毕业设计(论文)印刷机控制器的设计.doc
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1、理工学院毕 业 设 计学生姓名: 学 号: 专 业: 电气工程及其自动化 题 目: 印刷机控制器的设计 指导教师: 评阅教师: 2015年6月 河北科技大学毕业设计成绩评定表姓 名岳鑫伟学 号11l0851335成 绩专 业 电气工程及其自动化题 目 印刷机控制器的设计指导教师评语及成绩 指导教师: 年 月 日评阅教师评语及成绩 评阅教师: 年 月 日答辩小组评语及成绩答辩小组组长: 年 月 日答辩委员会意见 学院答辩委员会主任: 年 月 日 注:该表一式两份,一份归档,一份装入学生毕业设计说明书中。毕 业 设 计 中 文 摘 要摘要:现代社会中,印刷制品已经成为人类经济发展和生活需求的重要组
2、成部分,它在我们的生活中无处不在,无论是报刊,图书,衣服,广告,海报,地图,包装纸,钞票,都属于印刷制品,其中无论文字印刷还是图像印刷都在人们的日常生活、工作和学习中占据着很大的比重,所以印刷受到人们更大的关注,现在的印刷制品一般都是科技含量相当高的产品,一般都是用计算机设计出来,在用计算机制版,再用印刷机控制它的生产过程,因此印刷机的控制器十分重要,其中包括印刷机的正反转控制,点动控制,液晶显示装置,键盘设计对研究印刷机有着很大的意义。关键词:印刷机 控制器 毕 业 设 计 外 文 摘 要Design of the controller of the Printing machine Abs
3、tract: in modern society, printing products have become the human economic development and living needs of the important part, it is everywhere in our life, whether newspapers, books, clothes, advertisements, posters, maps, packaging paper, banknote printing products, all belong to them, either the
4、text printed or printed image in peoples daily life, work and learning occupy a large proportion, so the printing attention more, printing products now are generally very high scientific and technological content of products, are generally used in computer design, plate making printing machine with
5、computer,So the controller of the printer is very important, including the positive control of the printing press, the point of the control, the LCD, and the keyboard design have a lot of significance for the research and printing machine Key words:Printing machine controller 目 录1 绪论11.1 印刷机简介11.2 国
