宽幅数字喷墨打印机控制系统设计

论文摘要

随着社会的发展,人们对大型户外广告的需求越来越大。广告业的迅猛发展随之带动了宽幅喷墨打印机产业的快速发展。本论文结合宽幅数字喷墨打印机的研制项目,重点研究与设计了宽幅数字喷墨打印机的结构组成、电机运动控制以及喷头系统设计。最终设计完成了一台高性能的宽幅数字打印机。具体任务如下:①研究与设计了宽幅数字喷墨打印机的机械机构、运动控制系统。分析了宽幅喷墨打印机的工作原理及工作流程,从中解决了设计的关键技术及难点。②分析了字车无刷直流电机工作原理、运动控制曲线。同时对无刷直流电机进行了数学建模及基于DSP的MATLAB仿真,观察其运动曲线,并选用了改进性的S型曲线,使字车能够平稳、快速、精确的运行。其次对走纸电机进行软硬件控制设计,并进行了相关的实验,最终选用16细分。③研究喷头的工作原理,完成喷头系统的设计,包括安装方式设计、供墨装置和温度补偿装置设计。并分析了在不同绘图模式下的打印原理,字车和走纸步进电机具体运动方式,及在该方式下走纸步进电机需要步进的距离。④整机安装与测试。进行字车回原点、平稳性检测,并修改相应参数进行打印实验比较。从实验可以得出:该打印机打印宽度达3.2m,分辨率720DPI,草绘输出速度达到180 m2/h,且输出质量较高。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 论文相关领域发展及研究现状
• 1.2.1 国内外宽幅喷墨打印机控制技术的研究现状
• 1.2.2 宽幅数字喷墨打印机电机控制技术的实现方法
• 1.3 论文研究的目的及意义
• 1.4 本论文的主要任务
• 2 宽幅数字喷墨打印机系统组成及工作原理
• 2.1 宽幅数字喷墨打印机设计指标分析
• 2.2 宽幅数字喷墨打印机的基本构成
• 2.3 宽幅数字喷墨打印机的控制系统
• 2.4 宽幅数字喷墨打印机的系统流程
• 2.4.1 图像数据处理流程
• 2.4.2 主电机运动控制流程
• 2.4.3 状态反馈流程
• 2.5 宽幅数字喷墨打印机的工作原理
• 2.6 本章小结
• 3 运动控制系统设计
• 3.1 电机选择
• 3.2 字车BLDCM 的控制系统设计
• 3.2.1 BLDCM 的数学模型
• 3.2.2 BLDCM 速度控制曲线
• 3.2.3 字车BLDCM 的控制方案
• 3.2.4 BLDCM MATLAB 仿真
• 3.3 走纸电机的控制设计
• 3.3.1 步进电机的细分驱动原理
• 3.3.2 驱动电路的硬件设计
• 3.3.3 细分驱动电路软件设计
• 3.3.4 步进电机运动试验
• 3.4 本章小结
• 4 喷头系统设计
• 4.1 喷头工作原理
• 4.2 喷头的安装排列方式
• 4.3 喷头的安装校正
• 4.4 供墨装置
• 4.5 温度补偿
• 4.6 宽幅数字喷墨打印机的打印模式分析
• 4.6.1 草绘模式
• 4.6.2 普通模式
• 4.6.3 精细模式
• 4.7 本章小结
• 5 样机安装与测试
• 5.1 样机的安装
• 5.2 样机测试
• 5.2.1 字车回零点程序的调试
• 5.2.2 字车运动平稳性测试
• 5.2.3 输出速度计算
• 5.2.4 打印测试
• 5.3 本章小结
• 6 结论与研究展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目