基于滑模变结构的精密涂布机放卷系统张力控制策略研究

张力稳定是涂布工艺的一个基础条件,如何提高放卷系统的张力控制精度是精密涂布机张力控制面临的难点问题。本研究针对精密涂布机放卷系统张力稳定性控制需求,提出了一种基于滑模变结构控制策略的放卷系统张力控制方法。首先,根据精密涂布机放卷系统的工作原理,建立了放卷系统的参数时变、非线性动力学模型,分析了张力波动的主要原因;然后,在放卷系统张力模型的基础上,设计了一个放卷张力系统滑模变结构控制器,并利用李雅普诺夫(Lyapunov)定理进行了系统稳定性分析;最后,通过仿真试验对所设计的滑模变结构控制器进行了性能验证。仿真结果表明,相比于传统PID控制,本研究所设计的滑模变结构控制器对放卷张力系统具有更好的控制鲁棒性。

UV油墨对凹印烟标VOCs含量影响的实验研究

为研究UV油墨应用于烟标的凹版印刷后,能否满足生产质量要求且有效降低烟标生产中VOCs排放和残留,本研究对当前烟标的凹版印刷工艺进行分析,以UV油墨作为烟标的印刷油墨,使用凹印机组进行打样试生产,最后对凹印车间VOCs排放量以及打样所得到的样张进行卷烟盒包装纸安全性指标和表面印刷质量检测。实验结果表明,使用UV油墨后,烟标中VOCs溶剂残留的检测结果均低于国家烟草专卖局所给出的限量标准,其中VOCs总含量仅为0.01mg/m~2,相比于溶剂油墨样张中VOCs总含量减少了2.3mg/m~2;同时车间VOCs总排放量减少了55.31mg/m~3,且烟标表面印刷质量相较于标准样张能达到90%以上的色彩还原度。实验可说明使用UV油墨有较好的VOCs减排作用,同时也大大提升了烟标的安全性能,成功解决了溶剂型油墨在烟标凹版印刷中VOCs排放量大和有害物质残留问题。

提高镭射光柱卡纸色标光检测信号识别精度研究

目的针对凹版印刷以镭射光柱纸作为承印物,镭射光柱对色标检测传感器产生干扰,致使镭射光柱纸不能使用传统套印工艺进行印刷,提出一种可直接在镭射光柱区域直接印刷套准色标的新工艺与技术方案。方法对色标传检测感器检测原理进行分析,分析镭射光柱纸的特点以及对色标传感器造成的干扰。根据镭射光柱光谱反射率曲线来进行滤光镜片的选取,同时也加入衰减镜片以及消光膜进行组合实验测量电压,实验使用松德凹印机组进行。以白卡纸套印电压作为参考,选取不同镜片组合进行生产打样。结果镜片组合可以滤除镭射光柱,色标传感器能准确检测色标光信号,上机打样满足高精度多色套印,且不需要复杂的镂空、遮盖工艺,节省了一组色序,并节省了2%的承印物原材料。结论对色标检测传感器检测原理的分析以及对镭射光柱纸的光谱反射率曲线的测量,实现了使用滤光镜片组合对镭射光柱的滤除,证明了套准标记可直接印刷在镭射光柱区域的可行性。同时,提高了承印物的利用率,减低了油墨使用量。

镭射纸凹印无银边基准底色选择及应用研究

为探究无银边的镭射纸应用于烟标凹版印刷后,不同基准底色种类和深浅对套印过程中色标检测的影响,本研究对凹印烟标产品的印刷色组和印刷色序工艺进行分析。从印刷油墨色库中进行对比筛选,拟定蓝色作为基准底色块;并进行模拟实验分析,初步验证以蓝色作为基准底色块的可行性;最后进行上机实验验证。实验结果表明:选用蓝色基准底色块能够满足烟标的正常套印生产要求;对改进后的工艺进行20个月纸张使用统计发现,相较于有银边的镭射纸,改进后可平均节约1.616%的烟标卡纸用量。本研究证明在实际上机生产中以蓝色作为基准底色块具有较好的可行性,成功解决了镭射纸需带有银边才能实现色标套准问题,节省了印刷材料成本。