6、内外发展现状31.3 印刷机发展趋势31.4 本课题的目的意义42 印刷机控制器的设计总体方案设计52.1 课题要实现的功能53 硬件电路的设计73.1 单片机的设计73.2 电机的限位检测和点动控制设计83.3 键盘的设计93.4 复位电路的设计113.5 液晶显示电路的设计133.6 报警电路的设计143.7 电源电路的设计154 软件分析174.1 基本特性174.2 软件模块175 结论205.1 课题总结205.2 课题与展望20致谢22参考文献22附录231 绪论1.1 印刷机简介 印刷机是用来印刷文字或者图案的。现代印刷机械都是由装版、泼墨、压印、纸张输送(也包含折叠)等等的机构
7、组成。一般分为单张纸印刷机和滚筒印刷机,单张纸印刷机工作状态比较稳定,虽然印刷速度慢,但是它的课调控性精确度比滚筒印刷机更好,它的工作原理是:先把应该印刷的物品印制成版,然后填装到印刷机上,然后由再把墨涂在印版上的文字或者图形的地方,最后再经过其他方式转到纸或其他印刷物上(如纸张、皮革、塑料板、金属板、塑胶、玻璃等等)上,从而制作出与印版一样的印刷制品。印刷机的制成和很好的使用,能使人类的传统和文化的散播有着相当重要用处。 印刷机一般都是借助滚筒或平板压力 的方式,能够将印版上面的图像或文字进行搬运,从而转移到另外纸张或金属板等承载物上的一种自动机器。自从第一个垂直手摇板印刷机发明以来,印刷机
8、呈极速发展的方式发展,目前印刷机主要有几种形式,主要是凹版,凸版,平板印刷机,丝网印刷,柔性版印刷等的方式,平板印刷机又叫胶印机,由于它具有薄而清的特点,一般不会用铅来污染环境,而且适合高速印刷,还采用了感光成像的原理,这样使它能够高质量印刷,在印刷精度上有很大的提高,这些年来这种机器得到了人们的重视,所以他能够快速的发展,目前的市场上,印刷机的产量达到了很高的规模。凹版印刷机也可以分为雕刻印刷机和赵巷印刷机,我国的凹版印刷机相对美国等发达国家来说,工艺还是比较落后,制版也不够成熟,测试装备也不完善,质量也不是很稳定,一般一个工艺周期相当长,这样导致了在中国的生产厂家也比较少,但是随着中国的电
9、子技术的不断发展和进步,还有乳胶型油墨的研制成功,使凹版印刷机有不错的发展前景,相信在今后的市场上,凹版印刷机也会占据一席之地。凸版印刷机的使用量很广阔和普及,从1950年之前前,印刷工艺一般都是凸版印刷机,是名副其实的龙头产业,所以它的发展也日益完善,种类繁多,接近上百种,形成了完善的凸版印刷机系统。总体来说,印刷机的种类很多,每种都有各自的特点和优势,但是印刷机大都是由以下几个部分组成的。(1) 传动系统,印刷机都有传动系统,然而传动系统也分为有轴传动,无轴传动和共轴传动,无论哪种传动,都是由电动机将电能转换为机械能,从而使纸张或印刷品能够传动,还可以通过电动机来控制传动的速度,除了电动机
10、,传动系统还包括:传动系统和电源。(2) 自动输纸装置一般可分为两种:自动输纸和手工输纸,其中手工输纸面临的困境就是即将被淘汰,单张纸印刷机是比较先进的印刷机,它大体包含了分纸系统,纸张台的上升和下降,输送机构,和自动检测机构,对于单张纸印刷机来说,一般都会经过的流程是:输纸台,输纸板,输纸辊,输纸皮带到指定的地方,而卷筒印刷机相对来说比较简单,需要装备纸架,自动接纸装置。(3) 印刷装置是印刷机最总要的结构,凹版印刷机和凸版印刷机主要是有滚筒印刷或印压板印刷,凸版印刷也是四大发明的方式的成果,印刷时用滚筒或印刷版凸起的油墨部分直接印刷,从而转移到印刷装置上面,每种印刷机制都有自己的优点,平板
11、和凹版印刷机适合精确印刷,凸版印刷机可以适合表面粗糙不易印刷的印刷品。(4) 输墨装置主要是由给墨部分,和匀墨部分,一般是由墨斗辊轴两端将墨喷到辊轴上并且打匀,从而使油辊上的墨均匀定量,输墨装置需要较小的动力,简单可靠,给墨能够实现无极调整,这样才能方便印刷。(5) 湿润和干燥系统,油墨的干燥方式主要分为两种方式,物理干燥方式是在一定的温度控制下,将液态幽默彻底变成固态的过程,化学干燥方式是在化学反应中,添加一定的催化物催化是其生成化合物,最后凝固的过程。(6) 收纸装置,分别有高低台收纸,无论哪种收纸方式,所面临的问题都要把纸张叠放整齐划一,纸边不撕口,使印刷面朝上避免画面不蹭脏,或者收成滚
