本發(fā)明屬于印刷機(jī)檢測(cè)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于傳遞路徑分析(TPA)的單張紙平版印刷機(jī)振動(dòng)源定位方法。

背景技術(shù)：

高速印刷機(jī)振動(dòng)過大不僅降低印刷品質(zhì)量，而且增大印刷車間噪聲，影響操作人員的身體健康。由于印刷機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，印刷滾筒(印版滾筒、膠皮滾筒、壓印滾筒)副、往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等多子系統(tǒng)激勵(lì)源的耦合作用造成振動(dòng)源定位困難。

在印刷過程中，圖文轉(zhuǎn)移或紙張定位時(shí)，印刷機(jī)系統(tǒng)中關(guān)鍵部件可能出現(xiàn)共振現(xiàn)象，以至于影響到印刷品質(zhì)量。振動(dòng)過大會(huì)加速印刷機(jī)磨損，降低套印精度，因此，印刷機(jī)從設(shè)計(jì)、出廠到使用過程中服務(wù)都需要運(yùn)用振動(dòng)測(cè)試技術(shù)，了解印刷機(jī)子系統(tǒng)或局部構(gòu)件故障或狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)對(duì)整機(jī)動(dòng)態(tài)性能的影響，才能科學(xué)地進(jìn)行減振、降噪，保證設(shè)備的穩(wěn)定性及可靠性。

國內(nèi)外企業(yè)、高校在印刷機(jī)動(dòng)態(tài)特性方面進(jìn)行了大量基礎(chǔ)研究，并將成果應(yīng)用于印刷機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)及故障診斷?，F(xiàn)有技術(shù)主要集中在印刷機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析方面，而沒有從印刷機(jī)系統(tǒng)各子機(jī)構(gòu)綜合作用角度研究其對(duì)印刷品質(zhì)量的影響。由于印刷機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，振動(dòng)傳遞路徑眾多且存在耦合現(xiàn)象，主要振動(dòng)源的準(zhǔn)確定位非常困難，而主要振動(dòng)源的精準(zhǔn)定位是印刷機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和故障診斷的基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述技術(shù)問題而提供一種基于傳遞路徑分析的印刷機(jī)振動(dòng)源定位方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于傳遞路徑分析的印刷機(jī)振動(dòng)源定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)印刷機(jī)系統(tǒng)解析為子系統(tǒng)；

2)建立印刷機(jī)系統(tǒng)的TPA模型；

3)印刷機(jī)系統(tǒng)傳遞路徑分級(jí)；

4)建立各級(jí)傳遞路徑的拓?fù)淠Ｐ停?/p>

5)各振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)物理坐標(biāo)描述；

6)建立各級(jí)傳遞路徑的頻響函數(shù)；

7)布置各子系統(tǒng)振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)；

8)各子系統(tǒng)振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)振動(dòng)測(cè)試；

9)通過逆矩陣法求解各傳遞路徑載荷；

10)通過頻譜分析，計(jì)算總目標(biāo)點(diǎn)響應(yīng)得到各路徑貢獻(xiàn)量；

11)通過比較各路徑貢獻(xiàn)量得到印刷機(jī)系統(tǒng)的最大振動(dòng)源。

所述的步驟1)印刷機(jī)系統(tǒng)解析為子系統(tǒng)，子系統(tǒng)主要包括輸紙部、紙張傳遞部、輸墨輸水部、印刷單元、收紙部、主傳動(dòng)部和機(jī)架，如圖1所示。單張紙平版印刷機(jī)系統(tǒng)的色數(shù)用符號(hào)nc表示，nc≥4。Pi，Bi，Ii分別表示單張紙平版印刷機(jī)系統(tǒng)的第i個(gè)印刷色組的印版滾筒、膠皮滾筒和壓印滾筒，這里，i＝1，2，3，…，nc；傳紙滾筒用符號(hào)Ti表示，i＝1，2，3，…，nc，其中，T1表示前傳滾筒，前傳滾筒齒輪與第1色組壓印滾筒(I1)齒輪嚙合，為紙張傳遞部、輸紙部分離頭提供動(dòng)力。前傳滾筒(T1)為等徑滾筒，壓印滾筒和其他傳紙滾筒采用倍徑滾筒。