基于MES系统的印刷工艺能耗管控研究

随着能源消耗量的不断增加,对印刷行业实行能耗管控的需求越来越大。针对印刷工艺生产中出现的零散性、工序复杂性,利用Arduino电路板结合设备传感器以及PLC获取相关数据,通过ECU-1251网关连接到数据端口进行实时传输存储,将能耗管控继承于MES系统。对采集的能耗数据进行处理,分析单机耗能指标、平均耗能指标等,通过与历史数据的差异性比对,挖掘能耗管控的关键点,提出能源优化方案,达到节能的目的,对印刷企业能耗管控具有一定意义。

我国凹版印刷机的现状及发展方向

介绍了在包装印刷领域应用非常广泛的国产凹版印刷机的生产和使用现状,与国外凹印机的差距,同时分析了国内凹印刷机生产厂家今后的努力方向和前景。

凹版印刷机干燥系统节能减排工艺控制研究

在分析凹版印刷机能耗的影响因素和有机废气污染产生的主要工艺环节的基础上,建立凹版印刷机干燥系统节能减排工艺控制框架结构。重点介绍了凹版印刷机干燥系统优化工艺结构,变频节能电气控制,基于最佳印刷工艺参数仿真和有机废气排放控制与治理等节能减排的具体措施和实施办法。工程应用效果表明,在某种意义上,上述措施能起到缓解凹版印刷机行业高能耗、高污染现状的作用。

基于MRF模型的冷却辊冷却性能的CFD分析

目的在自行改进的FR300ELS型机组式凹版印刷机的冷却辊(喷淋式冷却辊)装置基础上,分别对传统式和喷淋式2种冷却辊的冷却性能进行温度分布的对比分析,研究喷淋式冷却辊的结构和性能优势。方法建立新旧2种冷却辊的MRF模型,利用CFD对冷却辊表面、轴向、周向的温度场分布进行仿真分析。结果得到了新旧2种冷却辊在印刷机稳定工作状态下的温度分布散点图及云图。结论喷淋式冷却辊与传统式冷却辊相比,它的温度分布更均匀、冷却效果更好、冷却效率更高。

凹版印刷机干燥系统的研究

随着包装印刷工业的快速发展,凹版印刷技术在国内的发展极其迅速,凹印机烘干速度越来越成为制约印刷速度提高的关键因素之一。通过对干燥机理,干燥方式,以及凹印机干燥装置系统的深入分析,提出了对凹印机干燥系统进行全面改进的几项重要措施,如改进空气喷嘴系统、烘干装置的控制系统、凹印机的烘道曲线等。这对凹印机的改进设计和印刷速度的提高起到重要的作用。

BOPP膜8色凹版印刷自动套色控制系统的研究

介绍了BOPP膜8色凹版印刷自动套色控制系统的组成和原理,分析了利用光电自动检测系统测量Mark线的间距及获取套色误差的方法,并根据套色对象的模型提出套准控制的一种控制算法。该系统功能齐全,套印精度高,并具有较高的可靠性。

基于测试的凹印机能效分析

目的为印刷机械的改进和节能减排提供基础数据。方法使用风量计量法对多家印刷厂不同型号凹印机的能耗相关参数进行测量和计算,并对测量数据进行差异分析。结果得出了不同加热方式的凹印机在正常印刷时各部分的能耗量,以及凹印机总的能源利用率。结论提出了一种以单位平方米印品实地印刷消耗的能源量作为评价凹印机能效的指标。通过对部分机型的热量使用效率,以及部分电机的工作状况及效率进行分析,找到了凹印机耗能的重点,以及影响凹印机能源消耗的可能因素,并对凹印机的节能方法进行了初步探究。

凹版印刷基材烘干温度对张力的影响机理分析

为了提高凹版印刷中料带张力的控制精度,需要对凹版印刷中的张力模型进行深入研究,建立更加精确的张力模型,重点研究电子轴凹版印刷烘干温度对印刷部分张力系统的影响。首先根据质量守恒定律建立了包含温度因素的印刷部分张力模型,该数学模型首次考虑了干燥系统造成的料带温度不均匀分布状态;然后从系统输入和输出关系出发,采用MATLAB/Simulink软件对张力模型进行数值仿真,并在电子轴凹版印刷设备上进行实验研究,验证张力模型和数值仿真的正确性;最后分析了烘干温度对张力系统特性的影响规律。研究表明:烘干温度对张力系统稳态性能没有影响,而对系统的瞬态特性影响显著,瞬态过渡过程时间随着烘干温度增高而增长;在电子轴凹版印刷机工作条件下,烘干温度为60～80℃时,瞬态过渡过程时间相比于无干燥系统增长了41%～82%。该研究成果为电子轴凹版印刷张力系统和套准系统的理论研究提供了重要基础,有利于提高电子轴凹版印刷产品质量。

