基于有限状态机模型的全自动烫印机控制系统设计

闻 霞，任 雯，赖森财，曾显杰

（1.三明学院装备智能控制福建省高校重点实验室，福建 三明 365004；2.三明学院机电工程学院，福建 三明 365004；3.三明恒顺印刷机械有限公司，福建 三明 365001）

烫印机作为一种重要的印刷加工设备，可以完成独特的烫印工艺，被广泛应用于高端礼品包装、现代家居和建筑装潢材料等的表面装饰品印刷［1-2］。传统烫印机的自动化水平和信息化水平较低，主要表现在：需人工借助夹具配合完成整个烫印流程，半自动化的操作模式导致工作效率低；主流控制系统人机界面多采用薄膜轻触面板，具有人机交互性差（显示单调、信息量小及无法进行复杂参数配置等）的固有缺陷［3］。此外，现有烫印机的生产模式多为特色定制化小批量模式，烫印工艺流程复杂多样，逻辑动作灵活多变，这给基于PLC（programmable logic controller，可编程控制器）的传统固定路径顺序指令编程模式带来了挑战［4-5］，即需要工程师根据工艺变换在较短工期内对烫印动作时序控制算法进行频繁更新，导致测试时间无法保证，而未经优化的算法容易造成气缸等执行机构的动作发生干涉、交叉等故障，致使控制系统可靠性降低。近年来，有限状态机（finite state machine，FSM）模型凭借能够有效支持复杂逻辑动态行为建模的优势，成为工控领域硬件与控制算法设计的一类具有广阔应用前景的图形化设计工具［6-7］。例如：文献［8］对微制造数控系统的实时有限状态机建模进行了研究；文献［9］基于对动气缸动态特性的仿真分析，利用Stateflow实现了贴片晶振封装基座移载装置动作时序的规划并构建了有限状态机模型。……