所述的步驟2)建立印刷機(jī)系統(tǒng)的TPA模型，如圖1所示。

①主傳動(dòng)部傳遞路徑：印刷機(jī)一般通過布置于印刷色組之間的主電機(jī)驅(qū)動(dòng)，主電機(jī)安裝于底座上，通過楔型帶將主動(dòng)帶輪與被動(dòng)帶輪相連，與其被動(dòng)帶輪連接的齒輪與壓印滾筒齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)整機(jī)印刷。盡管楔型帶具有一定的緩沖和吸振作用，但主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)，仍會(huì)通過主傳動(dòng)鏈影響壓印滾筒上承載紙張的圖文位置精度。

②輸紙部傳遞路徑：印刷機(jī)的操作面和傳動(dòng)面總體上沿縱向中心線對(duì)稱，圖1為操作面主視方向示意圖。輸紙部主要實(shí)現(xiàn)紙張從紙堆分離，并依次、逐張輸送到定位部件前規(guī)的功能。輸紙部的核心部件分離頭主軸通過萬向軸或鏈傳動(dòng)與主機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪相連接，該驅(qū)動(dòng)齒輪與傳紙滾筒(T1)的滾筒齒輪嚙合。

③紙張傳遞部傳遞路徑：紙張傳遞系統(tǒng)由前規(guī)、側(cè)規(guī)、遞紙、開閉牙等機(jī)構(gòu)組成，對(duì)由輸紙機(jī)紙堆輸送的紙張進(jìn)行縱向、橫向定位、由輸紙板到前傳滾筒(T1)的傳遞。前規(guī)機(jī)構(gòu)、遞紙機(jī)構(gòu)通過前傳滾筒操作面墻板外側(cè)軸端凸輪座上的前規(guī)凸輪、遞紙凸輪驅(qū)動(dòng)。前規(guī)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部定位板對(duì)紙張進(jìn)行縱向定位，其振動(dòng)過大將影響印刷品縱向套印精度。側(cè)規(guī)的執(zhí)行部件拉紙輪由前傳滾筒驅(qū)動(dòng)的空間凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，橫向拉紙，實(shí)現(xiàn)紙張的橫向定位，其振動(dòng)過大將影響印刷品套印精度。遞紙機(jī)構(gòu)在前傳滾筒軸端遞紙凸輪的驅(qū)動(dòng)下，通過凸輪連桿組合，帶動(dòng)擺動(dòng)器機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由輸紙板到前傳滾筒的紙張傳動(dòng)，其振動(dòng)過大，將影響印刷品的縱向套印精度。

④印刷部傳遞路徑：印版滾筒承載著圖文，通過膠皮滾筒轉(zhuǎn)移到壓印滾筒表面運(yùn)載的紙張上，壓印滾筒齒輪為主動(dòng)齒輪，膠皮滾筒齒輪與壓印滾筒齒輪嚙合，印版滾筒齒輪與膠皮滾筒齒輪嚙合。這里只考慮合壓后，正常印刷過程中，振動(dòng)對(duì)套印精度影響，不考慮滾筒離合對(duì)套印精度影響。印版滾筒與膠皮滾筒因空檔等產(chǎn)生的振動(dòng)一方面造成其承載或轉(zhuǎn)移圖文的位置變化，另一方面，印版與膠皮滾筒產(chǎn)生的振動(dòng)通過墻板傳遞到壓印滾筒，影響接收?qǐng)D文的紙張位置變化。

⑤輸墨輸水部傳遞路徑：印版滾筒操作面軸端的滾筒齒輪為主動(dòng)齒輪，與輸墨輸水部的輪系齒輪嚙合，通過串墨機(jī)構(gòu)和串水機(jī)構(gòu)，分別驅(qū)動(dòng)串墨輥和串水輥高速轉(zhuǎn)動(dòng)并同時(shí)垂直于墨路墻板往復(fù)橫向移動(dòng)，將油墨和潤版液打勻。串墨輥和串水輥產(chǎn)生的振動(dòng)通過與印刷部墻板相連接的墨路墻板傳遞到印版滾筒、膠皮滾筒和壓印滾筒，影響圖文和紙張的套印位置。同時(shí)，與墨路輪系齒輪連接、由凸輪連桿棘輪組成的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)傳墨輥和傳水輥往復(fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)墨路的持續(xù)供墨和水路的持續(xù)供水。水輥和墨輥的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起墨路墻板的振動(dòng)，經(jīng)印刷部墻板傳遞到印版滾筒、膠皮滾筒和壓印滾筒。此外，因工藝需要，著水輥和著墨輥工作過程中，需保持對(duì)印版的一定壓力，該載荷引起的振動(dòng)同樣經(jīng)墨路墻板、印刷部墻板傳遞到印版滾筒、膠皮滾筒和壓印滾筒，影響圖文套印精度。

