一种收卷电机跟随控制方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，具体是一种收卷电机跟随控制方法、设备及存储介质。

背景技术

传统的收卷控制方式在打印机中通常用于控制介质，如纸张或胶片，在打印过程中的张力，确保介质在适当的紧绷度下进行打印，这种控制方式一般采用启停式或根据传感器反馈位置进行PID调整的方法。

在启停式控制中，通过控制收卷装置的电机启停来控制介质的张力。当需要增加张力时，电机启动以提供一定的拉力；当需要减小张力时，电机停止以减少张力，这种方式简单易行，但存在一定的延迟问题，由于电机的启停需要一定的时间，可能会导致辊子上下抖动和介质张力的不一致，造成打印品质不好的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种收卷电机跟随控制方法、设备及存储介质，提前计算加减速曲线并且严格按照同步信号驱动的方式，可以很好地同步主胶辊电机与收卷电机的转动，减小收卷浮动辊的抖动，提高打印品质。通过动态调整加减速参数和控制浮动辊的高度，能够适应纸张卷径变化，进一步优化打印过程，提升打印效果和稳定性，从而提高打印品质。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本申请提供了一种收卷电机跟随控制方法，包括如下步骤：

S1：主板统计加减速时间参数，启动打印后由主板统计主胶辊的加速时间,匀速时间,减速时间，并将时间参数通过485级联发送给收放纸板；

S2：收放纸板计算加减速参数，收放纸板收到消息之后进入打印状态，等待主板的同步信号，并且按照主胶辊的加速时间参数以及收卷卷径计算得到的加速度,匀速度,减速度；

S3：主板输出同步信号，打印主胶辊转动时，主板输出同步信号，该同步信号为电平信号防止通讯延迟；

S4：收放纸板响应同步信号，收放纸板收到同步信号之后，立即按照计算得到的加速度,匀速度,减速度来转动收卷电机，从而使得收卷浮动辊与主胶辊同步转动；

S5：浮动辊高度调整加减速曲线，打印中通过同步信号无效时的浮动辊高度来调整下一个同步周期的加减速曲线，从而匹配卷径变大之后的电机转速。

作为优选的，一种收卷电机跟随控制方法还包括：

编码器模块，用于测量收卷电机的转动位置和速度，通过编码器获取准确的电机转速和位置信息；

驱动器模块，用于控制收卷电机的加减速过程和转速调节，驱动器模块接收主板或收放纸板发送的控制信号，并根据参数设置驱动电机的电流和电压；

通信模块，负责主板与收放纸板的通信；

控制算法模块，包括对加减速时间参数和收卷卷径的计算方法，以及根据浮动辊高度调整加减速曲线的算法，用于对收卷电机的控制和调节；

安全保护模块，用于监测收卷电机的工作状态，当检测到异常情况时，触发保护措施。

作为优选的，根据步骤S1所述的主板统计加减速时间参数，在主板控制主胶辊,收放纸板控制收纸卷,485总线传输加速时间,匀速时间,减速时间参数,同步信号线同步两个电机的转动。

作为优选的，按照主胶辊的加速时间参数以及收卷卷径计算得到的匀速度,减速度,其中拆分如下求解步骤:

根据梯形面积公式：s＝(上底+下底)*高/2，其中s为走纸量,上底为匀速时间,下底为加速+匀速+减速时间,则可求得高＝s*2/(上底+下底)；

根据三角形面积公式：s1＝底*高/2，其中底为加速时间,则可求得加速区域面积s1；

根据加速度公式：s1＝a*t*t/2,可得加速度a＝s1*2/t/t,,t为加速时间

根据梯形面积公式，计算高h，s＝h*2/(匀速时间+减速时间)；

根据三角形面积公式，计算减速区域的面积s2：s2＝减速时间*h/2；

最后，根据加速度公式，计算减速度a1：

a1＝(2*s2)/减速时间2。

作为优选的，根据步骤S3所述的打印主胶辊转动时，保持收纸卷与主胶辊同步转动。

作为优选的，根据步骤S4所述的计算得到的加速度,匀速度,减速度来转动收卷电机，判断同步信号失效状态，有效状态时，获取当前浮动辊高度，过高就减小加减速，过低就增加加减速，后再进一步进行判断同步信号生效状态，主板在移动主轴期间,把同步信号拉低时，成为有效电平,主轴停止移动的时候,把同步信号拉高,称为无效电平。

