CN109130460B - 圆网转移印花机控制系统 - Google Patents

Abstract

一种圆网转移印花机及其控制系统，圆网转移印花机包括进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，其中，所述印花单元包括至少一个圆网转印组件和导带组件，每个圆网转印组件包括圆网版辊和转移辊，圆网版辊与转移辊相抵近，转移辊的表面无缝包覆对水性墨水亲和性好的橡胶或树脂，所述控制系统包括：Motion控制器；输送同步模块，用于控制进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，实现四者的输送速度同步；和圆网转印同步模块，用于控制环形导带与圆网转印组件之间的相位同步和各圆网转印组件之间的相位同步，以保证套准或对花准确，其中，所述Motion控制器通过现场总线连接每个模块。

Description

圆网转移印花机控制系统

技术领域

本公开涉及应用于纺织工业的印染机械，尤其是一种圆网转移印花机及其控制系统。

背景技术

印染工艺和机械门类众多、品种广泛。目前市场上的主要印花工艺有圆网印花、平网印花、滚筒印花、台板印花、转移印花、数码喷墨印等。其中，圆网印花是利用刮刀使圆网内的色浆在压力的驱使下印制到织物上的一种印花方式，其既有滚筒印花生产效率高的优点，又有平网印花能印制大花型、色泽浓艳的特点，被公认为是一种介于滚筒印花和平网印花之间，在印花技术上有重大突破和发展的印花工艺。一经推出，就迅速扩散，在印花企业中占有很高的应用比例。

然而，在实际应用中，申请人发现现有的圆网印花机存在的一个问题是在印制精细花纹或线条时，由于圆网本身的网眼结构的限制，而且由于圆网本身压力承受能力和抗变形能力较差，印制精细线条时效果不十分理想。

另外，现有的圆网印花机存在的另一个问题是不能快速实现对版和对版效果不能满足越来越高的需求。与其它印花工艺一样，为了实现印花精度，圆网印花机在印制过程中需要保持圆网间的位置同步，实现正确套色或对版。如果对版不准，则导致圆网印花机的各色组印制的各颜色图案的重叠度不够高，出现废品，由此影响印花机的产能和生产效率。目前印花设备有些依靠人工操作来进行逻辑控制，不仅操作复杂、对版误差较大，而且动态调整速度慢，由此进一步影响印花机的产能和生产效率。而传统的机械共轴传动控制中，传动环节多，累积误差大，从而影响印花精度。随着机械磨损，易出现“跑花”，影响印花质量的稳定性。此外，品种适应性受到限制，不适合加工厚重结构(≥180g/cm²)。

虽然在纸张上印刷精美图案的先进印刷技术已经在印刷领域广泛开发和应用，但是，实际应用中这种印刷技术仅限于纸张。由于织物的物理和化学性质与纸张有诸多不同，简单地将纸张印刷技术直接转用于织物印刷会带来一系列的问题。

发明内容

因此，本公开旨在提供一种圆网转移印花机控制系统，能够解决现有技术中存在的上述问题中的至少一个。整个圆网转移印花机控制系统的架构简单、直接，稳定性较好，对控制技术要求低，开发简单。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于圆网转移印花机的控制系统，所述圆网转移印花机包括进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，进料单元用于将织物进给至印花单元，烘干单元用于实现对印花之后的织物进行烘干，收料单元用于将完成印花的织物收入到成品布筐中，其中，所述印花单元包括至少一个圆网转印组件和导带组件，每个圆网转印组件包括圆网版辊和转移辊，圆网版辊与转移辊相抵近，转移辊的表面无缝包覆对水性墨水亲和性好的橡胶或树脂，所述控制系统包括：

Motion控制器；

输送同步模块，用于控制进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，实现四者的输送速度同步；和

圆网转印同步模块，用于控制环形导带与圆网转印组件之间的相位同步和各圆网转印组件之间的相位同步，以保证套准或对花准确；

其中，所述Motion控制器通过现场总线连接每个模块。

优选地，所述Motion控制器设定一基准速度，基于该基准速度计算得出进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元各自的驱动电机的给定速度，并向输送同步模块发送表示给定速度的相应信号，以控制相应单元以相应的给定速度输送待印花的织物，由此整体上保证进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元之间的速度同步。