⑥收紙部傳遞路徑：收紙滾筒鏈條由固連于收紙滾筒的鏈輪驅(qū)動(dòng)，通過與印刷部墻板內(nèi)側(cè)及收紙部墻板上的開閉牙凸輪，實(shí)現(xiàn)印刷品的接取與輸出、收集。收紙部開閉牙及鏈條的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)通過與印刷部墻板相連接的收紙部墻板，傳遞到壓印滾筒，影響圖文的套印精度。

⑦傳紙滾筒傳遞路徑：壓印滾筒齒輪與印刷部之間的傳紙滾筒齒輪嚙合，傳紙滾筒主要實(shí)現(xiàn)前后印刷部間的紙張傳遞，其交接紙張通過印刷部墻板內(nèi)側(cè)開閉牙機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，開閉牙機(jī)構(gòu)固連于印刷部墻板內(nèi)側(cè)，開閉牙機(jī)構(gòu)擺桿及咬紙牙安裝于傳紙滾筒牙軸上。開閉牙過程引起的振動(dòng)一方面通過開閉牙凸輪固連的印刷部墻板傳遞到壓印滾筒，另一方面直接作用于傳紙滾筒運(yùn)載的紙張上面，影響圖文套印精度。

此外，輸紙部及收紙部的紙堆升降電機(jī)，拉版電機(jī)，水輥、墨輥驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因其激勵(lì)遠(yuǎn)低于主電機(jī)，故不考慮這些輔助電機(jī)的貢獻(xiàn)量。

圖1為單張紙平版印刷機(jī)系統(tǒng)的TPA模型的振源、傳遞路徑、接受者、傳遞函數(shù)示意圖。

所述的步驟3)印刷機(jī)系統(tǒng)傳遞路徑分級(jí)，單張紙平版印刷機(jī)分級(jí)傳遞路徑如圖2所示。

根據(jù)單張紙平版印刷機(jī)各傳遞路徑與目標(biāo)點(diǎn)之間作用的關(guān)系，將圖1中系統(tǒng)的傳遞路徑分為三級(jí)，如圖2所示。第1級(jí)是施加往復(fù)加速度載荷的各機(jī)構(gòu)(前規(guī)、側(cè)規(guī)、供墨、供水等)，作為振源，將結(jié)構(gòu)載荷通過印刷部墻板直接傳遞給子系統(tǒng)目標(biāo)點(diǎn)-各色壓印滾筒肩鐵。第2級(jí)是各機(jī)構(gòu)通過著墨輥將振動(dòng)傳到承載圖文的印版滾筒、膠皮滾筒，最終傳遞到各色壓印滾筒。第3級(jí)是各色組壓印滾筒肩鐵(子系統(tǒng)目標(biāo)點(diǎn))通過傳紙滾筒，達(dá)到最終目標(biāo)點(diǎn)-最后色組的壓印滾筒肩鐵。

所述的步驟4)傳遞路徑的拓?fù)淠Ｐ腿鐖D3所示。

為了分析振源及便于建立頻響函數(shù)，將各級(jí)傳遞路徑，以拓?fù)鋱D的形式表述，僅含有振源、傳遞函數(shù)及目標(biāo)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了具體結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

所述的步驟5)指各振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)物理坐標(biāo)描述；

以第1色組壓印滾筒中心軸線與印刷部傳動(dòng)面、操作面墻板的對(duì)稱中心面交點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)O0，以沿第1色組壓印滾筒中心軸線所在直線為x軸，由操作面指向傳動(dòng)面方向?yàn)閤軸正向；以過O0點(diǎn)，沿印刷機(jī)對(duì)稱中心面內(nèi)的水平線為y軸，由輸紙部指向收紙部為y軸正向；按笛卡爾法則，以過O點(diǎn)、垂直向上的方向?yàn)閦軸正向，建立固連于印刷部墻板的絕對(duì)坐標(biāo)系O₀x₀y₀z₀。變量角標(biāo)中符號(hào)x，y，z分別指沿O₀x₀y₀z₀各坐標(biāo)軸的分量。單張紙單面印刷機(jī)在印刷過程中以單側(cè)紙邊為橫向基準(zhǔn)，為此，采用操作面?zhèn)纫?guī)進(jìn)行橫向定位，nc個(gè)印刷色組的壓印滾筒操作面肩鐵徑向(y軸和z軸)和軸向跳動(dòng)(x軸)為目標(biāo)點(diǎn)。第1色壓印滾筒自印刷機(jī)“零點(diǎn)”的轉(zhuǎn)角位移用θ表示，如圖4所示。

