考虑资源需求差异的印包设备网络协同制造资源匹配方法

目的 包装印刷装备行业存在制造资源分散、产业协同不足和效率低等问题,针对网络协同制造中的制造资源匹配问题提出一种有效方法。方法 从不同子任务资源需求差异视角出发,构建基于TQCS制造资源评价指标体系及制造任务约束体系,通过层次分析法计算不同子任务的权重,以资源与任务的匹配度最大为目标函数,提出基于莱维飞行–遗传算法的网络协同制造资源匹配方法。结果 改进的资源匹配方法相较于传统方法,能够得到成本更低、时间更短的方案,并且改进的遗传算法的寻优能力更高。结论 相较于传统方法,改进的制造资源匹配方法的目标函数更合理、权重取值更客观、寻优能力更好,能够得到更为合理的制造资源匹配方案。     

柔性电子卷到卷制造中导向辊牵引特性的研究进展

目的 探索柔性电子卷到卷制造过程中薄膜经过导向辊时发生皱褶、划伤和滑移等问题的原因,以期提高柔性电子薄膜的制造精度和效率。方法 总结近年来导向辊与薄膜之间夹带气体流场特性和薄膜对导向辊牵引特性的研究进展,提出进一步需要研究的要点。结果 薄膜与导向辊之间夹带气体的流场特性和薄膜对导向辊的牵引特性是柔性电子薄膜稳定传输的主要影响因素,其对提高柔性电子产品加工精度具有重要作用。结论 有效控制导向辊与薄膜之间的夹带气体流场特性和薄膜对导向辊的牵引特性有助于提高薄膜传输的精度,从而保障卷到卷制造柔性电子产品的生产质量。     

基于模糊控制的印刷电子装备套准系统控制策略

目的为了提高凹版印刷电子装备的制造精度和一致性,提出一种将模糊控制与PID(Proportion-Integral-Differential)控制有机融合的多层套准系统控制策略。方法在2层套准系统模型基础上,结合多层套准系统的套印工艺,建立4层套准系统非线性耦合数学模型,有机结合模糊控制和PID控制设计4层套准系统模糊PID控制策略,并利用Simulink软件对所提出的控制策略进行仿真研究。结果仿真结果表明,提出的套准系统模糊PID控制策略很好地抑制了张力波动、速度干扰、料带性能变化引起的套准误差。结论提出的多层套准系统控制策略实现了高精度套准控制,具有比PID控制器更好的控制性能。     

印刷机套准系统耦合建模与控制器设计

目的研究印刷机套准系统耦合建模及精密控制策略以减小套准误差。方法根据印刷机套准系统工作机理建立多色套准系统的非线性耦合数学模型,并进行线性化改造,在所建立数学模型基础上设计基于PID的前馈套准误差控制策略,并将该策略控制效果与传统PID控制效果进行仿真对比。结果在张力干扰下,套准误差由±20μm减小到±0.8μm;速度波动下,套准误差由±30μm减小到±1.5μm。结论PID前馈控制策略能够显著减小套准误差,提高套准控制的精度。     

薄膜运动速度对夹带气体流场特性的影响

目的研究不同运动速度下薄膜和导向辊之间夹带气体的流场特性。方法分析薄膜和导向辊的运动特点及它们之间夹带气体的形成机理,完成夹带气体流场的理论建模。对运动薄膜和导向辊之间夹带气体的流场进行数值模拟,结合工程实际情况分析讨论流场特性随薄膜运动速度的变化规律。结果随着薄膜运动速度的增加,空气夹带量随之增加,楔形入口区域内流体的流动速度分布范围变大,在包角出口区域流体流出的速度增加,流程变大。结论薄膜运动速度是影响夹带气体流场特性的主要因素,夹带气体在入口区域形成局部涡流,涡流会导致流体运动状态不稳定,进而引起薄膜产生振动。     

凹印机多色套准系统自抗扰解耦控制

针对凹版印刷机对套准控制高精度和高稳定性的要求,提出了一种利用自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)技术设计多色套准系统解耦控制器的方法.首先,根据无轴传动模式下多色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,并根据ADRC解耦规则推导了套准系统的解耦模型,得到了套准系统的阶数和静态解耦模型.其次,在套准系统阶数和静态解耦模型的基础上,利用ADRC策略对套准系统解耦控制器进行了设计.最后,仿真结果表明,所设计的ADRC解耦控制器能够很好地对各种系统干扰进行补偿,实现了多色套准系统的高精度控制,具有比PID控制器更好的控制性能.     

