一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统的制作方法
专利名称：一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及到数字喷墨印花新技术领域，具体的说是一种涉及应用在数字喷墨印花机机头组件内部的喷头组运动控制部分，通过光电传感器检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动的控制系统。
背景技术：
数字喷墨印花技术是随着计算机技术不断发展而逐渐形成的一种集机械、计算机机电子信息技术为一体的高新技术产品，最早出现于20世纪90年代中期，这项技术的出现与不断完善，给纺织印染行业带来了一个全新的概念，其先进的生产原理及手段，给纺织印染带来了一个前所未有的发展机遇，被誉为21世纪纺织工业革命技术，它将逐步取代传统的印花方式成为纺织品印花的主要设备。近年来，国内外数字喷墨印花技术取得了长足的发展，其中导带式数字喷墨印花机因其可实现连续性批量化打印，技术不断完善，产品的种类和功能也不断完善。对于一般的数字喷墨印花机，客户端将文档提交到印花设备的PC主机，PC主机经过图像转化以及色彩分析软件的处理，将图像信息转化为相应的喷印控制命令并将控制命令传递给喷印控制器控制喷印。打印过程中，被打印织物是被放置在打印平台或者导带上， 首先喷头组在织物宽度方向上的运动一个导程，运动过程中喷印控制器根据所得到的喷印控制命令控制喷嘴是否喷墨；然后伺服电机控制机头组件或者导带在织物长度方向上向前移动一个打印宽度，两种运动相互协调重复上述过程直至完成打印任务，因此如何有效地缩短喷头组一个导程的运行时间或者增加每一次的打印宽度是提高印花速度的最关键因素。现有的数字喷墨印花机一般采用一根导轴，其上配有一个喷头组来完成一个导程的往复，在这种情况下，喷头完成一个导程的往复，需要移动一个打印织物宽度上的距离，增加印花喷头的喷嘴数量是目前提高印花速度的主要途径，也即增加每一次的打印宽度，而如果被打印的织物宽幅较大，仅仅提高喷嘴的数量是很难有效提高打印速度的，为此，可采用多导轴且每个导轴上装有一个喷头组的方法用以缩短喷头在织物宽度方向上运动的导程， 从而有效提高印花速度。针对此，本发明开发一种适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机的喷头组运动控制系统，通过光电传感器检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动。
发明内容
本发明的目的是给出一种适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机的喷头组运动控制系统，并将其应用于高速数字喷墨印花机的生产加工过程，整个装置简洁、 有效，便于安装、维护。为了达到上述目的，本发明涉及到一机头组件、光电传感器、信号处理器、PID控制
3器、直流电机、皮带、滑轮组件，其中机头组件内包含有多个导轴，且每个导轴上装有打印喷头组，每个喷头组配有相应的喷印控制器，每个喷头组的上方有光源，各个光源将检测的到喷头组位移光信号传递给光电传感器，并转化为相应的电信号，以在线实时检测各个喷头组的位移，这些电信号经过信号处理器综合处理后传递给PID控制器，控制器根据该信号控制电机带动滑轮转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带运动，皮带运动带动与其连接的喷头组件沿着所在的导轴在织物宽度方向上运动，其间喷印控制器根据所得到的喷印控制命令控制对应的喷头组内喷嘴是否喷墨。本发明所述的喷头组由螺丝连接嵌入在导轴的凹槽里面，螺丝可沿着凹槽自由滑动，皮带与螺丝相连。本发明所述的多导轴要求相邻两根导轴在织物宽度方向上有重叠，重叠大小与一个喷头组的宽度相等。本发明所述的多导轴要求每根导轴长度为打印宽度的1加相邻两根导轴在织物宽
η