优选地，所述Motion控制器设定一基准速度，基于该基准速度计算得出环形导带和各圆网转印组件的驱动电机的给定速度，并向圆网转印同步模块发送表示给定速度的相应信号，以此控制各驱动电机以相应给定速度运转，从而实现环形导带与圆网转印组件之间的相位同步和各圆网转印组件之间的相位同步。

优选地，所述基准速度为印花单元中的环形导带的输送速度。

优选地，所述烘干单元包括热风电机，所述控制系统包括风机控制模块，用于根据织物的输送速度，控制热风电机的风量，以保证烘干单元中的热风温度恒定。

优选地，该控制系统包括张力控制模块，所述张力控制模块根据张力传感器检测到的织物的实时张力，通过控制张力辊，实现张力闭环反馈控制，以保持合适的张力。

优选地，所述张力控制模块包括位于进料单元与印花单元之间的第一张力辊和位于烘干单元与收料单元之间的第二张力辊。

优选地，所述圆网转印同步模块包括分别与各圆网转印组件对应地设置的多个子模块，每个子模块包括用于控制各圆网转印组件的驱动电机的相应伺服驱动器，各伺服驱动器通过现场总线与Motion控制器通信。

优选地，每个子模块能够依据通过检测器对色标的检测而得到的套准偏差距离来调节相应的圆网转印组件的相位。

优选地，所述检测器为色标传感器，每个圆网转印组件下游均设置有一个色标传感器。

优选地，所述检测器是摄像机，所述摄像机设置在印花单元的出布端的适当位置处。所述摄像机对织物进行拍摄，所拍摄的图像送入Motion控制器进行量化和分割处理，提取出每个色标，然后以第一色标的质心为原点，计算其它色标的质心与原点的距离，以此得到其它色相对于第一色的套准偏差距离。

优选地，所述圆网转印同步模块包括位于每个圆网转印组件的出布端处的图像检测装置，所述图像检测装置对印制的图案进行实时拍摄，Motion控制器对所拍摄的图像进行处理，提取出特征值，比较该特征值与标准参考值得到坐标位置偏差，然后将此偏差转换为相应圆网转印组件的印花偏差量，基于该偏差量，由圆网转印同步模块向相应圆网转印组件的驱动电机发送补偿信号进行实时校正，从而实现对花自动控制。

优选地，所述图像检测装置为摄像机。

优选地，Motion控制器对所拍摄的图像进行如下处理：

(1)图像预处理：图像预处理是对采集到的图像进行数字化、灰度变换、灰度均衡、滤波除噪操作，使图像适合于后期处理，使图像感兴趣的信息增强，同时抑制不感兴趣的信息；

(2)图像分割：对预处理后的图像进行二值化阈值分割，然后利用形态化处理进行细化，提取出花型的骨架用于识别处理。

(3)图像分析与识别：对二值化后的图像进行骨架提取，在图像上选取几个特征点，得到特征值，将该特征值与标准参考值进行比较，得到坐标位置偏差，从而得到精确的印花误差，该印花误差即相应圆网转印组件的偏差量。

根据本公开的另一个方面，提供了一种圆网转移印花机，其包括上述的控制系统。

优选地，所述圆网转印组件包括与转移辊相对布置的背压辊，所述环形导带和织物经过两者之间。

优选地，转移辊直径与圆网版辊相同或者是圆网版辊直径的整倍数。

优选地，转印辊的表面的邵氏硬度为70～85度。

参照示例性实施例的如下详细描述并结合附图和根据附带的权利要求书，可以更全面地明白本公开的其它目的、特征和细节。

本领域技术人员通过参照下面列出的附图阅读相应实施例的如下详细描述，将会明白相应实施例以及各种另外的实施例的优点。此外，下面所讨论的附图的各个特征没有必要按比例绘制。附图中的各个特征和元件的尺寸可以扩大或缩小，以更清楚地示出本公开的实施例。