在印刷機(jī)傳遞路徑分析的過程中，激勵(lì)源和傳遞路徑分屬不同的子系統(tǒng)。施加力載荷的激勵(lì)源一側(cè)稱為主動(dòng)側(cè)，傳遞路徑的目標(biāo)點(diǎn)一側(cè)稱為被動(dòng)側(cè)。載荷在主動(dòng)側(cè)和被動(dòng)側(cè)之間的作用，稱為振動(dòng)傳遞函數(shù)(VTF)，也被稱為頻率響應(yīng)函數(shù)(FRF)，表示施加載荷和接收者之間的關(guān)系。

傳遞路徑目標(biāo)點(diǎn)與激勵(lì)源一般分布在彈性元件的兩端，如輸紙部萬向軸傳動(dòng)鏈、收紙鏈條開閉牙取、放紙系統(tǒng)、墨路墻板與印刷部墻板連接、傳紙滾筒運(yùn)動(dòng)鏈、印刷部圖文傳遞系統(tǒng)、紙張傳遞系統(tǒng)。如果有n條路徑，那么目標(biāo)點(diǎn)的總響應(yīng)可看作是各條傳遞路徑貢獻(xiàn)量的線性疊加。對(duì)于振動(dòng)而言，每條路徑只考慮x，y，z三個(gè)方向的移動(dòng)。目標(biāo)點(diǎn)的輸出響應(yīng)用X_k(ω)，第i條結(jié)構(gòu)路徑對(duì)目標(biāo)點(diǎn)k的輸出響應(yīng)X_ik(ω)，第j條結(jié)構(gòu)路徑從振源到目標(biāo)點(diǎn)的頻響函數(shù)為FRF_k(ω)。壓印滾筒肩鐵的跳動(dòng)分為徑向跳動(dòng)(x向水平跳動(dòng)和y向垂直跳動(dòng)的合成為徑向，在印刷品上表征為縱向套印誤差)和端面跳動(dòng)(x軸向跳動(dòng)，在印刷品上表征為橫向套印誤差)。

各振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)物理坐標(biāo)描述，計(jì)算模型為：

其中，ω表示頻率，n表示結(jié)構(gòu)路徑數(shù)量

x_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的軸向輸出響應(yīng)，

y_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)，

z_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)。

x_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的軸向輸出響應(yīng)貢獻(xiàn)，

y_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)貢獻(xiàn)，

z_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的垂直方向輸出響應(yīng)的貢獻(xiàn)。

所述的步驟6)建立各級(jí)傳遞路徑的頻響函數(shù)；

展開(1)式，得到各方向輸出響應(yīng)分量形式：

這里，ω表示頻率，n表示結(jié)構(gòu)路徑數(shù)量

x_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的軸向輸出響應(yīng)，

y_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)，

z_k(ω)是壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)。

x_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的軸向輸出響應(yīng)貢獻(xiàn)，

F_xi(ω)是路徑位置i的輸入結(jié)構(gòu)載荷x方向分量，

FRF_xik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i到壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的x方向頻率響應(yīng)函數(shù)。

y_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的水平方向輸出響應(yīng)貢獻(xiàn)，

F_yi(ω)是路徑位置i的輸入結(jié)構(gòu)載荷y方向分量，

FRF_yik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i到壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的y方向頻率響應(yīng)函數(shù)。

z_ik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i對(duì)壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的垂直方向輸出響應(yīng)的貢獻(xiàn)，

F_zi(ω)是路徑位置i的輸入結(jié)構(gòu)載荷z方向分量，

FRF_zik(ω)是結(jié)構(gòu)路徑i到壓印滾筒操作面肩鐵上目標(biāo)點(diǎn)k的z方向頻率響應(yīng)函數(shù)。

荷載指在主動(dòng)和被動(dòng)部分之間的作用，稱為噪聲傳遞函數(shù)(NTF)，也被稱為頻率響應(yīng)函數(shù)(FRF)，表征載荷和接收者之間的關(guān)系。路徑用NTF表示。

假設(shè)來自于印刷機(jī)中不同傳遞路徑的貢獻(xiàn)量構(gòu)成了總響應(yīng)，即：

其中Y_k是目標(biāo)點(diǎn)k處的振動(dòng)或聲壓，Y_ijk是傳遞路徑i在j方向上的貢獻(xiàn)量。

Y_ijk＝X_ij×H_ij (2)

其中X_ij是傳遞路徑i在j方向上的激勵(lì)，H_ij是傳遞路徑上j方向傳遞的位置k處的傳遞函數(shù)、振動(dòng)-聲學(xué)傳遞函數(shù)或者聲學(xué)傳遞函數(shù)。

