运动控制的要求,设计了一种基于DSP+ FP-GA的嵌入式多电机同步运动控制器.首先介绍嵌入式多电机同步控制器的系统结构以及实现同步控制的方法;然后对同步控制器中脉冲产生、脉冲补偿、脉冲输出、位置反馈等关键功能的实现进行了详细阐述;最后通过实验验证了所设计的同步控制器能够达到较高的同步精度.     

一种高精度烘干温度控制器设计与实现

目的设计一种基于ARM的凹版印刷电子装备烘干温度控制器,为印刷电子产品制造工艺提供较高且精准的烘干温度。方法通过搭建PT100温度传感器的恒流源测温电路对烘箱内温度进行实时测量,采集到的温度信号经过AD转换传输给控制芯片分析处理;控制芯片利用固态继电器控制加热管通断,通过变频器控制风机,实现对烘箱内温度的控制。结果实验表明,该控制器能够实现的测量温度范围为0~205℃,测量精度能达到0.1℃。结论在加热管控制和风机控制的协同作用下,烘箱内部可始终保持预设的温度,满足印刷电子产品烘干工艺的要求。