附图说明

下面结合附图和实施例对本公开进一步的说明，其中相同的参考标号在整个附图及其描述中指代相似或相同的元件。

图1是依照本公开的实施例的圆网转移印花机的整体示意图。

图2是依照本公开的实施例的圆网控制印花机控制系统的示意图。

具体实施方式

下面描述本公开的各个说明性实施例。在本说明书中，仅为了解释起见，在附图中示意性地描绘各个系统、结构和装置，但未描述实际系统、结构和装置的所有特征，比如熟知的功能或结构并未详细描述，以避免不必要的细节使得本公开模糊不清。当然应该明白，在任何实际应用时，需要作出许多具体实施决策以达到开发者或使用者的特定目标，并且需要遵从与系统相关和行业相关的限制，这些特定目标可能随着实际应用的不同而不同。此外，应该明白，这样的具体实施决策虽然是复杂的且耗费大量时间的，然而这对于受益于本申请的本领域普通技术人员来说是例行任务。

本文使用的术语和短语应该被理解和解释为具有与相关领域技术人员对这些术语和短语的理解一致的含义。本文的术语或短语的一致用法不意在暗示术语或短语的特殊定义，即，与本领域技术人员所理解的普通和惯常含义不同的定义。对于意在具有特殊含义的术语或短语，即，与技术人员所理解的不同的含义，这种特殊定义将在说明书中以定义方式明确列出，直接且毫不含糊地给出术语或短语的特殊定义。

除非内容要求，否则在下文的整个说明书以及权利要求中，词语“包括”及其变型、诸如“包含”将以开放式的、包容的意义来解释，也就是如“包括但不限于”。

在本说明书的整个描述中，参考术语“一实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。因而，整个该说明书中不同地方出现的短语“在一个实施例中”或者“在一实施例中”不是必须都涉及相同实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

正如在本说明书和所附的权利要求中使用的，除非另有明确的规定和限定，单数形式的不定冠词“一”以及定冠词“该”包括一个或多个指称对象。还应该注意的是，除非另有明确的规定和限定，术语“或”从意思上来说一般包括“和/或”。为了这种说明的目的，以“A或B”的形式的词组意味着“(A)、(B)或者(A和B)”。为了说明的目的，以“A、B或C中的至少一个”的形式的词组意味着“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C)”。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在此描述的系统还可利用一个或多个控制器来接收信息并变换所接收的信息以生成输出。该控制器可包括任意类型的计算装置、计算电路或者任意类型的处理器或能够执行存储在存储器中的一系列指令的处理电路。该控制器可包括多个处理器和/或多核中央处理单元(CPU)并且可包括任意类型的处理器，诸如微处理器、数字信号处理器、微控制器等。该控制器还可包括存储器以存储数据和/或算法以执行一系列指令。

根据本公开的实施例，所提供的圆网转移印花机整体上参见图1所示。该圆网转移印花机可以包括以下几个部分：进料单元100、印花单元200、烘干单元300和收料单元400。各个单元的布置顺序可以如图1所示。图2示出了圆网转移印花机控制系统的示意图。如图2所示，该控制系统可以包括人机界面(HMI)510、Motion控制器520、现场总线、各控制模块和各传感器等。人机界面510采集用户按键操作、车速控制、停车方式等等信号。操作人员通过人机界面510发出指令给Motion控制器520来统一管理和控制各个单元，从而实现自动化控制。

印花单元200可以包括至少一个圆网转印组件5、背压辊6和导带组件。根据印花套色或叠色需求可在机架长度范围内安装若干个圆网转印组件5，优选安装4个、6个、8个圆网转印组件。

每个圆网转印组件5包括圆网版辊51、转移辊52和刮刀。圆网版辊51与转移辊52相抵近，两者之间的间隙为0.3±0.1mm。转移辊52与圆网版辊51直径相同，或者是圆网版辊直径的整倍数。转移辊的表面无缝包覆橡胶或树脂，优选对水性墨水亲和性好的橡胶或树脂。转移辊的表面邵氏硬度可以为70～85度，优选80度。传统的圆网印花工艺是圆网直接与织物接触来转移颜色图案，在印制精细花纹或线条时，由于圆网本身的网眼结构的限制，而且圆网本身压力承受能力和抗变形能力较差，印制精细线条时效果不十分理想。而本公开采用了转印，即通过圆网版辊和转移辊的接触，将圆网图案的墨转移到包覆橡胶或树脂的转移辊的表面上，再通过转移辊的表面和环形导带上织物的压印转印到织物上，因为转移辊可以重压接触织物，从而实现印花图案在织物上的完美呈现。

每个圆网转印组件5均由驱动电机、优选伺服电机独立驱动。Motion控制器通过现场总线连接每个伺服电机的伺服驱动器，从而实现每个圆网转印组件的高精度同步控制。通过伺服电机和Motion控制器，可以实现预套准功能，大大减少材料浪费。