度方向上重叠的长度，其中η为所要设计的导轴的数量。本发明所述的PID控制器可根据实际需要选择控制器的种类比例控制(P)、比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)或者比例积分微分控制(PID)。本发明所述的信号处理器对各个喷头组位移信号的综合处理方法为η各喷头组位移的均值。本发明所述的每根导轴上均刻有刻度并规定左侧为零刻度，光源所检测到的喷头组的位移量为喷头组相对于所在导轴零刻度的位移量。为保证相邻两根导轴在织物宽度方向上有重叠，本发明所述的喷头组分前后两排，每一排由一条皮带连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮上，两组滑轮由同一电机带动。本发明所述的色彩处理软件需要将所需打印的图像分割成一系列的子图像，分割成的子图像数量与机头组件内含有导轴的数量相等，且分割后的相邻两个子图像之间有所重叠，重叠大小与导轴重叠大小相等，继而将各子图像分别生成相应的打印控制命令。本发明可以直接应用于高速数字喷墨印花设备，一方面通过采用多导轴多喷头组有效提高打印速度，另一方面该控制系统为闭环模式，因此可有效抑制外界扰动，提高控制精度；该装置使用操作简便、性价比高。
图1为本发明的结构示意图。图2为每个喷头组的内部示意图。图3为喷头组初始位置示意图。图4为完成一个导程后各个喷头组所处的位置示意图。图5为电脑将色彩处理软件生成的喷印控制命令传递给喷头组的过程示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明主要由滑轮组件(1)、电机(3)、连杆(2)、皮带(20)、控制器(4)、 信号处理器(19)、光电传感器(5)、光源(15 18)，打印喷头组件组成。
由图3，图4，图5所示，打印喷头组件由η根导轴导轴1 (11)，导轴2 (12)，......，
导轴η-1(13)，导轴η(14)组成，每根导轴上装有一个喷头组喷头组1(7)，喷头组
2(8),......，喷头组n-1 (9)，喷头组η (10)组成，每个喷头组配有相应的喷印控制器喷印
控制器1 03)，喷印控制器2 (24)，......，喷印控制器n-1 (25)，喷印控制器η (26)，每个喷
头组件上方装有相应的光源光源1 (15)，光源2 (16)，......，光源n-1 (17)，光源η (18)。本发明的导轴(11 14)上设置有相应的凹槽，凹槽上有刻度，且规定左侧为零刻度，喷头组(7 10)由螺丝(6)连接嵌入在凹槽里面，螺丝(6)可沿着凹槽自由滑动，皮带 (20)与螺丝相连。本发明设置前后两排喷头组，每一排由一条皮带00)连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮(1)上，两组滑轮由同一电机带动。对于本发明所述的数字喷墨印花机控制系统，客户端将所需打印的图案提交到印花设备的PC主机07)，经过PC主机内色彩分析软件的处理，将图像分割成一系列子图像并生成相应的喷印控制命令，然后喷印控制命令利用USB数据线接口 08)传递给相应的喷印控制器(23 26)。打印时，每个喷头组(7 10)上方的光源(15 18)检测喷头组沿着所在的导轴运动的位移，并将检测到的光信号传递给光电传感器(5)，光电传感器输出相应的电信号并传递给信号处理器(19)，信号处理器将所接收到的η个喷头组的位移电信号求平均值，然后将该平均信号传递给PID控制器G)，控制器根据该控制信号控制电机(3)带动滑轮(1)转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带OO)运动，皮带运动带动与其连接的喷头组(7 10)沿着所在的导轴在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器03 26)根据所获得的喷印控制命令控制喷头组(7 10) 内喷嘴的喷墨与否。
权利要求
1.一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，包括滑轮组件(1)、电机(3)、连杆 (2)、皮带(20)、控制器(4)、信号处理器(19)、光电传感器(5)、光源(15 18)。其特征是 打印时，每个喷头组(7 10)上方的光源(15 18)检测喷头组沿着所在的导轴运动的位移，并将检测到的光信号传递给光电传感器(5)，光电传感器输出相应的电信号并传递给信号处理器(19)，信号处理器将所接收到的η个喷头组的位移电信号求平均值，然后将该平均信号传递给PID控制器G)，控制器根据该控制信号控制电机C3)带动滑轮(1)转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带00)运动，皮带运动带动与其连接的喷头组(7 10)沿着所在的导轴在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器(23 26)根据所获得的喷印控制命令控制喷头组(7 10)内喷嘴的喷墨与否。