12、筒式,需要做到停机时间少,还有做到不停机换纸。控制系统,控制系统是印刷机必不可少的内容,由于现在电子技术的快速发展,越来越倾向于自动化的设备,所以自动化是控制系统的重要成分,它能够使印刷效率更高效,准确,节约成本和时间,有自动检测系统,张力控制系统等等,本文主要简单介绍以单片机为中心的中控电路,搭配行程开关,四种驱动电机,人机界面,蒂娜及正反转点动,光电耦合等等的电路搭配行程一套系统,能实现定长行走控制器检测,电机正反转和系统的抗干扰等。1.2 国内外发展状况 中国由于印刷机发展的起步比较晚,所以国内的印刷领域的控制系统,相对来说还是比较落后,尤其是印刷机的张力控制更是一塌糊涂,普遍的张力控制
13、都是依靠模拟量来控制的,依据力矩调节和磁力调节来实现的控制,但是这种控制方法比较粗糙,误差相对来说很大,这样就是印刷很不精确,根本不能是工业印刷良性发展下去,还有一个影响就是卷径的影响,他是控制磁通力来控制的,随着磁通量的增大卷径的程度也跟着增大,这样就使电机系统能容纳很大的磁力变化幅度,这样才能满足要求。现代工艺的印刷术有很大的差别,相比起早期的印刷技术,尤其国外凹版印刷技术,引起了世界范围内的关注,发展壮大速度超出了人们的预期,而且还逐步发展成为了无轴传动系统,无轴传动系统有很大的优势,版辊能安装入大部分普通的印刷机内,他还有自己的配套设施,比较成熟的遥控系统,是该印刷的亮点,无论是自动套
14、准系统,还是预调系统,都有很大的自我特色,它的cp还可以自动放出指令,其中包括双张控制,收纸,喷粉装置,以及印刷压力控制等等,都需要机器的自身控制系统,不应该人为控制,因为人为控制使印刷速度慢,不够精准,而且一般的设备都会装有自动清洗系统,输墨系统等等,这其实是相当高端的系统,而我们国内的印刷机一般都不具备这些条件,国外的系统还可以配套烘干系统来使用,而我国仅仅只有紫外线烘干这一种方式,其他的例如:水性上光和烘干都没未有发掘。1.3印刷机发展趋势但是,总体来说,我国的印刷机有着很好的背景,由于国家也意识到了印刷机的发展的重要性,所以也才采取一定的优惠措施,所以过国内的印刷数字化,绿色印刷等等的
15、新兴产业如雨后春笋般的发展起来,逐渐的开拓了心得领域和机会。现在经济的全球发展使全球都成为了一个平台,如果国内发展状况不好的情况下,很容易被外来市场所侵占,所以每个国家都会对工业机械行业的发展提供优惠措施,另一方面来说,我们为外国印刷机走进中国市场打敞开了城门,随着关税的调整,使国外的印刷产业看中了中国的未开垦的荒田,同时也为中国的发展起到了促进的作用,自动化技术,包装技术的设备带动了印刷机的新兴技术,所以自动套色系统的印刷产业逐渐走高,能够实现效益的提高。 除此之外,数字印刷也进入了一个崭新的时代,图书类的印刷,纸质印刷,宣传传单,或者图书的种类越来越多,篇幅变小,内容变小,这就对数字印刷有
16、了新的要求,快速,灵活成为了它的主要特色,尤其是在办公业务上,印刷制品的品种也越来越多,为了呈现出不同的效果,印刷品种逐渐增多,同时的要求就是印刷速度要快,实时性要高,比如:图表,报告,通知,投标书,效果图,这样使印刷业务更大,在商业印刷之中,人们的生活水平的提高,人们不能再满足于普通的印刷制品,人们开始追求个性化,比如简介,菜单,画册,家庭画册,毕业设计作品等等,这样都会使印刷行业的个性化市场需求越来越大。 应用现代分析技术可以对印刷机进行分析,它的结构特性能够使测试人员提供准确的分析,因为印刷机占地很大的原因,它会产生很高的共振,严重影响印刷机的工作效率,所以印刷机的降噪也是研究印刷机的一
17、个方向,如果能够成功的降噪那么印刷机的速度效率都有一个很大的提升。1.4本课题的目的意义 印刷机在制造行业有着很高的地位,它的使用率居高不下,其中包含新闻出版,商业印刷,办公印刷等等,凡是有人们生活的地方,就有着印刷行业的存在,在人们生活中有着不可或缺的功效,它一般包括平板印刷,凹版印刷,凸版印刷等等,现在又出现了很多新兴的印刷方式,它带动着加工设备向前发展,它已经成为人民,国家或者金融的一个重要的部分,地位之重要显而易见,随着社会的发展来看,它在人们的生活当中需求不仅不会减少而且会越来越多,无论是对包装要求,还是对精度要求,都有着一定的提高,它影响着人们的心情和心态,所以在工业中,工厂也是追