圆网版辊51和转移辊52可以采用双伺服驱动，即圆网版辊51和转移辊52均由一独立伺服电机驱动，图2中示出的就是这种双伺服驱动方式；也可以采用单伺服驱动，即圆网版辊51和转移辊52中的一个由伺服电机驱动，另一个则通过齿轮传动由该伺服电机带动旋转。

背压辊6与转移辊52相对布置，导带71和织物经过两者之间。背压辊6为金属辊或橡胶辊。

导带组件可以包括环形导带71、传动系统、清洗装置72和导带烘燥装置73。传动系统包括主动辊和从动辊。根据需要，可以灵活布置主动辊和从动辊各自的数量和位置。在图1所示的实施例中，设置了三个辊，其中在环形导带71与织物接触的前、后分离处各设置一个辊，这两个辊中的一个辊为主动辊、例如辊75，另一个辊为从动辊76。在这两个辊之间的中心下方位置处设置第三辊77，该第三辊也为从动辊并且起到张紧环形导带的作用。各背压辊6、主动辊75和从动辊76、77被包绕在环形导带71的内壁中。清洗装置72和导带烘燥装置73位于环形导带71的外侧。如图1所示。清洗装置72用于对印制过程中可能透过织物而留在环形导带上的墨水进行清洗，优选为喷水清洗装置，喷水清洗装置下游设置有毛刷78。在清洗装置72与导带烘燥装置73之间优选设置有擦干装置79。导带烘燥装置73用于对清洗后的导带表面进行烘干，可以为红外线烘燥装置和/或热风烘燥装置，优选红外烘燥装置。

进料单元100用于将织物进给至印花单元200。收料单元400则用于将完成印花的织物收入到成品布筐中。在进料单元100与印花单元200之间可以设置牵引装置，和/或在印花单元200与收料单元400之间可以设置牵引装置。

烘干单元300用于实现对印花之后的织物进行烘干。依照本公开的一实施例，烘干单元300包括烘干通道303、托辊301、和热风机。烘干通道303可以是由烘干通道上层302和烘干通道下层304组成的狭长腔室。完成印花的织物依靠位于烘干通道303中的托辊301的支撑通过该烘干通道。在烘干通道上层和下层中布置有若干热风机。热风机由热风电机驱动，用于向烘干通道吹送热风。

参照图2，下面将更详细地描述圆网转移印花机控制系统。如图所示，该控制系统的人机界面510、Motion控制器520、各伺服电机的驱动器、热风电机的驱动器、张力传感器、温度传感器(未示出)等通过现场总线相连。根据控制目标的不同，控制系统可包括以下几个模块：输送同步模块(未标记)、张力控制模块530、圆网转印同步模块540和风机控制模块550。这些模块都与相当于中央控制单元的Motion控制器520通信，以实现各自的控制功能。输送同步模块用于控制进料单元、印花单元(特别是环形导带)、烘干单元和收料单元的输送速度，实现四者的输送速度同步。张力控制模块530用于控制张力辊534，实现张力闭环反馈控制，以保持合适的张力。圆网转印同步模块540用于控制环形导带与圆网转印组件之间的位置(相位)同步和各圆网转印组件之间的位置(相位)同步，以保证套准或对花(对版)准确。

风机控制模块550用于根据织物的输送速度，控制热风电机551(参见图2)的风量，以保证烘干单元中的热风温度恒定。Motion控制器根据织物速度给定一控制信号，该控制信号对应于烘干通道303内的预定温度。烘干通道内还设置有温度传感器(未示出)，其测量烘干通道内热风的实时温度并将该实时温度发送给Motion控制器，Motion控制器基于该实时温度控制热风机的热风电机551的速度，由此保持烘干通道303内的温度恒定，实现温度PID控制。

在圆网控制系统中，主要解决的是两个同步问题，第一个是进料单元、印花单元(即导带组件)、烘干单元和收料单元之间的速度同步，它们之间的同步保证了织物在连续经过这四个单元时，既不被拉伸甚至拉断，也不会卷绕。这种同步是借助于输送同步模块实现，该输送同步模块设定一电机作为基准电机，以该基准电机的速度作为基准速度，以该基准速度计算得出其它电机的给定速度，由此整体上保证进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元之间的速度同步，从而保证整个圆网转移印花机动作的统一协调性和印花精度。实质上，上述设定步骤相当于Motion控制器设定一基准速度，基于该基准速度计算得出进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元各自的驱动电机的给定速度。