2.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是每个导轴(11 14)上设置有相应的凹槽，凹槽上有刻度，且规定左侧为零刻度，喷头组(7 10)由螺丝(6)连接嵌入在凹槽里面，螺丝可沿着凹槽自由滑动，皮带00)与螺丝相连。
3.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是喷头组分前后两排，每一排由一条皮00)带连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮(1)上，两组滑轮由同一电机(3)带动。
4.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是PID控制器(4)可根据实际需要选择控制器的种类比例控制(P)、比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)或者比例积分微分控制(PID)。
5.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是信号处理器(19)对各个喷头组(7 10)位移信号的综合处理方法为各喷头组位移求均值。
6.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是光源 (15 18)所检测到的喷头组(7 10)的位移量为喷头组相对于所在导轴零刻度的位移量。
全文摘要
一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机上，采用光电传感器在线实时检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器根据所获得控制指令控制各喷头内喷嘴的喷墨与否。本发明可以直接应用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花设备，有效提高打印速度与控制精度，装置整体使用操作与安装简便、性价比高。
文档编号B41J3/407GK102501632SQ201110362018
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者万鹏飞, 刘新金, 徐伯俊, 苏旭中, 谢春萍, 邬厚兴, 陈铭燕 申请人:江南大学
技术领域：
本发明涉及到数字喷墨印花新技术领域，具体的说是一种涉及应用在数字喷墨印花机机头组件内部的喷头组运动控制部分，通过光电传感器检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动的控制系统。
背景技术：
数字喷墨印花技术是随着计算机技术不断发展而逐渐形成的一种集机械、计算机机电子信息技术为一体的高新技术产品，最早出现于20世纪90年代中期，这项技术的出现与不断完善，给纺织印染行业带来了一个全新的概念，其先进的生产原理及手段，给纺织印染带来了一个前所未有的发展机遇，被誉为21世纪纺织工业革命技术，它将逐步取代传统的印花方式成为纺织品印花的主要设备。近年来，国内外数字喷墨印花技术取得了长足的发展，其中导带式数字喷墨印花机因其可实现连续性批量化打印，技术不断完善，产品的种类和功能也不断完善。对于一般的数字喷墨印花机，客户端将文档提交到印花设备的PC主机，PC主机经过图像转化以及色彩分析软件的处理，将图像信息转化为相应的喷印控制命令并将控制命令传递给喷印控制器控制喷印。打印过程中，被打印织物是被放置在打印平台或者导带上， 首先喷头组在织物宽度方向上的运动一个导程，运动过程中喷印控制器根据所得到的喷印控制命令控制喷嘴是否喷墨；然后伺服电机控制机头组件或者导带在织物长度方向上向前移动一个打印宽度，两种运动相互协调重复上述过程直至完成打印任务，因此如何有效地缩短喷头组一个导程的运行时间或者增加每一次的打印宽度是提高印花速度的最关键因素。现有的数字喷墨印花机一般采用一根导轴，其上配有一个喷头组来完成一个导程的往复，在这种情况下，喷头完成一个导程的往复，需要移动一个打印织物宽度上的距离，增加印花喷头的喷嘴数量是目前提高印花速度的主要途径，也即增加每一次的打印宽度，而如果被打印的织物宽幅较大，仅仅提高喷嘴的数量是很难有效提高打印速度的，为此，可采用多导轴且每个导轴上装有一个喷头组的方法用以缩短喷头在织物宽度方向上运动的导程， 从而有效提高印花速度。针对此，本发明开发一种适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机的喷头组运动控制系统，通过光电传感器检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动。