所述的步驟7)布置各子系統(tǒng)振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)；

根據(jù)對(duì)印刷機(jī)整體系統(tǒng)的傳遞路徑分析，選擇印刷部傳遞路徑作為應(yīng)用實(shí)例，以圖文套印影響較大的壓印滾筒徑向振動(dòng)作為目標(biāo)點(diǎn)，滾筒齒輪、印刷部墻板為路徑參考點(diǎn)；

所述的步驟8)通過逆矩陣法得到路徑載荷，從而計(jì)算得到各路徑的貢獻(xiàn)量。

本發(fā)明的原理：采用傳遞路徑分析(Transfer Path Analysis，簡(jiǎn)稱TPA)方法對(duì)印刷機(jī)振動(dòng)聲源定位方法進(jìn)行了研究。首先，根據(jù)印刷機(jī)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)特征，構(gòu)建了單張紙平版印刷機(jī)的TPA模型，確定了主要子系統(tǒng)的激勵(lì)源。其次，依據(jù)多級(jí)混合TPA方法，建立了測(cè)量振動(dòng)接收點(diǎn)與振動(dòng)激勵(lì)源之間的頻率響應(yīng)函數(shù)模型。最后，以單張紙平版印刷機(jī)的印刷副傳遞路徑為例，選取10條傳遞路徑，建立了各路徑頻響函數(shù)模型；用三向壓電加速度傳感器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，建立了加速度頻率響應(yīng)函數(shù)，得到了各路徑的振動(dòng)貢獻(xiàn)率，確定了測(cè)試對(duì)象的噪聲源。研究表明：?jiǎn)螐埣埰桨嬗∷C(jī)運(yùn)行過程中膠皮滾筒空檔的載荷突變是造成壓印滾筒跳動(dòng)異常的原因。

2.2工況傳遞路徑分析方法(OTPA)原理

工況傳遞路徑分析方法(OTPA)對(duì)傳統(tǒng)路徑分析方法的改進(jìn)，基于傳遞率的計(jì)算準(zhǔn)則，用在工況測(cè)試條件下的激勵(lì)處響應(yīng)信號(hào)代替式(2)中的激勵(lì)，用傳遞率函數(shù)矩陣代替式(2)中的傳遞函數(shù)，因此，OTPA方法能夠在一次工況條件下測(cè)試得到傳遞函數(shù)矩陣中的所有元素[8]。

如果測(cè)試中，有m條路徑，n個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，那么可以將式(2)寫成矩陣形式為：

在整個(gè)印刷機(jī)測(cè)試過程中，需要選擇不同印刷速度進(jìn)行穩(wěn)態(tài)測(cè)試。假設(shè)選擇印刷機(jī)的測(cè)試印刷速度數(shù)目為r，式(3)可寫成

簡(jiǎn)化即：

Y＝XH (5)

則，傳遞矩陣為

H＝X+Y (6)

當(dāng)通過式(6)計(jì)算傳遞函數(shù)矩陣各元素時(shí)，需要求到X的廣義逆矩陣，為了使廣義逆矩陣存在唯一解，則測(cè)試工況數(shù)r必須大于選擇的路徑數(shù)m。

使用OTPA方法尋找印刷機(jī)振動(dòng)及噪聲源的過程中，某一路徑上的激勵(lì)可能會(huì)造成其它路徑的振動(dòng)，路徑的交叉耦合會(huì)得到錯(cuò)誤的結(jié)果，因此傳感器布置位置尤其重要[9]。為了減少串?dāng)_，在選擇參考點(diǎn)時(shí)，需要對(duì)振動(dòng)源或噪聲源進(jìn)行粗略分離和排序，保證該處傳感器信號(hào)盡可能完全包括該噪聲源特征，又不受其它源的影響。

2.3采用矩陣奇異值分解(SVD)解耦

為了使OTPA實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確，需要對(duì)輸入變量矩陣進(jìn)行奇異值分解(SVD)，即

X＝UDV^T (7)

其中：U和V為酉矩陣，D為對(duì)角矩陣，其對(duì)角上的元素T為奇異值，從大到小排列，其中較小的元素可以認(rèn)為是信號(hào)擾動(dòng)和噪聲，去除以后留下的分量線性疊加的結(jié)果就是原始信號(hào)。因此SVD可以將原信號(hào)分解，通過篩選合適的分量實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)特征量的提取，從而減少信號(hào)噪聲和路徑串?dāng)_的影響。

