宽幅数码喷墨印花机双字车方案研究.pdf

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1、北京石油化工学院学报第２２卷第４期Vol．２２No．４JournalofBeijingInstituteof２０１４年１２月Dec．２０１４Petro‐chemicalTechnology宽幅数码喷墨印花机双字车方案研究１２２曹莹瑜，宫慧琪，高鹏（１畅北京石油化工学院光机电装备技术北京市重点实验室，北京１０２６１７；２畅北京石油化工学院机械工程学院，北京１０２６１７）摘要：宽幅数码喷墨印花机是一种典型的机电一体化设备，其字车机构是印花机中最为重要的运动机构。为提高宽幅数码喷墨印花机的印花速度，提出一种增加字车数量的双字车运动方案。通过对双字车机构建立运动方程，并根据实际生产情况赋予各运动参

2、数，得到双字车机构单循环运动所用时间。对比单字车机构的运动和收益情况可以看出，双字车机构在提高速度和增加效益上具有明显优势，具有很强的实效性。关键词：宽幅数码喷墨印花机；双字车；运动方程；实效性中图分类号：TH１２２文献标志码：A现有的宽幅数码喷墨印花机一般采用单纯互。总控制板接收PC机传输的图形图像信地增加喷嘴数量，即增加每次打印宽度的方法息，通过运动控制卡向驱动器发出指令。其中，来提高喷印速度。如江南大学提出一种含有多步进电机驱动器控制走布系统的运动状态，伺导程、多喷头组的高速数字喷墨印花机发明专服电机驱动器控制２个字车直流伺服电机。［１］利。意大利MS采用导带式方法来提高打印左、右２

3、个字车直流伺服电机分别控制印花机［２］［３］速度，或者采用多轴同步系统来提高速度。左、右两侧的２个字车。但是在打印较大宽幅的织物时，仅仅通过提高喷头组内的喷嘴数量不仅难以有效地提高其打印速度，还会因喷头价格昂贵且控制困难而成［４‐５］倍地增加制造成本。增加运动机构———字车的数量，可在保持打印宽度不变的情况下，有效地缩短喷头组单导程的运行时间，提高喷印速度。图１宽幅喷墨印花机结构工作原理1双字车宽幅数码喷墨印花机及其字车机构工作原理总控制板先从存储模块中取出数据锁存到喷头缓存中，接着字车带动喷头左右运动并进1畅1双字车宽幅数码喷墨印花机工作原理行点火喷印。喷头运动的位置信息经由固定在宽幅数

4、码喷墨印花机的工作原理如图１所喷印机上的直线光栅尺传感器测出并传送给总示。PC机负责人机交互界面的管理和控制系控制板。总控制板在整个过程中，负责接收上统的实时监控，并将所需打印图案由色彩处理位机信息，并对图像信息进行缓存，对电机的运软件RIP进行处理并生成相应的喷印控制命动进行控制驱动并向喷头控制卡传送数据和指令，传给喷头控制板，与总控制板进行命令交令，采集印花机的各传感器信息，协调整个系统收稿日期：２０１４‐０５‐１７的工作过程。作者简介：曹莹瑜（１９８１—），女，博士研究生，实验师，研究方向为特种机器人，E‐mail：caoyingyu＠bipt．edu．cn。２０北京石油化工学院学报

5、２０１４年第２２卷1畅2双字车机构工作流程０畅２２m，字车左右端距离喷头位置的距离分别左字车和右字车沿着导轨副进行定位安为d１＝d２＝０畅０６m。装，通过光栅条和光栅传感器，与控制系统配合，对字车及其上的喷头组件的运动参数进行控制，如图２所示。喷墨印花机在打印初始阶段，左字车和右字车均位于零点处。图３字车结构示意图图２宽幅喷墨印花机喷印位置示意图2畅2运动方程建立在两字车的运动过程中，针对可能产生的为简化计算，假设喷头内喷嘴的喷射方向“两两干涉”和“两两不管”２种情况，采用“会车是竖直的，即喷头的范围即为所覆盖的喷印区相让”的方法来避免。两字车从各自的零点开域。计算字车从进入承印介质至喷印

6、一个行程始加速进而达到匀速，到达承印介质边缘后，即后用的时间。字车运动过程中几个重要位置的点火喷印，字车带动喷头组件进行匀速喷印工流程简图如图４所示，以布匹左端点为原点，以作。为了保证喷印的“无缝隙”原则，避免“两两左字车向右运动的方向为坐标轴的正方向，建不管”的情况出现，设定左字车比右字车多走一立坐标系。段距离；为防止碰撞，出现“两两干涉”的情况，右字车经缓冲减速到达指定位置后，向右空行程运动到指定位置后待命。待左字车到达右极限指定位置后，一行画面喷印完毕。此时，步进电机驱动器向走布系统发出控制信号，驱动步进电机带动承印介质在纵向上走动一个喷印宽度。控制系统收到命令，重新发出指令，驱动左

7、字向反方向运动至其零点。同时，右字车向左运动至超过刚才的指定位置，然后变向向右运动，到达喷墨点，进行喷墨直至到达右端零点。这个过程一直循环直到将整幅图像喷印完成。喷绘完成后，PC机会向打印机控制系统发出返回零点的指令，使各字车返回至字车轨道的零点。2双字车机构运动方程的建立及求解图４字车运动过程示意图2．1参数说明设定宽幅喷墨印花机的印花宽度为左右字车均布在导轨两侧，同时加速达到１畅８mm。综合考虑字车的喷墨速度和喷头的