发明内容
本发明的目的是给出一种适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机的喷头组运动控制系统，并将其应用于高速数字喷墨印花机的生产加工过程，整个装置简洁、 有效，便于安装、维护。为了达到上述目的，本发明涉及到一机头组件、光电传感器、信号处理器、PID控制
3器、直流电机、皮带、滑轮组件，其中机头组件内包含有多个导轴，且每个导轴上装有打印喷头组，每个喷头组配有相应的喷印控制器，每个喷头组的上方有光源，各个光源将检测的到喷头组位移光信号传递给光电传感器，并转化为相应的电信号，以在线实时检测各个喷头组的位移，这些电信号经过信号处理器综合处理后传递给PID控制器，控制器根据该信号控制电机带动滑轮转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带运动，皮带运动带动与其连接的喷头组件沿着所在的导轴在织物宽度方向上运动，其间喷印控制器根据所得到的喷印控制命令控制对应的喷头组内喷嘴是否喷墨。本发明所述的喷头组由螺丝连接嵌入在导轴的凹槽里面，螺丝可沿着凹槽自由滑动，皮带与螺丝相连。本发明所述的多导轴要求相邻两根导轴在织物宽度方向上有重叠，重叠大小与一个喷头组的宽度相等。本发明所述的多导轴要求每根导轴长度为打印宽度的1加相邻两根导轴在织物宽
η
度方向上重叠的长度，其中η为所要设计的导轴的数量。本发明所述的PID控制器可根据实际需要选择控制器的种类比例控制(P)、比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)或者比例积分微分控制(PID)。本发明所述的信号处理器对各个喷头组位移信号的综合处理方法为η各喷头组位移的均值。本发明所述的每根导轴上均刻有刻度并规定左侧为零刻度，光源所检测到的喷头组的位移量为喷头组相对于所在导轴零刻度的位移量。为保证相邻两根导轴在织物宽度方向上有重叠，本发明所述的喷头组分前后两排，每一排由一条皮带连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮上，两组滑轮由同一电机带动。本发明所述的色彩处理软件需要将所需打印的图像分割成一系列的子图像，分割成的子图像数量与机头组件内含有导轴的数量相等，且分割后的相邻两个子图像之间有所重叠，重叠大小与导轴重叠大小相等，继而将各子图像分别生成相应的打印控制命令。本发明可以直接应用于高速数字喷墨印花设备，一方面通过采用多导轴多喷头组有效提高打印速度，另一方面该控制系统为闭环模式，因此可有效抑制外界扰动，提高控制精度；该装置使用操作简便、性价比高。
图1为本发明的结构示意图。图2为每个喷头组的内部示意图。图3为喷头组初始位置示意图。图4为完成一个导程后各个喷头组所处的位置示意图。图5为电脑将色彩处理软件生成的喷印控制命令传递给喷头组的过程示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明主要由滑轮组件(1)、电机(3)、连杆(2)、皮带(20)、控制器(4)、 信号处理器(19)、光电传感器(5)、光源(15 18)，打印喷头组件组成。
由图3，图4，图5所示，打印喷头组件由η根导轴导轴1 (11)，导轴2 (12)，......，
导轴η-1(13)，导轴η(14)组成，每根导轴上装有一个喷头组喷头组1(7)，喷头组
2(8),......，喷头组n-1 (9)，喷头组η (10)组成，每个喷头组配有相应的喷印控制器喷印
控制器1 03)，喷印控制器2 (24)，......，喷印控制器n-1 (25)，喷印控制器η (26)，每个喷
头组件上方装有相应的光源光源1 (15)，光源2 (16)，......，光源n-1 (17)，光源η (18)。本发明的导轴(11 14)上设置有相应的凹槽，凹槽上有刻度，且规定左侧为零刻度，喷头组(7 10)由螺丝(6)连接嵌入在凹槽里面，螺丝(6)可沿着凹槽自由滑动，皮带 (20)与螺丝相连。本发明设置前后两排喷头组，每一排由一条皮带00)连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮(1)上，两组滑轮由同一电机带动。对于本发明所述的数字喷墨印花机控制系统，客户端将所需打印的图案提交到印花设备的PC主机07)，经过PC主机内色彩分析软件的处理，将图像分割成一系列子图像并生成相应的喷印控制命令，然后喷印控制命令利用USB数据线接口 08)传递给相应的喷印控制器(23 26)。