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雕刻头的雕刻控制方法、雕刻头驱动模块及电雕机


技术摘要:
本发明涉及一种雕刻头的雕刻控制方法、雕刻头驱动模块及电雕机,所述方法包括:电雕机的主轴动力单元通过主轴带动版辊转动;辅助编码器根据所述版辊转动的位移生成正余弦信号;根据所述版辊当前圈需要雕刻的点数对所述正余弦信号进行正余弦信号细分处理,得到雕刻触发  全部
背景技术:
随着现代社会的发展,人们对印刷质量的要求越来越高,而版辊是影响其质量的 关键因素。版辊形式上有凸版、平板和凹版,其中凹版以其优良性能占据着市场主流。凹版 印刷制版方法包括:刻蚀、激光雕刻和电雕等几种方法。电雕制版方法发展于上世纪50年 代,电雕制版有以下优点:1.重复性强;2.网点面积和深度可变,可以印制出色彩层次丰富、 轮廓清晰、立体感和质感较强的印刷品;3.成本低廉(满足一定产量的前提下)。所以电雕制 版仍然是应用最广泛的制版方法。目前电雕制版最先进的国外雕刻头可达到12000Hz,加工 精度可达数微米。 电雕制版的关键技术之一是对雕刻头的控制,其性能对印刷质量有决定性的影 响。雕刻头是能够输出高频往复运动的电-机械转换装置,其基本原理是依靠洛仑兹力驱动 刀杆,带动金刚石刀尖切入辊筒表面的铜层,同时采用高刚度弹簧提供刀杆回复力,并采用 磁流体衰减残余振动。对于运动幅度 /-50μm,加工频率12000Hz的雕刻头,其最大速度 3.77m/s,最大加速度28424G。一直以来,高速高精凹印电雕制版机器的技术被德国、美国、 日本等发达国家的少数公司掌握。对于这种高速高精结构的控制,对实现制造业关键零部 件的突破具有重要意义。 电雕制版采用辅助编码器对版辊的位置进行测量。在实际应用当中,因成本等原 因会出现编码器精度不够的情况。
技术实现要素:
基于此,有必要提供一种高制版精度的雕刻头的雕刻控制方法、雕刻头驱动模块 及电雕机。 一种雕刻头的雕刻控制方法,用于驱动电雕机的雕刻头进行雕刻,所述方法包括: 电雕机的主轴动力单元通过主轴带动版辊转动;辅助编码器根据所述版辊转动的位移生成 正余弦信号;根据所述版辊当前圈需要雕刻的点数对所述正余弦信号进行正余弦信号细分 处理,得到雕刻触发信号;通过所述雕刻触发信号触发驱动电流,驱动所述雕刻头的刀尖垂 直于所述版辊的圆柱面往复运动。 在其中一个实施例中,所述通过所述雕刻触发信号触发驱动电流,驱动所述雕刻 头的刀尖垂直于所述版辊的圆柱面往复运动的步骤中,每个雕刻点对应一正弦波电流指 令,每一所述正弦波电流指令包括多个点指令,每一所述雕刻触发信号用于触发一所述点 指令。 在其中一个实施例中,所述根据所述版辊当前圈需要雕刻的点数对所述正余弦信 号进行正余弦信号细分处理,得到雕刻触发信号的步骤包括:将所述辅助编码器每旋转一 4 CN 111572168 A 说 明 书 2/8 页 圈生成的脉冲数进行倍频处理,得到N倍脉冲数;基于分频技术,根据所述倍频处理后的脉 冲数得到所述雕刻触发信号,其中每n个倍频处理后的脉冲数生成一所述雕刻触发信号,N 和n满足如下条件:EncPulse*N/n/SinCount=M;其中EncPulse为所述辅助编码器每旋转一 圈生成的脉冲数,SinCount为每一所述正弦波电流指令包括的点指令数,M为所述版辊当前 圈需要雕刻的点数。 在其中一个实施例中,所述辅助编码器包括光栅码盘、光栅光圈及光电传感器,所 述光栅码盘与所述版辊同轴转动,所述光电传感器用于将所述光栅码盘上的光栅相对于所 述光栅光圈上的光栅运动产生的莫尔条纹转化成所述正余弦信号。 在其中一个实施例中,所述根据所述版辊当前圈需要雕刻的点数对所述正余弦信 号进行正余弦信号细分处理的步骤是通过FPGA进行。 一种雕刻头的雕刻控制方法,用于驱动电雕机的雕刻头进行雕刻,所述方法包括: 获取辅助编码器根据版辊转动的位移生成的正余弦信号;根据版辊当前圈需要雕刻的点数 对所述正余弦信号进行正余弦信号细分处理,得到雕刻触发信号;通过所述雕刻触发信号 触发驱动电流,驱动所述雕刻头的刀尖垂直于所述版辊的圆柱面往复运动。 在其中一个实施例中,所述通过所述雕刻触发信号触发驱动电流,驱动所述雕刻 头的刀尖垂直于所述版辊的圆柱面往复运动的步骤中,每个雕刻点对应一正弦波电流指 令,每一所述正弦波电流指令包括多个点指令,每一所述雕刻触发信号用于触发一所述点 指令。 在其中一个实施例中,所述根据所述版辊当前圈需要雕刻的点数对所述正余弦信 号进行正余弦信号细分处理,得到雕刻触发信号的步骤包括:将所述辅助编码器每旋转一 圈生成的脉冲数进行倍频处理,得到N倍脉冲数;基于分频技术,根据所述倍频处理后的脉 冲数得到所述雕刻触发信号,其中每n个倍频处理后脉冲数生成一所述雕刻触发信号,N和n 满足如下条件: EncPulse*N/n/SinCount=M; 其中EncPulse为所述辅助编码器每旋转一圈生成的脉冲数,SinCount为每一所述 正弦波电流指令包括的点指令数,M为所述版辊当前圈需要雕刻的点数。 一种雕刻头驱动模块,用于实现根据上述任一实施例所述的雕刻头的雕刻控制方 法的步骤。 一种电雕机,包括:雕刻头;移动单元,用于带动所述雕刻头沿版辊的轴向运动;主 轴模块,包括主轴和主轴动力单元,所述主轴动力单元用于通过所述主轴带动所述版辊转 动;辅助编码器,用于根据所述版辊转动的位移生成正余弦信号;靠头模块,包括靠头电机 和靠头,所述靠头电机用于带动所述靠头将所述雕刻头的刀尖压在所述版辊表面;电雕控 制系统,包括:用于驱动所述移动单元的移动单元驱动模块;用于驱动所述主轴模块的主轴 驱动单元;雕刻头驱动模块,所述雕刻头驱动模块是用于实现权利要求8或9所述的雕刻头 的雕刻控制方法的步骤。 上述雕刻头的雕刻控制方法、雕刻头驱动模块及电雕机,通过辅助编码器将版辊 转动的位移转换成一对相位相差90度的正余弦信号,由于正余弦信号构成了圆,因此对正 余弦信号进行正余弦信号细分处理可以实现很高的精度,从而使得电雕制版能获得很高的 制版精度。 5 CN 111572168 A 说 明 书 3/8 页 附图说明 为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例,可以参考一幅 或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述 的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。 图1是电雕机结构的示意图; 图2是一实施例中雕刻头的雕刻控制方法的流程图; 图3是一实施例中辅助编码器的光栅的每个栅格对应的正余弦信号的波形图; 图4是另一实施例中雕刻头的雕刻控制方法的流程图; 图5是一实施例中倍频处理后的脉冲信号与分频得到的雕刻触发信号的波形示意 图。
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