基于ARM的印刷機高精度進墨控制系統基于ARM的印刷機高精度進墨控制系統

沈慧，陳佳品，李振波

(上海交通大學，上海200240)

    摘要：隨著印刷行業的發展要求用于印刷機的進墨系統實現高精度定位。提出了進墨系統步進式的高精度控制．給出了該系統的機械結構、控制電路設計、上位機以及相關通信協議的設計。詳細介紹了步進控制實現的方法，并通過實驗得到3. 6^。的精度，從而改進了舊設備的控制方法，達到了工業生產的需要，滿足了現代大型印刷的要求。

    關鍵詞：進墨桿；電動機；上位機；步進運行方式；荸步精度

    串圖分類號：TM381  文獻標識碼：A  文章編號：1004-7018(2010)01-0061-03

0引言

    隨著工業的發展，印刷行業所要求的色彩精度也達到了較高的水準。對于傳統的大型印刷機來說，進墨桿的定位精度對于整體印刷質量有著至關重要的作用。

    進墨桿是控制印刷機進墨盒進墨量大小的關鍵設備。傳統的印刷機進墨系統采用到達位置電機剎車停止的方法，由于慣性的存在使得進墨桿定位不準，常常導致進墨過多、印刷質量下降的后果。

    高精度定位的印刷機進墨桿直接決定了色彩精確性以及圖像的清晰度。由于傳統大型印刷設備的控制方法難以滿足高精度需求，本文利用近年來發展起來的ARM芯片^[1]設計了一套適用于進墨系統的高精度步進方式控制系統，使得原本難以預判的精度最終達到了3．6^。的精度，從而達到了工業生產的需要。

1進墨控制系統簡介

    進墨控制系統主要有進墨系統的機械結構、控制電路以及上位機組成。

1.1機械結構設計

    進墨控制系統的機械結構主要由直流減速電動機、進墨桿、減速齒輪以及一個角度傳感器構成[2]，如圖l所示。進墨控制系統的核心部件為進墨桿，進墨桿為螺線旋轉伸縮式：進墨桿伸縮長度的改變決定了進墨系統進墨量的大小。而進墨桿的伸縮民度又由直流減速電動機所決定，因此控制該減速電動機是控制該進墨桿的關鍵。在進墨桿的后方有一個手動調整進墨桿位置的部件，以便在進墨桿調試時使用。由于高精度步進電動機價格昂貴，并且在

機械結構改動方面存在一定困難，故本文采用直流減速電動機而不采用步進電動機。

 

1.2控制電路設計

    進墨系統的控制電路主要由主控制模塊、測量反饋模塊及通訊模塊組成，如圖2所示。

   主控制模塊由一塊ARM7內核PHLIPS的LPc2138微處理芯片^[3]，以及由橋路驅動芯片

TA8409構成的電機驅動電路構成。

    PHLIPS公司生產的LPc2138微處理芯片具有64個引腳，31個雙向I／O口，2個8路10位A／D轉換器，能夠進行電壓測量的工作，符合設計要求，其引腳分配如表1所示。

    主控模塊的主要功能是從通訊模塊接收到上位機傳來的通訊信息并加以處理，在完成一系列控制運算后，將止確的控制信息傳遞給減速電動機，從而控制電動機的旋轉，使得進墨桿得以運作。

    測量反饋模塊主要由角度傳感器Mtdoi的cP一2FC以及相關AD采樣保持電路構成。m idori的cP一2Fc為360。機械角度電位器，它將機械角度位置信息轉化為電壓信號，并通過AD采樣保持電路傳回給主控模塊，其電路圖如圖3所示。

    通訊模塊主要由一個支持Rs-422通訊標準的串口模塊組成：

1．3上位機軟件的開發

    上位機軟件由基于Vc的MFc庫^[4]編寫開發完成。在上位機的界斷中由設置區和數據回饋區兩部分組成。數據回饋區提供了數據回饋窗口，設置區主要用來設置步進步數等相關參數。整個上位機的串口通信由Microson commufllcation contml V6．O控件^[5]進行控制，并在程序開始進行初