特别地，根据本公开的一实施例，以印花单元200中环形导带71的传送速度作为基准速度，由Motion控制器基于该基准速度进行运算，得到各单元的驱动电机的设定速度，并向各驱动电机发送表示相应设定速度的信号，以此控制各驱动电机以相应设定速度运转，从而实现四个单元速度同步运行。在本文中，以导带组件中主动辊75的驱动电机、优选伺服电机作为基准电机，其它电机的速度根据该基准电机的基准速度计算得到，使得织物经过这些电机驱动的单元或部件时能够保持一致的线速度。Motion控制器向该基准电机发送表示该基准速度的信号，并向其它电机发送表示基于该基准速度计算得到的相应设定速度的信号。所述其它电机可以包括进料单元的驱动电机、圆网转印组件的伺服电机(在双伺服驱动模式下，为圆网伺服电机和转移伺服电机；在单伺服驱动模式下，为圆网版辊和转移辊共用的伺服电机)、烘干单元中托辊的驱动电机、收料单元的驱动电机等，还可以包括各牵引辊的驱动电机。

另外，如前所述，为避免织物在输送过程中出现张紧程度不合适的情况，该控制系统还通过张力控制模块530实现张力闭环反馈控制。张力传感器531检测织物的实时张力，并将张力信号反馈给Motion控制器。Motion控制器通过反馈的信号，计算调节量，并向张力伺服驱动器532发送信号以控制相应的张力辊伺服电机533，从而由张力辊伺服电机调节织物的张力，保持适合的张力。

张力控制模块可以在印花全程控制织物的张力状态，使得织物在整个印制过程中既不被拉伸甚至拉断，也不会卷绕。在本印花机中从进布到出布的张力均得到有效控制。依照本公开的一实施例，张力控制模块530包括位于进料单元与印花单元之间的第一张力辊534和位于烘干单元与收料单元之间的第二张力辊535(参见图1)。可替代地或可附加地，在印花单元与烘干单元之间可以设置有一另外的张力辊。这样，依照本公开的圆网转移印花机将张力控制分为以下几段：转移印花前张力控制和转移印花后张力控制。每段的张力都由张力传感器检测实时张力，由Motion控制器通过各伺服驱动器控制相应的张力辊伺服电机，以实现张力闭环控制。每段的张力大小都可以根据需要设置以满足不同织物材料的需要。

第二个同步是印花单元的相位同步，即各圆网转印组件5之间的位置同步和环形导带71与各圆网转印组件5之间的位置同步。这对于保证印花精度是很重要的，也就是通常所述的对花、套准或对版。该相位同步通过上述的圆网转印同步模块来实现。

依照本公开的实施例，该圆网转印同步模块以环形导带的传送速度、即主动辊的伺服电机的速度作为基准速度，由Motion控制器基于该基准速度进行运算，得到各圆网转印组件5的驱动电机的设定速度，并向各驱动电机发送表示相应设定速度的信号，以此控制各驱动电机以相应设定速度运转，从而实现环形导带71、各个圆网转印组件5之间的同步。首先由Motion控制器控制环形导带的主动辊75的伺服电机(未示出)按设定的速度精确运转，保证环形导带上的织物平稳输送，然后Motion控制器以该主动辊的伺服电机的速度作为基准速度，计算相应各组圆网转印组件5的设定速度，以设定速度控制各圆网转印组件的伺服电机，保证环形导带、各圆网转印组件相互之间的相位同步，从而保证并精确地转印各转印组件的花纹图案在织物上。

另外，为补偿速度误差以实现绝对的角度和位置同步，消除电机漂移和累计位移的影响，该圆网转印同步模块还引入对花(套准)信号，可以自动调节同步误差。

在图2所示的实施例中，根据本公开的实施例的圆网转印同步模块540包括分别与各圆网转印组件5对应地设置的多个子模块(图中显示了四个子模块540A、540B、540C和540D)，每个子模块可以包括用于控制各圆网转印组件的伺服电机的相应伺服驱动器。在示出的实施例中，每个子模块包括用于转移辊52的伺服电机544的伺服驱动器542和用于圆网版辊51的伺服电机543的伺服驱动器541。各伺服驱动器通过现场总线与Motion控制器通信。每个子模块能够依据通过检测器对色标的检测而得到的套准偏差距离来调节相应的圆网转印组件的转移辊和圆网版辊的位置。