作为优选的，根据步骤S5所述的浮动辊高度调整加减速曲线，使用超声波传感器测量收纸浮动辊的高度，

判断同步信号失效状态，当同步信号失效时，即浮动辊高度无法进行调整时，进行匹配操作，通过监测同步信号的电平状态来判断是否失效，当电平保持一段时间内为无效状态时，认定同步信号失效；

根据计算得到的加减速时间参数，更新电机控制系统中的加减速曲线，在下一个同步周期开始时，电机将按照新的加减速曲线进行运动。

作为优选的，根据浮动辊高度的变化情况，确定下一个同步周期的加减速曲线的调整方式，如果浮动辊高度较高，表示纸张的张力较大，降低电机的转速以减小张力，通过减小加速和减速阶段的时间参数，或者增加匀速阶段的时间参数来实现电机转速的降低；

如果浮动辊高度较低，表示纸张的张力较小，此时需要增加电机的转速以增大张力，通过增加加速和减速阶段的时间参数，或者减小匀速阶段的时间参数来实现电机转速的增加。

一种收卷电机跟随控制设备，包括打印机、至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

本发明的有益效果为：

(1)收卷电机能够与主胶辊实现同步转动，确保纸张的卷绕过程中的稳定性和一致性，通过主板输出的同步信号和计算得到的加减速参数，收卷电机能够按照预设的加减速曲线进行转动，与主胶辊保持同步，这样可以避免纸张卷绕不均匀或偏斜的情况，提高打印品质；

(2)通过根据浮动辊的高度进行动态调整，减小收纸浮动辊的抖动。当浮动辊高度过高时，减小加减速参数来降低收卷电机的转速，从而减小纸张的张力和浮动辊的抖动，当浮动辊高度过低时，增加加减速参数来增加收卷电机的转速，增大纸张的张力，也能减小抖动，通过这种动态调整，可以使纸张张力更为均匀，提高打印品质。

附图说明

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请的技术方案。

图1为本申请实施例1提供的一种收卷电机跟随控制方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例1提供的一种收卷电机跟随控制方法的主板统计加减速时间参数的结构示意图；

图3为本申请实施例1提供的一种收卷电机跟随控制方法的打印时主胶辊转动的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和系统的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、特征及其功效做详细说明。

实施例1

请参阅图1-图3，提前计算加减速曲线并且严格按照同步信号驱动的方式，可以很好地同步主胶辊电机与收卷电机的转动，减小收卷浮动辊的抖动，提高打印品质，通过动态调整加减速参数和控制浮动辊的高度，能够适应纸张卷径变化，进一步优化打印过程，提升打印效果和稳定性，从而提高打印品质。

本发明提供了一种收卷电机跟随控制方法，包括如下步骤：

S1：主板统计加减速时间参数，启动打印后由主板统计主胶辊的加速时间,匀速时间,减速时间，并将时间参数通过485级联发送给收放纸板；

主板根据主胶辊的特性和打印需求，统计加速时间、匀速时间和减速时间参数，这些时间参数通过485级联通信方式发送给收放纸板，收放纸板接收到这些参数后可以根据它们进行后续的加减速计算和控制。

S2：收放纸板计算加减速参数，收放纸板收到消息之后进入打印状态，等待主板的同步信号，并且按照主胶辊的加速时间参数以及收卷卷径计算得到的加速度,匀速度,减速度；

收放纸板接收到主板发送的加减速时间参数后，开始计算加减速参数，根据主胶辊的加速时间参数和收卷卷径，收放纸板进行相应的计算，得到加速度、匀速度和减速度的数值，收放纸板根据这些计算得到的参数来控制收卷电机的转速，以使其与主胶辊同步转动。

