彩色印刷套印误差检测系统的设计与实现

作者简介： 孙园 园 （９ ５ ） 男 ， 徽 省 芜 湖 市人 ， 读 硕 士 生 ， 究 方 向 ： 信 息 技 术与 应 用 １８一 ， 安 在 研 光
第 ２期
孙 园 园 等 ： 色 印 刷 套 印误 差 检 测 系 统 的 设 计 与 实 现 彩
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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 ， 出相位 比较结 果 ， 片机 输 单 对 比相模 块输 出的 比相结 果进 行 Ａ／ 采样 ， Ｄ 采样 结 果 编 码 后存 储 在 Ｒ ＡＭ 中． 待完 整一 圈 的测量 数据 采 集完 成之 后 ， 机 片暂 停采 样 ， 单 将储存 在 Ｒ ＡＭ 测量 信 中的测量 数据 以串 口通信 的方 式发 送 给 Ｐ 发送 完 毕后 单 片机继 续 采 样 与 Ｃ， 存储 ． 此循 环多 次 ， Ｃ机 接 收到若 干 圈 的测量 数 据 ， 这些 数据 进 行 分析 图 ２ 相 位 偏 差 检 测 原 理 图 如 Ｐ 对 处理 ， 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 可
检测 结果 ． ２ 系 统 设 计
标准 信
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 、 准 信号 生成 、 标 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
作稳 定 、 测精度 高等优 点． 检 关 键 词 ： 印误 差 ；光 电检 测 系统 ； Ｓ ４ ０ 套 Ｍ Ｐ ３ 中 图 法 分 类 号 ： Ｓ ０ ． ห้องสมุดไป่ตู้ ８５３ 文 献标识 码 ： Ａ
０ 引 言
彩 色 印刷 一般采 用青 色 、 红 、 品 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 ［ ］ 现 １ ． 代 计算机 技术 可 以精确 控制 印刷机 滚筒 的角速度 ， 由于滚筒 本身存 在偏 心 的问题 ， 得套 印时滚筒 表面 但 使 线 速度 不一致 ， 滚筒表 面产生 位移偏 差 ， 致套 印误差 的出现 ． 导 因此 ， 制一 种在 高速运 动状 态下直接 测量 研 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．
码及 通信 模块 ．
２ １ 条 形 码 设 计 ．
条形 码 的设计 如 图 ３ 示 ， 所 目前 打 印机 可打 印 的最细 条纹 为 １ ． ． 将 １ ０ ６ｐ ｍ， ２个 白条纹 和 １ ２个 黑条 纹 组成 一个 黑 白条形 码 周期 ， 长度 为 ２ ４ ｍ． ４个 细条 纹构成 一 个完 整 的信号 周期 （ ６ 。 ， ５ ２ ３ ０ ） 每个 细条 纹代 表 的相 位为 １ 。整条 条形 码分 为起 始 区 、 标 区和 正 常 区． 始 区被 设 计 用来 在 连 续 测 量 时 区分 每 圈 的测 ５． 定 起 量数 据 ， 且 在粘 附 时处理 黑 自条形 码非 整数 周 期 的零头 部分 ． 并 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 ， 作为 已知的“ 尺 ” 并 标 衡量 正 常区 的相
摘 要 ： 测 量 彩 色 印 刷 机 在 高速 运 动 状 态 下 的套 印 误 差 ， 据 黑 白 条 形 码 对 光 能 吸 收 不 同 的 为 依
光 学原理 ， 用光 电转换技 术 ， 利 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 ： 系统 具 有 结构 简单 、 该 工
彩 色 印刷 套 印 误 差 检 测 系 统 的 设 计 与 实 现
孙 园 园 ，陈长 缨
（． 重 大 工 程 灾 害 与 控制 ” 育 部 重点 实验 室 （ １“ 教 暨南 大学 ） 广 东 广 州 ５０ ３ ；． 东 省 高 等 学 校 光 电 信 息 ， １６ ２ ２ 广 与传 感 技 术 重 点 实 验 室 （ 南 大 学 ， 电 工 程 系 ） 广 东 广 州 ５ ０ ３ ） 暨 光 ， １６ ２
№ ． ２
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陕 西 科 技 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ Ｓ ＡＡＮＸＩＵＮＩ Ｈ ＶＥＲＳ ＴＹ ＯＦ Ｓ ＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＩ １ ＣＩ ＯＧＹ
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１０・ ０
文章 编 号 ： ０ ０５ １ （ ０ ０ ０ — １ ００ １ ０ —８ １ ２ １ ）２ ０ ０ — ４
会改 变信号 相位 ， 生一 系列相 位差异 的 即时 脉 冲测 量信 号． 产
、
标准 信 号 生成
、
标号疰 口 准 串 信委
、、 、 、
射
测 璧信 号
图 １ 系 统 原 理 框 图
采用 锁相 环技 术 ， 即时脉 冲测量信 号累 积足够 的时 间 ， 到 一组 新 的相 位稳 恒 的信 号． 信号 相位 将 得 该
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 ， 高 印刷 质量 ， 以 提 所
＊ 收稿 日期 ：Ｏ Ｏ ｏ － ２ ｌ — １ １ ５
１ 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 ， 整 激光 器 ， 调
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 ， 电转换 光 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 的交替 变化 ， 而滚筒 表面 的位移偏 差