色标是当织物经过每个圆网转印组件时例如经由设置在该圆网转印组件的圆网版辊上的标记而印制的，所印制的色标可以与各圆网转印组件一一对应，例如，如果印花设备中设置有四个圆网转印组件，则可以在织物经过每个圆网转印组件时每次印制一个对应的色标，四个圆网转印组件印制四个不同颜色的色标。所印制的色标的样式可以是矩形、三角形、梯形或者十字形等等。并且，相邻色标之间可以具有预定的基准距离D0(例如0mm、5mm或10mm等等，当然不局限于此)。在一实施例中，与各圆网转印组件相对应地设置的检测器(例如，光电传感器)可以检测经过的与该圆网转印组件5相对应的色标，比如，与第二圆网转印组件5相关联地设置的检测器可以检测刚印制的与该第二圆网转印组件5对应的那个第二色标，然后可得到该第二色标和与第一圆网转印组件5对应的第一色标(可称为首色色标)之间的距离D1，然后比较上述基准距离D0与该距离D1而获得可以作为两者之差的该第二圆网转印组件5的套准偏差距离Δ1。与其它圆网转印组件相对应的色标的检测以及套准偏差距离的计算与上面参照第二色标描述的方式类似，区别仅在于此时的基准距离是上述基准距离的倍数，比如计算第三圆网转印组件5的套准偏差距离时，此时的基准距离是2倍的色标基准距离，即2×D0。基于通过上述方式计算的相应圆网转印组件的套准偏差距离，可以实时动态调整相应圆网转印组件的转移辊和圆网版辊位置，从而可以自动实现圆网转印组件之间的套准，即实现自动对版或对花。

以D0＝0mm为例，以对应于第一圆网转印组件所印制的第一色的第一色标为标准，其它色的套准偏差距离为对应于其它圆网转印组件的相应色的色标与第一色标之间的距离。例如：第二色标在第一色标的后方5mm(+5)，则表明第二圆网转印组件与标准的第一圆网转印组件相比滞后5mm，需要基于该距离调整第二圆网转印组件的相位使第二圆网转印组件与第一圆网转印组件相位同步(可以称之为“调快”)，之后恢复之前的输送速度同步。这个过程非常快速，只有数微秒，对织物的整体输送几乎不产生任何影响。调快的具体操作可采用本领域已知的方式。相反，如果第二色标在第一色标的前方5mm(-5)，则表明第二圆网转印组件与标准的第一圆网转印组件相比提前5mm，需要基于该距离调整第二圆网转印组件的相位使第二圆网转印组件与第一圆网转印组件相位同步(可以称之为“调慢”)，之后恢复之前的输送速度同步。调慢的具体操作可采用本领域已知的方式。

在本公开的一替代实施例中，也可以使用摄像机对印花单元的出布端的适当位置处的织物进行拍摄，此处的织物已经印制有全部的色标，在示出的实施例中包括不同颜色的四个色标。Motion控制器对摄像机拍摄的图像进行量化和分割处理，由于色标的颜色不同，很容易提取出每个色标，然后以第一色标的质心为原点，计算其它色标的质心与原点的距离，以此得到其它圆网转印组件相对于第一圆网转印组件的套准偏差距离或者其它色相对于第一色的套准偏差距离。基于相应圆网转印组件的套准偏差距离，可以动态调整相应圆网转印组件的转移辊和圆网版辊位置，从而可以自动实现各圆网转印组件之间的套准，即实现自动对版或对花。