設(shè)經(jīng)過處理的輸入矩陣為代入式(6)得：

總路徑輸出矩陣為：

計(jì)算某一路徑貢獻(xiàn)量為：

附圖說明

圖1是本發(fā)明的印刷機(jī)TPA模型示意圖；

圖2是本發(fā)明基于傳遞路徑分析的印刷機(jī)振動(dòng)源定位流程圖；

圖3是本發(fā)明多級(jí)傳遞路徑分析示意圖；

圖4是本發(fā)明傳遞路徑分析模型拓?fù)鋱D；

圖5是本發(fā)明壓印滾筒部件組成及絕對(duì)坐標(biāo)系的建立；

圖6是本發(fā)明的壓印滾筒子系統(tǒng)TPA模型；

圖7是本發(fā)明的正常印刷速度下振動(dòng)貢獻(xiàn)量擬合曲線；

圖8是本發(fā)明的正常印刷速度下壓印滾筒z方向振動(dòng)試驗(yàn)及合成曲線；

圖9是本發(fā)明所參考的傳遞路徑分析基本原理及參考車輛傳遞路徑模型。

附圖標(biāo)記如下：

圖1中，1-地基，2-底座，3-主傳動(dòng)齒輪，4-傳動(dòng)帶輪，5-楔型帶，6-主動(dòng)帶輪，7-主電機(jī)，8-輸紙傳動(dòng)齒輪，9-主動(dòng)鏈輪，10-擺動(dòng)器，11-前規(guī)，12-側(cè)規(guī)，13-輸紙傳動(dòng)鏈條，14-連接墻板，15-輸紙從動(dòng)鏈輪，16-分離頭，17-輸紙機(jī)墻板，18-輸紙板，19-著水輥，20-串水輥，21-傳水輥，22-著墨輥，23-串墨輥，24-傳墨輥，25-第1色組墨路墻板，26-第2色組墨路墻板，27-第nc色組墨路墻板，28-收紙滾筒，29-收紙傳動(dòng)鏈輪，30-收紙鏈條，31-紙張減速裝置，32-收紙墻板，33-第1色組印刷部墻板，34-第2色組印刷部墻板，35-第nc色組印刷部墻板，101-第1色組壓印滾筒(I1)，102-第1色組膠皮滾筒(B1)，103-第1色組印版滾筒(P1)，201-第2色組壓印滾筒(I2)，202-第2色組膠皮滾筒(B2)，203-第2色組印版滾筒(P2)，301-第nc色組壓印滾筒(Inc)，302-第nc色組膠皮滾筒(B2)，303-第nc色組印版滾筒(Pnc)，36-前傳滾筒(T1)，37-傳紙滾筒(T2)，38-傳紙滾筒(T3)，39-傳紙滾筒(Tnc)；

圖3中，1-墻板(傳動(dòng)面)，2-齒輪座，3-滾筒齒輪，4-軸端擋蓋，5-軸套，6-開牙滾子，7-擺桿，8-彈簧導(dǎo)桿，9-肩鐵(傳動(dòng)面)，10-牙墊，11-牙片，12-咬紙牙，13-牙軸支架，14-咬紙牙軸，15-滾筒空檔，16-肩鐵(操作面)，17-開閉牙凸輪，18-滾筒工作面，19-壓印滾筒體，20-軸套，21-墻板(操作面)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。

印刷機(jī)系統(tǒng)傳遞路徑如圖1所示，各傳遞路徑構(gòu)成如下：

①主傳動(dòng)部傳遞路徑(TP1，見圖2和圖3)：印刷機(jī)一般通過布置于印刷色組之間的主電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，主電機(jī)7通過固定螺栓與安裝于地基1上底座2相連接，主動(dòng)帶輪6通過楔型帶5與傳動(dòng)帶輪4相連接，與傳動(dòng)帶輪4固連的主傳動(dòng)齒輪3與第2色組壓印滾筒201(I2)的壓印滾筒齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)整機(jī)印刷。盡管楔型帶5具有一定的緩沖和吸振作用，但主電機(jī)7運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)，仍會(huì)通過主傳動(dòng)鏈反映到壓印滾筒承載的紙張圖文位置精度上。