凹版印刷机干燥系统节能减排效能研究体系构建

在介绍凹版印刷干燥系统工作原理和干燥系统节能减排效能评价指标的基础上,分析了制约凹版印刷机干燥系统节能减排效能的主要因素,建立了凹版印刷机干燥系统节能减排工艺控制的框架结构,并提出了几项有待深入研究的关键技术。

基于模糊PID的凹印机套准同步控制研究

无轴传动技术在凹版印刷上得到的广泛的应用。本文以凹印机套准系统的多电机同步问题为研究对象,采用基于补偿原理的模糊PID的同步控制算法,并搭建了以西门子S7-300PLC为控制器的主从式同步控制系统,来进行多电机同步控制的研究。仿真表明,这种方案鲁棒性、快速性优良、动态过程同步误差小,能够较好地满足被控对象对高精度同步控制的要求。

凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法

目的提高凹版印刷机放卷系统张力控制的稳定性。方法结合模糊控制和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷系统的工作原理,分别建立料带张力、摆辊动力学、辊筒动力学的数学模型,进而得到放卷系统的非线性数学模型。为了提高控制系统的解耦性能、抗干扰性和内部鲁棒性,基于自抗扰控制的同时引入模糊控制,设计一种模糊自抗扰控制器,并进行相关仿真研究和分析。结果与PID控制器相比,该模糊自抗扰控制器较好地实现了系统解耦,而且具有更好的抗干扰性和内部鲁棒性。结论文中方法可以实现凹版印刷机放卷系统的恒张力控制。

网穴形状对凹版印刷特性的影响

用电子雕刻机在凹版滚筒上雕刻出网穴形状不同的一系列色块,在凹版印刷实验机上印制实验样张,测量出样张各色块的密度值,绘制出印刷特性曲线,从而分析不同网穴形状对凹版印刷特性的影响。结果表明:网穴形状的不同会改变网点密度跃升范围的大小和印品的反差,对凹版图象层次的再现有较大的影响。

凹版印刷机收卷张力系统稳定性控制研究

机组式凹版印刷机的张力控制技术十分重要,恒定的印刷张力是保证印品套印质量的关键因素,因此控制系统的建模理论和控制技术成为制约机组式凹印机技术发展的重要问题。本文以陕西北人机组式凹版印刷机FR400ELS的收卷系统为研究对象,建立了张力系统模型,得到了张力系统在速度模式下的动力学方程。针对张力系统存在非线性、强耦合、强干扰及参数时变等问题,论文基于PID控制技术,提出了收卷张力系统在速度模式下的非线性控制策略。通过仿真分析和实验测试研究,证明了PID控制器在速度模式下具有很好的鲁棒性和抗干扰能力,能够实现恒定的张力控制。此研究为机组式凹版印刷机张力稳定控制提供了理论依据。

基于MATLAB的凹印热风干燥参数分析

阐述了确定合理凹版热风干燥参数的重要性。在气相色谱法检测溶剂残留的基础上,分析热风速度、热风温度以及溶剂初含量对溶剂残留的影响。依据多项式回归分析,进行曲线拟合,建立各参数与平均干燥速度、单位能耗的数学模型,用于优化印刷干燥装置和指导实际生产。

凹印水性油墨在烟包印制中的应用研究

针对水性油墨在烟包凹印生产过程中出现的暗影和实地不实等问题,改善其印刷适性,以实现规模化印刷生产。首先,调整油墨配比,采用IGT对水性油墨和溶剂型油墨进行印刷适性实验,验证其能否满足产品质量要求;其次,通过调整版滚筒网穴深度、镀铬层厚度、油墨黏度、刮刀、p H值等,对烟包条盒进行了试生产,并统计分析了各批次工序的废品率及投入产出率。结果表明:水性油墨较溶剂型油墨废品率略高,投入产出率略低,水性油墨印制的烟包能够符合烟厂要求。因此,为了满足环保的需要,凹印水性油墨可以用于规模化烟包印制生产,值得推广。

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。