在本公开的又一替代实施例中，还可以将图像处理技术运用到印花单元的对花检测中，实时检测印制织物的花形，将信号反馈给相应圆网转印组件，构成无标记对花检测。在每个圆网转印组件的出布端由摄像机对刚刚印制的印花图案进行实时拍摄，所拍摄的图像被送入Motion控制器进行处理，并提取出特征值。将对应于第一圆网转印组件的第一帧图像(即第一色的图像，第一色往往是主色调，即面积较大的色块，因此其图案轮廓基本清晰，可以较为方便地确定其后续色的参照标准)中的特征值作为标准参考值保存下来。对第二圆网转印组件的出布端处的摄像机所拍摄的下一帧图像送入Motion控制器进行同样处理，得到此帧图像的特征值。将此特征值与前述的标准参考值相比较得出坐标位置的偏差，将此偏差转换为相应圆网转印组件的印花偏差量，基于该偏差量，向圆网转印组件的伺服电机发送补偿信号进行实时校正，从而实现对花自动控制。对第三圆网转印组件、第四圆网转印组件等等印制的图案进行同样处理。

图像处理算法分为三步：

(1)图像预处理：图像预处理是对采集到的图像进行数字化、灰度变换、灰度均衡、滤波除噪等操作，主要目的是使图像适合于后期处理，使图像感兴趣的信息增强，同时抑制不感兴趣的信息。

(2)图像分割：图像分割是利用图像处理手段提取特征值。对预处理后的图像进行二值化阈值分割，然后利用形态化处理进行细化，提取出花型的骨架用于识别处理。

(3)图像分析与识别：对二值化后的图像进行骨架提取，在图像上选取几个特征点，得到特征值，将该特征值与标准参考值进行比较，得到坐标位置偏差，从而得到精确的印花误差，该印花误差即相应圆网转印组件的偏差量。

依照一实施例，上述的Motion控制器520可以选用包米勒PLC02Motion(或PCC04)或者力士乐MLC45(MLC65)的高性能运动同步控制器，使多轴的伺服驱动可在动态过程中实现精准的同步控制。也可以基于安川MP系列的运动控制器。依照一实施例，现场总线可以选用Ethercat和CanOpen总线，CanOpen总线用于连接热风电机的驱动器，Ethercat用于连接张力控制伺服电机、转移辊伺服电机和圆网版辊伺服电机的驱动器。

本领域技术人员应当理解，虽然上述实施例均以环形导带的输送速度作为基准速度，但是，也可以以圆网转移印花机种的其它相应单元或部件的速度作为基准速度。

依照本公开的圆网转移印花机控制系统，基于全数字化Motion控制器为主站，伺服驱动器和其它控制装置等作为从站，通过现场总线连接，所有接入的控制设备运行状态实时反映至人机界面，还可将系统扩展至Internet连接，为企业管理及远程维护奠定基础。

本公开的圆网转移印花机适宜高速印花生产，环形导带传动由伺服电机实现任意速度下的无级调速；在运行中能实时控制偏差，即使在升降速过程中，也实现同步运行，无“跑花”现象，对花精度高(≤＝+/-0.15-0.2mm)；精准的张力控制也尽量减小织物的拉伸变形，满足不同品种印花，达到最佳印花效果；提高了圆网转印电机控制的动态特性，使之有较快的响应特性，采用总线运动控制器，更好地实现同步控制；本公开引入了对花(套准)信号，自动消除套印偏差。

本公开可以包括在此隐含或明确公开的任何特征或特征组合或其概括，不局限于上述罗列的任何限定的范围。在此所述的有关任何元件、特征和/或结构布置可以以任何适合的方式组合。

以上公开的特定实施例仅是示例性的，对于受益于本文的教导的本领域技术人员来说显然的是，可以以不同但等同的方式修改和实施本公开。例如，可以按不同的顺序执行上述方法步骤。此外，除了以下权利要求中所述的之外，并不限制本文示出的构造或设计的细节。因此显然的是，可对以上公开的具体实施例进行改变和修改，并且所有这些变型都被认为是落入本公开的范围和精神之内。因此，本文寻求的保护在所附的权利要求书中列出。

Claims (19)

1.一种用于圆网转移印花机的控制系统，所述圆网转移印花机包括进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，进料单元用于将织物进给至印花单元，烘干单元用于实现对印花之后的织物进行烘干，收料单元用于将完成印花的织物收入到成品布筐中，其中，所述印花单元包括至少一个圆网转印组件和导带组件，每个圆网转印组件包括圆网版辊和转移辊，圆网版辊与转移辊相抵近，转移辊的表面无缝包覆对水性墨水亲和性好的橡胶或树脂，其特征在于，所述控制系统包括：