②輸紙部傳遞路徑(TP2，見圖2和圖3)：印刷機(jī)的操作面和傳動(dòng)面墻板總體上沿縱向中心線對(duì)稱，圖1為操作面主視方向示意圖。輸紙部主要實(shí)現(xiàn)紙張從紙堆分離，并依次、逐張輸送到定位部件前規(guī)的功能。輸紙部的核心部件分離頭16主軸通過萬向軸或鏈傳動(dòng)與主機(jī)的輸紙傳動(dòng)齒輪8相連接，主動(dòng)鏈輪9與輸紙傳動(dòng)齒輪8固連，輸紙傳動(dòng)齒輪8與前傳滾筒36(用符號(hào)“T1”表示，下同)的齒輪嚙合，主動(dòng)鏈輪9通過輸紙傳動(dòng)鏈條13與輸紙從動(dòng)鏈輪15連接，分離頭16上各往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不均勻慣性載荷通過輸紙傳動(dòng)鏈的傳遞路徑影響壓印滾筒101(I1)運(yùn)動(dòng)的均勻性，另一方面，這些不均勻慣性載荷通過與輸紙機(jī)墻板17和主機(jī)第1色組印刷墻板33連接的連接墻板14的傳遞路徑傳遞到壓印滾筒101(I1)。

③紙張傳遞部傳遞路徑(TP3，TP4，TP5，TP6，見圖2和圖3)：如圖1所示，紙張傳遞系統(tǒng)由前規(guī)11、側(cè)規(guī)12、擺動(dòng)器10、開閉牙等機(jī)構(gòu)組成，對(duì)由輸紙機(jī)輸送的紙張進(jìn)行縱向、橫向定位、由輸紙板18到前傳滾筒36(T1)的傳遞。前規(guī)機(jī)構(gòu)、遞紙機(jī)構(gòu)通過前傳滾筒36(T1)操作面墻板外側(cè)軸端凸輪座上的前規(guī)凸輪、遞紙凸輪驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行部定位板對(duì)定位紙張進(jìn)行縱向定位件，其振動(dòng)過大將影響印刷品縱向套印精度。側(cè)規(guī)機(jī)構(gòu)的執(zhí)行部件拉紙輪由前傳滾筒驅(qū)動(dòng)的空間凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，橫向拉紙，實(shí)現(xiàn)紙張的橫向定位，其振動(dòng)過大將影響印刷品橫向套印精度。遞紙機(jī)構(gòu)在前傳滾筒36(T1)軸端遞紙凸輪的驅(qū)動(dòng)下，通過凸輪連桿組合，帶動(dòng)擺動(dòng)器往復(fù)擺，實(shí)現(xiàn)由輸紙板18到前傳滾筒36(T1)的紙張傳動(dòng)，其振動(dòng)過大，將影響印刷品的縱向套印精度。

④印刷部傳遞路徑(TPPi，TPBi，TP5nc+8，TP5nc+9，TP5nc+8+i，TP6nc+8，見圖2和圖3)：如圖1所示，印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)承載著圖文，通過膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)將油墨轉(zhuǎn)移到壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)表面運(yùn)載的紙張上。如圖3所示，壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)齒輪為主動(dòng)齒輪，膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)齒輪分別與各自的壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)齒輪(圖3中3)嚙合，印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)齒輪分別與各自的與膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)齒輪嚙合。這里只研究合壓后、正常印刷過程中，振動(dòng)對(duì)套印精度影響，不考慮滾筒離合對(duì)套印精度影響。印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)與膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)因空檔(圖3中15)等產(chǎn)生的振動(dòng)一方面造成其承載或轉(zhuǎn)移圖文的位置變化，另一方面，印版滾筒與膠皮滾筒產(chǎn)生的振動(dòng)通過墻板傳遞到壓印滾筒，造成接收?qǐng)D文的紙張位置變化。

⑤輸墨輸水部傳遞路徑(TP7，TP8，TP9，TP10，TP11，TP12，TP13，TP14，TP15，TP16，TP5i+1，TP5i+2，TP5i+3，TP5i+4，TP5i+5，TP5nc+1，TP5nc+2，TP5nc+3，TP5nc+4，見圖2和圖3)：如圖1所示，印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)操作面軸端的齒輪為主動(dòng)齒輪，與輸墨輸水部的輪系齒輪嚙合；串墨機(jī)構(gòu)和串水機(jī)構(gòu)，分別驅(qū)動(dòng)串墨輥23和串水輥20同時(shí)高速轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于墨路墻板25、26、27往復(fù)橫向移動(dòng)，將油墨和潤版液打勻。串墨輥23和串水輥20產(chǎn)生的振動(dòng)通過與印刷部墻板33、34、35相連接的墨路墻板25、26、27傳遞到印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)、膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)和壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)，影響圖文和紙張的套印位置。同時(shí)，與墨路輪系齒輪連接的由凸輪連桿棘輪組成的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)傳墨輥24和傳水輥21往復(fù)擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)墨路的持續(xù)供墨和水路的持續(xù)供水。串水輥20和串墨輥23的間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起墨路墻板25、26、27的振動(dòng)，經(jīng)印刷部墻板33、34、35傳遞到印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)、膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)、壓印滾筒101(I1)、201(I2)、303(Inc)。此外，因工藝需要，著水輥19和著墨輥22工作過程中，需保持對(duì)印版的一定壓力，該載荷引起的振動(dòng)同樣經(jīng)墨路墻板、印刷部墻板傳遞到印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)、膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)、壓印滾筒101(I 1)、201(I2)、301(Inc)，影響圖文套印精度。

