Розроблення методів адаптивної компенсації похибок неприведення друку на основі керування приводами рулонних друкарських машин
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2026-300-2-19-27Ключові слова:
рулонна друкарська машина, похибка неприведення, адаптивна компенсація, міжсекційний зв’язок, сервоприводне керування, фазова синхронізаціяАнотація
Метою статті є розроблення та експериментальна перевірка методів адаптивної компенсації похибок неприведення друку шляхом активного керування приводами рулонних машин. Дослідження спрямоване на зниження амплітуди MD та CD-відхилень у перехідних і сталих режимах роботи обладнання. Методологія базується на поєднанні математичного моделювання міжсекційної динаміки та експериментальної ідентифікації параметрів. Побудовано узагальнену модель взаємодії «привід – натяг – позиційна похибка» з урахуванням інерційності, еластичності полотна та люфтів передач. Для оцінювання стану використано сигнали енкодерів і тензодатчиків, які реєстрували з частотою 1 кГц. Параметри моделі визначено методом найменших квадратів на основі реальних вимірювань фазових зсувів. Розроблено алгоритм онлайн-оцінювання похибки та формування коригуючих впливів на швидкість і фазу валів. Адаптивний регулятор враховує міжсекційні зв’язки та обмеження приводів. Експериментальні випробування проведено на чотирисекційній рулонній машині формату 820 мм із сервоприводами 7,5 кВт. У режимі розгону без компенсації максимальна похибка становила 0,038 мм. Після активації алгоритму її зменшено до 0,017 мм. Час встановлення скоротився з 126 до 78 мс у номінальному режимі. Інтегральний критерій коливань знизився на 43 %. Під час збурення натягу на 20 Н система відновлювала синхронізацію за 95 мс. За імпульсного моменту 6 Н·м перерегулювання не перевищило 4,1 %. Тривалий тираж підтвердив стабільність похибки в межах 0,014 мм без ручного втручання оператора. Практична цінність полягає в можливості інтеграції алгоритму в промислові ПЛК через мережу EtherCAT без зміни механічної структури машини. Запропонований підхід знижує рівень браку та підвищує точність синхронізації секцій. Наукова новизна полягає у комплексному поєднанні моделі міжсекційної динаміки та адаптивного керування, що враховує реальні параметри приводу і натягу полотна. Отримані результати підтверджують ефективність методів компенсації для серійного застосування у рулонних друкарських машинах.
Посилання
1. Chen Z., Shan L., Zhang T. Hybrid modeling and compensation register control for the speed-up phase of roll-to-roll (R2R) gravure printing presses. ISA Transactions. 2025. Vol. 167. Pt. A. pp. 688-696. DOI: 10.1016/j.isatra.2025.08.046
2. Fan H., Liu C., Bian S., Ma C., Huang J., Liu X., Doyle M., Lu T., Chow E., Chen L., Fuh J. Y. H., Lu W. F., Li B. New era towards autonomous additive manufacturing: a review of recent trends and future perspectives. International Journal of Extreme Manufacturing. 2025. Vol. 7. No 3. p. 032006. DOI: 10.1088/2631-7990/ada8e4
3. Gafurov A. N., Jeong J., Park P., Kim I., Phung T. H., Kim H.-C., Kang D., Oh D., Lee T.-M. Registration error analysis and compensation of roll-to-roll screen printing system for flexible electronics. Flexible and Printed Electronics. 2021. Vol. 6. No 2. pp. 024003. DOI: 10.1088/2058-8585/abf987
4. He K., Li S., He P., Li J., Wei X. Multi-Span Tension Control for Printing Systems in Gravure Printed Electronic Equipment. Applied Sciences. 2024. Vol. 14. No 18. pp. 8483. DOI: 10.3390/app14188483
5. Lee J., Shin K. H., Kang H. Design of a register controller considering inherent characteristics of a roll-to-roll continuous manufacturing system. International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Vol. 102. No 12. pp. 3725-3737. DOI: 10.1007/s00170-019-03428-4
6. Liu B., Chen Y., Xie J., Chen B. Industrial Roll-to-Roll Printing Register Control Using a Pulse-Width Subdivision Detection Algorithm. Applied Sciences. 2023. Vol. 13. No 9. p. 5307. DOI: 10.3390/app13095307
7. Liu X., Qiu B., Ling Y.-L. Mathematical modelling and compensation strategies for printing dot gain. PLoS One. 2025. Vol. 20. No 10. pp. e0334921. DOI: 10.1371/journal.pone.0334921
8. Kwon S., Hwang D. Understanding and Resolving 3D Printing Challenges: A Systematic Literature Review. Processes. 2025. Vol. 13. No 6. pp. 1772. DOI: 10.3390/pr13061772
9. Makedon V. V., Kholod O. H., Yarmolenko L. I. The model for assessing the competitiveness of high tech enterprises on the basis of the formation of key competences. Academy Review. 2023. No 2(59). pp. 75–89. DOI: 10.32342/2074 5354 2023 2 59 5
10. Makedon V., Myachin V., Plakhotnik O., Fisunenko N., Mykhailenko O. Construction of a model for evaluating the efficiency of technology transfer process based on a fuzzy logic approach. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. no 2(13(128)). pp. 47-57. DOI: 10.15587/1729-4061.2024.300796.
11. Ntousia M., Fudos I., Moschopoulos S., Stamati V. Predicting geometric errors and failures in additive manufacturing. Rapid Prototyping Journal. 2023. Vol. 29. No 9. pp. 1843-1861. DOI: 10.1108/RPJ-11-2022-0402
12. Pushkar O. I., Hordeyev A. S. Modeling of web offset printing processes. Printing and Publishing. 2023. Vol. 2 (86). p. 102-110. URL: https://pvs.uad.lviv.ua/media/2-86/11.pdf
13. Rassokhin D. O., Nosovska O. V., Kokodey D. V. Restoration of wear-out equipment using complex method of 3-D scanning and printing. Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section Technical Sciences. 2023. No 47. pp. 170-176. DOI: 10.31498/2225-6733.47.2023.300054
14. Shakeel A., Maskey B. B., Shrestha S., Parajuli S., Jung Y., Cho G. Towards digital twin implementation in roll-to-roll gravure printed electronics: overlay printing registration error prediction based on printing process parameters. Nanomaterials. 2023. Vol. 13. No 6. pp. 1008. DOI: 10.3390/nano13061008
15. Wang Z., Yan J., Ma R., Du X., Jin X. Spatial-terminal iterative learning control for registration error elimination in roll-to-roll gravure printing systems. Journal of Manufacturing Processes. 2025. Vol. 150. pp. 407-415. DOI: 10.1016/j.jmapro.2025.06.004
16. Zeljkovic Z., Kasikovic N., Djurdjevic S., Novakovic D. Printing process parameters identification system. Tehnički vjesnik – Technical Gazette. 2021. Vol. 28. No 5. pp. 1782-1789. DOI: 10.17559/TV-20200617121109
17. Zhang E., Chen Y., Gao M., Duan J., Jing C. Automatic Defect Detection for Web Offset Printing Based on Machine Vision. Applied Sciences. 2019. Vol. 9. No 17. pp. 3598. DOI: 10.3390/app9173598
18. Zyhulia S., Barauskiene, O. Effect of the integrated treatment on the manufacturing of printing cylinders. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. No 3(12 (99). pp. 22–28. DOI: 10.15587/1729-4061.2019.171808
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 М.А. Зенкін, А.І. Іванко, Б.В. Шимко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
