[发明专利]一种基于双轴心轨迹的卷对卷印刷单元故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于双轴心轨迹的卷对卷印刷单元故障诊断方法，包括：基于离压振动信号与合压耦合信号的差值建立耦合数学模型，在R2R单元的振动信号中剥离出由耦合信号数学模型所获取的印刷要素耦合信号，对印刷要素耦合信号进行提纯，并合成为双轴心轨迹线；通过稀疏感知器对双轴心轨迹线图像的关联信息进行多层融合，提取多层抽象化特征；以多层抽象化特征作为输入，基于卷积神经网络构建软故障识别网络，并输出印刷单元的软故障。使得隐藏层神经元在多数情况下被抑制从而实现逐层抽象化过程，避免了因丢失图像信息从而提取信息特征不足的现象，能降低数据维度，提高计算效率，进而提高软故障识别准确性。

技术领域

本发明属于印刷设备故障检测方法技术领域，涉及一种基于双轴心轨迹的卷对卷印刷单元故障诊断方法。

背景技术

卷对卷(Roll to Roll，R2R)印刷单元是柔性印刷电子设备的核心结构，是一种由压印滚筒与印版滚筒构成的双转子系统。R2R印刷单元具有速度高、稳定性好等优势，可满足印刷电子中高于传统印刷精度近10倍的要求，达到0.01毫米级别。在生产过程中，预印刷图案被制作于印版滚筒上，压印滚筒负责对印版滚筒施加压力从而完成油墨转移，将油墨以预定图案固定到承印物基材上形成相应电子产品，导电油墨、电子基材等物料在R2R压力作用下实现相互转移，最终获得柔性印刷电子产品。根据印刷工艺不同可将R2R分为凹印、柔印、网印等类别，

R2R印刷包含压力控制、物料供给、滚筒配合等多种因素，一旦压力、速度、物料供应量等因素调节配合不当，则会使基材出现偏移、褶皱、张力不均、套印不准等现象，引发柔性电子器件的多层异质结构发生断裂、裂纹、剥离等，最终引起产品失效、精度下降、质量波动等问题，印刷行业通常将上述由R2R类设备调节配合不当所引发的生产失效现象称为软故障，它的存在严重限制了柔性印刷电子技术在稳定性方面的提升与发展。已有故障诊断技术虽然可以解决R2R零部件机械故障诊断问题，但是未考虑到压力、速度、物料供应量等调节配合不当问题，诊断软故障需要对R2R中印刷要素间的配合状态进行分析，当前该领域研究存在一定空白。

R2R柔性印刷电子单元其本质可视为一种耦合了油墨、压力、基材等因素的特殊双转子机械系统，对其研究应当充分借鉴已有转子研究成果。在各类转子故障诊断方法中，轴心轨迹是一类效果较好且可靠性高的常用信息源，在发电机、破碎机、轧钢机等转子设备中得到广泛应用；但对于R2R印刷单元而言，仅依靠单一轨迹信息显然无法体现出双转子的配合关系，进而无法准备识别软故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于双轴心轨迹的卷对卷印刷单元故障诊断方法，解决了现有技术中存在的软故障识别准确性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于双轴心轨迹的卷对卷印刷单元故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤1、基于离压振动信号与合压耦合信号的差值建立耦合数学模型，在R2R单元的振动信号中剥离出由耦合信号数学模型所获取的印刷要素耦合信号，对印刷要素耦合信号进行提纯，并合成为双轴心轨迹线；

步骤2、对双轴心轨迹线图像进行抽象化，提取多层抽象化特征；

步骤3、以多层抽象化特征作为输入，基于卷积神经网络构建软故障识别网络，并输出印刷单元的软故障。

本发明的特点还在于：

步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1、获取理想状态下R2R单元的离压振动信号、合压耦合信号；

步骤1.2、采用数值方法与傅里叶算法计算离压振动信号与合压耦合信号在不同尺度上的差异并建立对应信号的一维耦合数学模型；

步骤1.3、对正常工况下的R2R单元进行振动信号测试，得到R2R单元的振动信号；

步骤1.4、在振动信号中剥离出由耦合信号数学模型所获取的印刷要素耦合信号；