Motion控制器；

输送同步模块，用于控制进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元，实现四者的输送速度同步；和

圆网转印同步模块，用于控制环形导带与圆网转印组件之间的相位同步和各圆网转印组件之间的相位同步，以保证套准或对花准确；

其中，所述Motion控制器通过现场总线连接每个模块。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述Motion控制器设定一基准速度，基于该基准速度计算得出进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元各自的驱动电机的给定速度，并向输送同步模块发送表示给定速度的相应信号，以控制相应单元以相应的给定速度输送待印花的织物，由此整体上保证进料单元、印花单元、烘干单元和收料单元之间的速度同步。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述Motion控制器设定一基准速度，基于该基准速度计算得出环形导带和各圆网转印组件的驱动电机的给定速度，并向圆网转印同步模块发送表示给定速度的相应信号，以此控制各驱动电机以相应给定速度运转，从而实现环形导带与圆网转印组件之间的相位同步和各圆网转印组件之间的相位同步。

4.如权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于，所述基准速度为印花单元中的环形导带的输送速度。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述烘干单元包括热风电机，所述控制系统包括风机控制模块，用于根据织物的输送速度，控制热风电机的风量，以保证烘干单元中的热风温度恒定。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统包括张力控制模块，所述张力控制模块根据张力传感器检测到的织物的实时张力，通过控制张力辊，实现张力闭环反馈控制，以保持合适的张力。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述张力控制模块包括位于进料单元与印花单元之间的第一张力辊和位于烘干单元与收料单元之间的第二张力辊。

8.如权利要求1或3所述的控制系统，其特征在于，所述圆网转印同步模块包括分别与各圆网转印组件对应地设置的多个子模块，每个子模块包括用于控制各圆网转印组件的驱动电机的相应伺服驱动器，各伺服驱动器通过现场总线与Motion控制器通信。

9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，每个子模块能够依据通过检测器对色标的检测而得到的套准偏差距离来调节相应的圆网转印组件的相位。

10.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述检测器为色标传感器，每个圆网转印组件下游均设置有一个色标传感器。

11.如权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述检测器是摄像机，所述摄像机设置在印花单元的出布端的适当位置处。

12.如权利要求11所述的控制系统，其特征在于，所述摄像机对织物进行拍摄，所拍摄的图像送入Motion控制器进行量化和分割处理，提取出每个色标，然后以第一色标的质心为原点，计算其它色标的质心与原点的距离，以此得到其它色相对于第一色的套准偏差距离。

13.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述圆网转印同步模块包括位于每个圆网转印组件的出布端处的图像检测装置，所述图像检测装置对印制的图案进行实时拍摄，Motion控制器对所拍摄的图像进行处理，提取出特征值，比较该特征值与标准参考值得到坐标位置偏差，然后将此偏差转换为相应圆网转印组件的印花偏差量，基于该偏差量，由圆网转印同步模块向相应圆网转印组件的驱动电机发送补偿信号进行实时校正，从而实现对花自动控制。

14.如权利要求13所述的控制系统，其特征在于，所述图像检测装置为摄像机。

15.如权利要求13所述的控制系统，其特征在于，Motion控制器对所拍摄的图像进行如下处理：

(1)图像预处理：图像预处理是对采集到的图像进行数字化、灰度变换、灰度均衡、滤波除噪操作，使图像适合于后期处理，使图像感兴趣的信息增强，同时抑制不感兴趣的信息；

(2)图像分割：对预处理后的图像进行二值化阈值分割，然后利用形态化处理进行细化，提取出花型的骨架用于识别处理；

(3)图像分析与识别：对二值化后的图像进行骨架提取，在图像上选取几个特征点，得到特征值，将该特征值与标准参考值进行比较，得到坐标位置偏差，从而得到精确的印花误差，该印花误差即相应圆网转印组件的偏差量。

16.一种圆网转移印花机，其包括如权利要求1-15中任一项所述的控制系统。

17.如权利要求16所述的圆网转移印花机，其特征在于，所述圆网转印组件包括与转移辊相对布置的背压辊，所述环形导带和所述织物经过所述转移辊和所述背压辊两者之间。

18.如权利要求16所述的圆网转移印花机，其特征在于，所述转移辊的直径与所述圆网版辊的直径相同或者是所述圆网版辊的直径的整倍数。

19.如权利要求16所述的圆网转移印花机，其特征在于，所述转移辊的表面的邵氏硬度为70～85度。

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