[发明专利]一种电子雕刻机控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及凹印刷制版领域，具体涉及一种电子雕刻机控制系统及方法。

背景技术

随着自动化技术的发展，礼品、模具制作、石刻、广告招牌、装饰行业等技术领域，大量采用了机械雕刻的方式来取代手工雕刻，不仅解决了手工雕刻存在的雕刻师傅学习时间长、雕刻品雕刻不够精细、雕刻时太伤眼睛影响视力、易受体力、精神与外在环境影响等问题，雕刻出的产品精度高、加工速度快，能够满足时代发展的需要。在凹印版制版方面，一直采用电子雕刻机作为制版的主要途径，目前大多数运动控制的码盘闭环检测环节还用的是模拟锁相环和压控振荡器电路，如CD4046芯片，但在本系统中由于主轴电机大范围的转动，如：从几十Hz到20KHz的频率范围内动态锁定，普通的模拟锁相环很难满足要求；另一方面，雕刻机的雕刻头存在长时间到不了指定位移，具体为雕刻头下降和上升阶段不同，版辊雕刻位置存在拖拽问题，容易导致雕刻机在版辊上雕刻失败而导致整个版辊报废。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中存在的问题，提出了一种电子雕刻机控制系统及控制方法，通过采用数字锁相环和补偿控制方法，实现主轴电机大范围转动与雕刻头的精准控制。

为达到上述发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明公开一种电子雕刻机控制系统，包括有：用于安装版辊的主轴、对版辊雕刻的雕刻头、对版辊周期径向移位的滑台、用于设置雕刻参数的上位机和接收上位机信息对主轴与雕刻头实施控制的下位机，特征在于，所述下位机还包括控制主轴电机运动的数字锁相环模块和控制雕刻头移位的补偿控制模块。

本发明还公开一种电子雕刻机控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，根据待雕刻图像内容添加相应雕刻工艺；

步骤2，控制滑台到版辊起始部位，进行试雕刻；

步骤3，动态测量网点几何形状与标准参考值比对，调整各部分交、直流的电流值，再进行试雕刻，直到试雕刻的几何尺寸满足标准参考值；

步骤4，根据设定好的工艺与交、直流值将图像的内容雕刻刀相应的版辊上。

步骤3所述的动态测量网点几何形状与标准参考值比对，调整各部分交、直流的电流值，具体如下：步骤31采用数字锁相环模块对主轴电机调节控制信号；步骤32采用补偿算法调整雕刻头实际移位向期望移位调整；步骤33根据雕刻头的正弦运动轨迹，结合视觉边缘检测算法，拟合网点的几何形状曲线，自动测量计算出网点的几何尺寸，再与标准参考值比对。

本发明的一种电子雕刻机控制系统及方法，本发明综合集成了凹版制版工艺，采用数字电路技术、嵌入式技术、FPGA技术，通过采用数字锁相环和补偿控制方法，实现主轴电机大范围转动与雕刻头的精准控制，使得电子雕刻机能够达到很高的精度和稳定性。对于电子雕刻机控制系统的国产化、市场化推广以及在软包装行业的应用具有很好的商业价值。

附图说明

图1为本发明的电子雕刻机控制系统的结构图。

图2为本发明主轴电机及滑台电机的控制原理图。

图3为图1FPGA芯片内的数字锁相环模块的结构图。

图4为图1ARM芯片内的补偿控制模块的结构图。

图5为实测雕刻头物理特性呈现的多个RC充放电趋势的曲线图。

图6为理论计算的磁滞回线的示意图。

图7为补偿控制模块的计算流程图。

图8为实际网点照片与测量运动轨迹的对比图。

图9为本发明的电子雕刻机控制方法的步骤图。

图10为本发明的电子雕刻机控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。

参看图1和图2，本发明电子雕刻机控制系统为分布式控制系统结构，包括有：用于安装版辊的主轴、对版辊雕刻的雕刻头、对版辊周期径向移位的滑台、用于设置雕刻参数的上位机和接收上位机信息对主轴与雕刻头实施控制的下位机，上位机以PC或工业控制计算机为运行平台，以可视化语言为技术手段进行开发，下位机系统以嵌入式技术和FPGA技术为技术背景。所述下位机还包括控制主轴电机运动的数字锁相环模块和控制雕刻头移位的补偿控制模块。