彩色印刷套印误差检测系统的设计与实现

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1、万方数据№．2陕西科技大学学报Apr．2010·100·JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE＆TECHNOLOGYV01．28’文章编号：1000—5811(20LO}02一OlOO一04彩色印刷套印误差检测系统的设计与实现孙园园1’2，陈长缨1’2(1．“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室(暨南大学)，广东广州510632；2．广东省高等学校光电信息与传感技术重点实验室(暨南大学，光电1二程系)，广东广州510632)摘要：为测量彩色印刷机在高速运动状态下的套印误差，依据黑白条形码对光能吸收不同的光学

2、原理，利用光电转换技术，设计和实现了一套非接触式高精度套印误差光电检测系统，详细分析了系统的工作原理与软硬件设计．实验结果和现场应用表明：该系统具有结构简单、工作稳定、检测精度高等优点．关键词：套印误差；光电检测系统；MSP430中图法分类号：TS805．3文献标识码：A0引言彩色印刷一般采用青色、品红、黄色和黑色组成的4色印刷方式，印刷时4种色版的图案依次叠印，最后合成一副完整的彩色图像．在此过程中，如果套色的位置不准，就会影响图案的层次与色彩再现[1卫]．现代计算机技术可以精确控制印刷机滚筒的角速度，但由于滚筒本身存在偏心的问题，使得

3、套印时滚筒表面线速度不一致，滚筒表面产生位移偏差，导致套印误差的出现．因此，研制一种在高速运动状态下直接测量滚筒表面位移偏差的光电检测系统对减少套印误差、提高彩色印刷质量具有重要的意义．本文依据黑白条形码对光能吸收不同的光学原理，利用现代光电技术，完成了彩色印刷套印误差检测系统的研究与设计．I检测原理系统原理框图如图1所示：待测的印刷机滚筒表面粘附着设计好的等间距黑白条形码，调整激光器，使激光垂直入射在条形码表面，滚筒以恒定的角速度运动．由于黑白条形码对光能的吸收不同，光电转换器接受到条形码反射光能的强弱不同，引起光电转换器输出电压高低的

4、交替变化，而滚筒表面的位移偏差会改变信号相位，产生一系列相位差异的即时脉冲测量信号．强，7：：、≮惫多弋、男，‰、、、～多主射≯矿噬标准信号委荔上串口：叵H摊图1系统原理框图采用锁相环技术，将即时脉冲测量信号累积足够的时间，得到一组新的相位稳恒的信号．该信号相位稳恒，可以作为标准参考信号比较原测量信号的相位偏差，用来计算滚筒表面各点相对瞬时位移偏差，如图2所示．在实际中，同样也是通过比较相对瞬时位移偏差调整印刷机滚筒工作状态，提高印刷质量，所以*收稿日期：2010-01～15作者简介：孙园园(1985一)。男，安徽省芜湖市人，在读硕士生，

5、研究方向：光信息技术与应用号=号型一万方数据第2期孙园园等：彩色印刷套印误差检测系统的设计与实现·101·!II．===================一=I=．一．I．!I!!!!!!竺!!!!竺!!!竺!!竺竺!!!!!!!竺!!!!!!!!我们将这个相位稳恒的信号定义为虚拟零误差标准信号．标准信号与测量信号同时进入相位比较器，输出相位比较结果，单片机标准信号nnr]对比相模块输出的比相结果进行A／D采样，采样结果编码后存储在RAMJLJLJU中．待完整一圈的测量数据采集完成之后，单机片暂停采样，将储存在RAM测量信引llIl中的测量

6、数据以串口通信的方式发送给PC，发送完毕后单片机继续采样与一M。t—ch—Le—ad—ia—g存储．如此循环多次，PC机接收到若干圈的测量数据，对这些数据进行分析图2相位偏差检测原理图处理，可以得到单圈或若干圈取均值后的印刷机滚筒表面各点位移偏差的检测结果．2系统设计整个光电测量系统的设计包括条形码设计、硬件设计和软件设计3大部分．在硬件设计中主要包括光接收和信号处理、标准信号生成、比相和单片机采样通信等部分．软件设计部分则主要包括主程序、采样编码及通信模块．2．1条形码设计条形码的设计如图3所示，目前打印机可打印的最细条纹为10．6弘r

7、l'l，将12个白条纹和12个黑条纹组成一个黑白条形码周期，长度为254弘m．24个细条纹构成一个完整的信号周期(360。)，每个细条纹代表的相位为15。．整条条形码分为起始区、定标区和正常区．起始区被设计用来在连续测量时区分每圈的测量数据，并且在粘附时处理黑白条形码非整数周期的零头部分．定标区通过改动前后周期条形码的黑白条纹数目实现定量相位偏差，对测量结果的分析很容易提取出该偏差，并作为已知的“标尺”衡量正常区的相位偏差的大小，从而定量计算出滚筒表面各点的位移偏差．起始区正常区定标区正常区图3条形码设计图2．2硬件设计光接收和处理电路部

8、分主要采用光电二极管与施密特触发器，光电二极管将反射光转变成电信号，然后利用施密特触发器的整形及变换功能将输出的非矩形波整形为矩形波作为测量信号．标准信号的生成则通过锁相环电路(PI上)实现，