18、求者更好,更高标准的姿态,因为它的比重是越来越大,所以对于我国的印刷产业来说,新技术的发展更需要自动控制理论的基础和铺垫。现在人们追求高品质,高质量越来越成为人们生活追求的重心,所以生产厂家不仅仅是追求生产速度,他更倾向于高科技的发展,精美的印刷,这样就要求控制系统更上一层楼。2 印刷机控制器的设计总体方案设计2.1 课题要实现的功能在印刷纸张的过程中印刷机控制器是机器的控制核心部分,其中需要解决的问题有包括轴向电机控制和径向电机控制,电机运行包括正转和反转两种;定长行走控制器的检测包括电机运行限位检测和指示灯的显示,电机热故障检测以及指示灯的显示;电机正反转能够通过按钮控制,从而实现功能,其
19、中需要设计轴向电机和径向电机的正反转控制原理,单片机系统实现对定长行走控制器的控制和检测设计键盘显示电路,实现对控制器的按键控制和指示显示等和实现系统的抗干扰,从而使印刷机能够运行。它们之间的构成框图如图总体设计框图1所示: 显示电路单片机 限位检测电路 径向电机转动径向电机控制电路 复位电路键盘 轴向电机控制电路轴向电机转动 图1 总体设计框图 键盘输入:拟采用4*4矩阵键盘,按键包括设防/撤防、删除、确认、复位、设置报警号码及0-9十个数字键。通过键盘可实现设置报警号码,报警后复位消除报警功能显示电路:显示采用使用LCD显示器,它的其主要优点有:个体小,重量小;LCD显示器能够实行逐行寻址
20、,它能够实时的取消连续的闪烁问题;他有很高的性价比,当然是在中小型显示器中;当它静止的时候,由于它自身的电流强度很小,这样一来它的寿命更长,它不仅能够把数字和文字都写在屏幕上,而且能够把指令都显示出来。报警电路:一方面用来接收单片机电路处理后产生的控制信号,并在单片机电路的控制下发出声音,并把电路送来的信号送给工作人员,另一方面它能够把接受的指令转换给单片机芯片,利用单片机电路完成相关控制任务驱动电路将单片机输出的控制信号放大并推动报警电路。单片机:接收检测电路送出的电信号和键盘输入的指令,在单片机内,能够识别外围电路的具体指令。键盘输入时将键盘所给指令传送给显示器显示。 3 硬件电路设计3.
21、1 单片机的设计单片机也叫微电脑或微型计算机,他把中央处理器,程序存储器,只读存储器,输入输出的端口即(I/0)端口等计算机的功能部件都集中到一块电路芯片上的微型计算机,单片机选定为89c52单片机为主芯片,需要外接晶振电路,复位电路,含有四个八位的input,output接口,它们既可以输入,也可以输出,含有定时器和计数器的功能等等图一3.2电机的限位检测和点动控制的设计图二其中轴向正转反转点动都通过与门接入到5214的输出端,用来控制可以与正转反转的限位检测共同控制继电器的工作,由于电机的径向同时光电耦合器件能很好的隔绝高压电,从而使高电流不能伤害到电路系统,起到一个隔绝保护的作用,由于径
22、向不需要正转和反转限位,这样p2.7和p2.6接口与径向正传和径向反转分别通过与门直接接到三极管的基极,可以与89c58共同控制继电器的工作,轴向正转和反转点动按钮是开关没有接通时,电容的电量直接与管脚相连,如果开关建按下的话,则其另一端与地相连,所以它的电平显示为低电平,与门的输出信号直接输出到单片机上。其中p2.4和p2.5与点动按钮分别通过与门接到5214的输出端。另外电磁开关还并联了反向二极管,这样是为了保护电路,使逆流电流不会击穿三极管,三极管起到了一个开关的作用。其中限位检测电路是通过三极管实现的,当碰到限位检测开关时,三极管导通,二极管发光。 其中电路使用了光电耦合521-4它是
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