基于ARM的印刷机高精度进墨控制系统基于ARM的印刷机高精度进墨控制系统

沈慧，陈佳品，李振波

(上海交通大学，上海200240)

    摘要：随着印刷行业的发展要求用于印刷机的进墨系统实现高精度定位。提出了进墨系统步进式的高精度控制．给出了该系统的机械结构、控制电路设计、上位机以及相关通信协议的设计。详细介绍了步进控制实现的方法，并通过实验得到3. 6^。的精度，从而改进了旧设备的控制方法，达到了工业生产的需要，满足了现代大型印刷的要求。

    关键词：进墨杆；电动机；上位机；步进运行方式；荸步精度

    串图分类号：TM381  文献标识码：A  文章编号：1004-7018(2010)01-0061-03

0引言

    随着工业的发展，印刷行业所要求的色彩精度也达到了较高的水准。对于传统的大型印刷机来说，进墨杆的定位精度对于整体印刷质量有着至关重要的作用。

    进墨杆是控制印刷机进墨盒进墨量大小的关键设备。传统的印刷机进墨系统采用到达位置电机刹车停止的方法，由于惯性的存在使得进墨杆定位不准，常常导致进墨过多、印刷质量下降的后果。

    高精度定位的印刷机进墨杆直接决定了色彩精确性以及图像的清晰度。由于传统大型印刷设备的控制方法难以满足高精度需求，本文利用近年来发展起来的ARM芯片^[1]设计了一套适用于进墨系统的高精度步进方式控制系统，使得原本难以预判的精度最终达到了3．6^。的精度，从而达到了工业生产的需要。

1进墨控制系统简介

    进墨控制系统主要有进墨系统的机械结构、控制电路以及上位机组成。

1.1机械结构设计

    进墨控制系统的机械结构主要由直流减速电动机、进墨杆、减速齿轮以及一个角度传感器构成[2]，如图l所示。进墨控制系统的核心部件为进墨杆，进墨杆为螺线旋转伸缩式：进墨杆伸缩长度的改变决定了进墨系统进墨量的大小。而进墨杆的伸缩民度又由直流减速电动机所决定，因此控制该减速电动机是控制该进墨杆的关键。在进墨杆的后方有一个手动调整进墨杆位置的部件，以便在进墨杆调试时使用。由于高精度步进电动机价格昂贵，并且在

机械结构改动方面存在一定困难，故本文采用直流减速电动机而不采用步进电动机。

 

1.2控制电路设计

    进墨系统的控制电路主要由主控制模块、测量反馈模块及通讯模块组成，如图2所示。

   主控制模块由一块ARM7内核PHLIPS的LPc2138微处理芯片^[3]，以及由桥路驱动芯片

TA8409构成的电机驱动电路构成。

    PHLIPS公司生产的LPc2138微处理芯片具有64个引脚，31个双向I／O口，2个8路10位A／D转换器，能够进行电压测量的工作，符合设计要求，其引脚分配如表1所示。

    主控模块的主要功能是从通讯模块接收到上位机传来的通讯信息并加以处理，在完成一系列控制运算后，将止确的控制信息传递给减速电动机，从而控制电动机的旋转，使得进墨杆得以运作。

    测量反馈模块主要由角度传感器Mtdoi的cP一2FC以及相关AD采样保持电路构成。m idori的cP一2Fc为360。机械角度电位器，它将机械角度位置信息转化为电压信号，并通过AD采样保持电路传回给主控模块，其电路图如图3所示。

    通讯模块主要由一个支持Rs-422通讯标准的串口模块组成：

1．3上位机软件的开发

    上位机软件由基于Vc的MFc库^[4]编写开发完成。在上位机的界断中由设置区和数据回馈区两部分组成。数据回馈区提供了数据回馈窗口，设置区主要用来设置步进步数等相关参数。整个上位机的串口通信由Microson commufllcation contml V6．O控件^[5]进行控制，并在程序开始进行初