S3：主板输出同步信号，打印主胶辊转动时，主板输出同步信号，该同步信号为电平信号防止通讯延迟；

主板在打印过程中，当主胶辊需要转动时，输出同步信号，同步信号是一个电平信号，用于指示收放纸板进行同步操作，并防止因通讯延迟而导致的不同步情况。

S4：收放纸板响应同步信号，收放纸板收到同步信号之后，立即按照计算得到的加速度,匀速度,减速度来转动收卷电机，从而使得收卷浮动辊与主胶辊同步转动；

收放纸板接收到主板发送的同步信号后，立即响应并根据计算得到的加减速参数来控制收卷电机的转动，这样可以确保收卷浮动辊与主胶辊实现同步转动，保证打印过程的准确性和稳定性。

S5：浮动辊高度调整加减速曲线，打印中通过同步信号无效时的浮动辊高度来调整下一个同步周期的加减速曲线，从而匹配卷径变大之后的电机转速。

在打印过程中，如果同步信号失效，即主胶辊和收放纸板之间的同步被中断，可以通过调整浮动辊的高度来调整下一个同步周期的加减速曲线，这样可以根据卷径变大后的电机转速变化来匹配加减速曲线，以维持打印过程的稳定性和质量。

在本实施例中，一种收卷电机跟随控制方法还包括：

编码器模块，用于测量收卷电机的转动位置和速度，通过编码器可以获取准确的电机转速和位置信息，以便实时监控和控制收卷电机的运动状态；

驱动器模块，用于控制收卷电机的加减速过程和转速调节，驱动器模块接收主板或收放纸板发送的控制信号，并根据参数设置驱动电机的电流和电压，从而控制电机的加减速和转速；

通信模块，负责主板与收放纸板之间的通信，除了485级联通信，还可以采用其他通信方式，如以太网、无线通信等，以实现更灵活和高效的数据传输和控制；

控制算法模块，包括对加减速时间参数和收卷卷径的计算方法，以及根据浮动辊高度调整加减速曲线的算法。这些算法模块可以在主板或收放纸板上实现，用于对收卷电机的控制和调节；

安全保护模块，用于监测收卷电机的工作状态，包括电流、温度、过载等。当检测到异常情况时，可以触发相应的保护措施，如停止电机运行、发出警报等，以确保设备和操作人员的安全。

这些模块共同协作，实现收卷电机跟随控制方法中的各个步骤和功能，确保收纸卷与主胶辊的同步转动，从而提高打印质量和效率。

在本实施例中，根据步骤S1所述的主板统计加减速时间参数，如图2所示，在主板控制主胶辊,收放纸板控制收纸卷,485总线传输加速时间,匀速时间,减速时间等参数,同步信号线同步两个电机的转动。

通过485总线将加速时间、匀速时间、减速时间等参数从主板发送给收放纸板。这样，收放纸板可以根据这些参数来调整收纸卷的转速控制，以实现与主胶辊的同步转动，传输这些参数可以确保收纸卷的转动速度和加减速过程与主胶辊相匹配，进一步提高卷绕的精度和稳定性；使用同步信号线进行主胶辊和收纸卷之间的同步控制。主板通过输出同步信号，告知收放纸板何时启动或停止转动，收放纸板接收到同步信号后，即刻按照预设的加减速参数来控制收纸卷的转动，保持与主胶辊的同步，同步信号线的使用可以精确控制两个电机之间的同步性，避免因通讯延迟而导致的不同步情况。

在本实施例中，按照主胶辊的加速时间参数以及收卷卷径计算得到的匀速度,减速度,其中拆分如下求解步骤:

根据梯形面积公式：s＝(上底+下底)*高/2，其中s为走纸量,上底为匀速时间,下底为加速+匀速+减速时间,则可求得高＝s*2/(上底+下底)；

根据三角形面积公式：s1＝底*高/2，其中底为加速时间,则可求得加速区域面积s1；

根据加速度公式：s1＝a*t*t/2,可得加速度a＝s1*2/t/t,,t为加速时间

根据梯形面积公式，计算高h，s＝h*2/(匀速时间+减速时间)；

根据三角形面积公式，计算减速区域的面积s2：s2＝减速时间*h/2；

最后，根据加速度公式，计算减速度a1：

a1＝(2*s2)/减速时间2。

计算得到匀速度和减速度的数值，这些参数将用于控制收卷电机的转速，以使其与主胶辊实现同步转动。

在本实施例中，根据步骤S3所述的打印主胶辊转动时，如图3所示，收纸浮动辊就会往下掉,浮动辊在上下抖动的时候就会使介质的张力不一致,从而影响打印品质,因此需要保持收纸卷与主胶辊同步转动。