基于深度残差网络的滚动轴承故障诊断方法

在实现滚动轴承故障诊断的过程中,需要通过时频分析方法对原始信号进行特征集构建,期间包含大量计算且对于人工经验有着很强依赖性.针对滚动轴承故障诊断中依赖特征集选取这一问题,提出了基于深度残差网络的故障诊断方法,凭借深度学习的自主学习及强泛化能力以实现故障特征的自我获取和训练,消除故障诊断中人为特征集选取环节,从而简化故障诊断的流程.主要内容包括:首先,构建残差网络模型,通过建立多组卷积层、池化层及残差块,共同组成深层次网络模型;其次,通过滚动轴承故障实验台获取不同类型的故障样本,对信号进行分组并构建训练样本和测试样本;进而,对网络进行初始化设定后,将训练集输入深度残差网络模型,利用多层卷积和池化运算实现对原始信号抽象化表征;最后,在网络模型末端集成Softmax分类器,实现对两类轴承故障样本的分类诊断.所提出方法在两组诊断实验中均达到了 100％的准确率,对于不同类型、转速和损伤程度的滚动轴承故障都具有很好效果.研究说明所建立模型能够自主地挖掘故障信号的特征集,可在一定程度上简化故障诊断研究中的预处理和特征计算环节,避免人工提取特征的主观盲目性和经验依赖性,具有广泛的工程应用前景.     

基于ARM的机组式凹印机色组人机界面系统设计

目的 根据机组式凹印机色组控制操作方便、快捷的功能需求,文中设计一款基于ARM的嵌入式色组人机界面系统。方法 在剖析电子轴控制系统结构组成的基础上,分析色组人机界面系统功能需求,提出基于ARM的嵌入式人机界面系统总体方案。利用Altium Designer软件对人机界面系统的硬件电路进行设计,利用Keil C软件对人机界面系统的软件进行开发,并对其性能进行实验研究。结果 经实验可知,人机界面系统具备显示、触摸操作、数据管理等功能,且触摸精度小于5个像素。结论 实验结果表明,文中设计的嵌入式人机界面系统可以满足机组式凹印机色组控制操作的要求。     

卫星式柔印机中心压印滚筒螺旋流道冷却性能研究

目的 探究卫星式柔印机在印刷过程中,中心压印滚筒内部冷却水流道结构对其冷却效果的影响。方法 以双层中心压印滚筒为研究对象,采用数值模拟方法分析螺旋流道内冷却水的速度场和外滚筒的温度场,并与无螺旋流道的中心压印滚筒进行对比;探究流道截面形状对滚筒表面轴向温差的影响规律。结果 有螺旋流道的滚筒的表面温度整体较低,且轴向温差(4.2 ℃)更小。在相同的入口流速条件下,横截面高宽比大的螺旋流道滚筒表面轴向温差更小。在入口冷却水流速为2.5 m/s的条件下,横截面高宽比为0.6的螺旋流道对应的滚筒表面轴向温差为2.46 ℃。结论 采用高宽比较大的矩形截面螺旋流道,有利于缩小中心压印滚筒表面的轴向温差,从而改善滚筒的冷却效果。     

导向辊生产设备制造资源集合匹配方法

目的 为解决云制造环境下导向辊生产工序外协时设备制造资源搜索效率低的问题,本文提出一种导向辊生产设备云制造资源集合与生产工序云制造需求匹配的方法,用于降低导向辊制造资源的寻优范围。方法 首先建立导向辊生产设备制造资源的可拓物元模型,通过可拓聚类算法实现导向辊生产设备制造资源的聚类,接着利用集合中制造资源的可用加工方法属性与制造需求的加工方法属性进行配对,通过配对结果完成导向辊生产设备制造资源集合与生产工序制造需求的匹配。结果 使用该匹配方法后,成功将10个导向辊制造资源样本聚类为7种制造资源集合KN1—KN7,并将其与导向辊的7种生产工序制造需求实现匹配。结论 实验结果表明,该方法能够实现导向辊生产设备云制造资源集合与生产工序需求的匹配,提高了后续导向辊生产工序外协资源的寻优效率。