打印时，每个喷头组(7 10)上方的光源(15 18)检测喷头组沿着所在的导轴运动的位移，并将检测到的光信号传递给光电传感器(5)，光电传感器输出相应的电信号并传递给信号处理器(19)，信号处理器将所接收到的η个喷头组的位移电信号求平均值，然后将该平均信号传递给PID控制器G)，控制器根据该控制信号控制电机(3)带动滑轮(1)转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带OO)运动，皮带运动带动与其连接的喷头组(7 10)沿着所在的导轴在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器03 26)根据所获得的喷印控制命令控制喷头组(7 10) 内喷嘴的喷墨与否。
权利要求
1.一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，包括滑轮组件(1)、电机(3)、连杆 (2)、皮带(20)、控制器(4)、信号处理器(19)、光电传感器(5)、光源(15 18)。其特征是 打印时，每个喷头组(7 10)上方的光源(15 18)检测喷头组沿着所在的导轴运动的位移，并将检测到的光信号传递给光电传感器(5)，光电传感器输出相应的电信号并传递给信号处理器(19)，信号处理器将所接收到的η个喷头组的位移电信号求平均值，然后将该平均信号传递给PID控制器G)，控制器根据该控制信号控制电机C3)带动滑轮(1)转动，进而带动缠绕在滑轮上的皮带00)运动，皮带运动带动与其连接的喷头组(7 10)沿着所在的导轴在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器(23 26)根据所获得的喷印控制命令控制喷头组(7 10)内喷嘴的喷墨与否。
2.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是每个导轴(11 14)上设置有相应的凹槽，凹槽上有刻度，且规定左侧为零刻度，喷头组(7 10)由螺丝(6)连接嵌入在凹槽里面，螺丝可沿着凹槽自由滑动，皮带00)与螺丝相连。
3.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是喷头组分前后两排，每一排由一条皮00)带连接，两条皮带分别缠绕在两组滑轮(1)上，两组滑轮由同一电机(3)带动。
4.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是PID控制器(4)可根据实际需要选择控制器的种类比例控制(P)、比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)或者比例积分微分控制(PID)。
5.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是信号处理器(19)对各个喷头组(7 10)位移信号的综合处理方法为各喷头组位移求均值。
6.根据权利要求1所述的高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，其特征是光源 (15 18)所检测到的喷头组(7 10)的位移量为喷头组相对于所在导轴零刻度的位移量。
全文摘要
一种高速数字喷墨印花机喷头组运动控制系统，适用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花机上，采用光电传感器在线实时检测喷头组的运动状况并将检测信号传递给控制器，控制器控制电机带动皮带运动，继而带动皮带连接的喷头组件沿着所在的导轴运动在织物宽度方向上运行一个宽度的距离，完成一次导程，运动过程中由相应的喷印控制器根据所获得控制指令控制各喷头内喷嘴的喷墨与否。本发明可以直接应用于含有多导程多喷头组的高速数字喷墨印花设备，有效提高打印速度与控制精度，装置整体使用操作与安装简便、性价比高。
文档编号B41J3/407GK102501632SQ201110362018
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者万鹏飞, 刘新金, 徐伯俊, 苏旭中, 谢春萍, 邬厚兴, 陈铭燕 申请人:江南大学
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