通过保持收纸卷与主胶辊的同步转动，可以确保在打印过程中介质张力的一致性，即使主胶辊转动时收纸浮动辊有轻微的上下抖动，由于与主胶辊的同步转动，张力差异将被最小化，从而减少对打印品质的影响。

在本实施例中，根据步骤S4所述的计算得到的加速度,匀速度,减速度来转动收卷电机，判断同步信号失效状态，有效状态时，获取当前浮动辊高度，过高就减小加减速，过低就增加加减速，后再进一步进行判断同步信号生效状态，主板在移动主轴期间,把同步信号拉低时，成为有效电平,主轴停止移动的时候,把同步信号拉高,称为无效电平。

根据计算得到的加速度、匀速度、减速度参数，收放纸板控制收卷电机的转动。同时，收放纸板监测当前浮动辊的高度，如果浮动辊过高，则适当减小加减速参数；如果浮动辊过低，则适当增加加减速参数。通过这样的调整，可以使收卷电机的转速更好地适应当前的打印状态，提高打印的准确性和稳定性。

在本实施例中，根据步骤S5所述的浮动辊高度调整加减速曲线，使用超声波传感器测量收纸浮动辊的高度，这个高度反映了纸张的紧张程度和张力状态。

判断同步信号失效状态，当同步信号失效时，即浮动辊高度无法进行调整时，需要进行匹配操作，通过监测同步信号的电平状态来判断是否失效，当电平保持一段时间内为无效状态时，可以认定同步信号失效。

根据计算得到的加减速时间参数，更新电机控制系统中的加减速曲线，在下一个同步周期开始时，电机将按照新的加减速曲线进行运动，从而实现与纸张卷径变化的匹配。

在本实施例中，根据浮动辊高度的变化情况，确定下一个同步周期的加减速曲线的调整方式，如果浮动辊高度较高，表示纸张的张力较大，此时需要降低电机的转速以减小张力，通过减小加速和减速阶段的时间参数，或者增加匀速阶段的时间参数来实现电机转速的降低；

如果浮动辊高度较低，表示纸张的张力较小，此时需要增加电机的转速以增大张力，通过增加加速和减速阶段的时间参数，或者减小匀速阶段的时间参数来实现电机转速的增加。

一种收卷电机跟随控制设备，包括打印机、至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

实施例2

本实施例有效解决收卷电机跟随控制中出现的同步转动、抖动等问题，提高打印品质并减小浮动辊的影响。

本实施例提供一种收卷电机跟随控制方法，包括

优化同步信号，确保同步信号的稳定性和准确性，可以通过使用更可靠的同步信号源、提高通信速度或采用更稳定的通信协议等手段来改善同步信号的传输效果；

引入反馈控制，在收卷电机控制中引入位置或速度反馈机制，以实时监测收纸浮动辊的位置或速度信息，并根据反馈信号进行调整，这样可以更精确地控制收卷电机的转动，减小浮动辊的抖动，并提高打印品质；

优化加减速曲线计算，在计算加减速曲线时，考虑到收纸浮动辊的运动特性，如惯性、摩擦等因素，并结合实际情况进行参数调整。通过合理设计加减速曲线，使得收卷电机的转动更加平滑，减小抖动。，

增加减震措施，在收卷电机与收纸浮动辊之间增加减震装置，减少外部干扰对浮动辊的影响。例如，使用减震垫片、减震材料等来吸收振动和冲击，降低抖动的程度；

定期维护与调整，保持收卷电机和收纸浮动辊的良好状态，定期进行维护和检查，及时调整和修复可能存在的问题，如松动的连接件、磨损的部件等，以确保系统的正常运行。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。