⑥收紙部傳遞路徑(TP5nc+5，TP5nc+6，TP5nc+7，見圖2和圖3)：收紙滾筒28(圖1)齒輪與壓印滾筒303(Inc)齒輪嚙合(圖3)，收紙鏈條30(圖1)由固連于收紙滾筒28(圖1)的傳動(dòng)鏈輪29驅(qū)動(dòng)，通過與印刷墻板33(圖1)內(nèi)側(cè)及收紙墻板32上的開閉牙凸輪，實(shí)現(xiàn)印刷品的接取與輸出、收集。收紙開閉牙及收紙鏈條30的高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)通過與印刷主機(jī)相連接的收紙墻板22，傳遞到壓印滾筒303(Inc)，影響圖文的套印精度。

⑦傳紙滾筒傳遞路徑(TPT1，TPT2，TPTi，TPTnc，見圖2和圖3)：如圖3所示，壓印滾筒101(I1)、201(I2)、303(Inc)齒輪與印刷色組間的傳紙滾筒36(T1)、37(T2)、38(T3)、39(Tnc)齒輪嚙合，傳紙滾筒36(T1)、37(T2)、38(T3)、39(Tnc)主要實(shí)現(xiàn)前后印刷色組間的傳遞，其交接紙張通過墻板內(nèi)側(cè)開閉牙凸輪17(圖3)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，開閉牙機(jī)構(gòu)固連于印刷墻板33、34、35(圖1)，開閉牙機(jī)構(gòu)擺桿7及咬紙牙12安裝于傳紙滾筒37(T2)咬紙牙軸14上。開閉牙過程開牙滾子6(圖3)引起的振動(dòng)一方面通過開閉牙凸輪固連的印刷墻板33、34、35(圖1)傳遞到壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)，另一方面直接作用于傳紙滾筒36(T1)、37(T2)、38(T3)、39(Tnc)運(yùn)載的紙張上面，影響圖文套印精度。

此外，印刷機(jī)上輸紙及收紙部的紙堆升降電機(jī)，拉版電機(jī)，水輥、墨輥還有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因其激勵(lì)低于主電機(jī)，不考慮這些輔助的貢獻(xiàn)量。

圖1為單張紙多色平版印刷機(jī)系統(tǒng)的TPA模型的振源、傳遞路徑、接受者、傳遞函數(shù)示意圖。

所述的步驟3)印刷機(jī)系統(tǒng)傳遞路徑分級(jí)，單張紙平版印刷機(jī)分級(jí)傳遞路徑如圖2所示。

根據(jù)單張紙平版印刷機(jī)各傳遞路徑與目標(biāo)點(diǎn)之間作用的關(guān)系，將圖1中系統(tǒng)的傳遞路徑分為三級(jí)，如圖2所示。第1級(jí)是產(chǎn)生往復(fù)加速度載荷的各機(jī)構(gòu)(前規(guī)11、側(cè)規(guī)12、輸墨、輸水等)，作為振源，將結(jié)構(gòu)載荷通過墨路墻板25、26、27直接傳遞給子系統(tǒng)目標(biāo)點(diǎn)-各色壓印滾筒體19(圖3)的肩鐵9和16(圖3)。第2級(jí)是各機(jī)構(gòu)通過著墨輥22(圖1)將振動(dòng)傳到承載圖文的印版滾筒103(P1)、203(P2)、303(Pnc)、膠皮滾筒102(B1)、202(B2)、302(Bnc)，最終傳遞到各色壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)。第3級(jí)是各色組壓印滾筒101(I1)、201(I2)、301(Inc)的肩鐵(子系統(tǒng)目標(biāo)點(diǎn))通過傳紙滾筒36(T1)、37(T2)、38(T3)、39(Tnc)，達(dá)到最終目標(biāo)點(diǎn)-最后色組(第nc色組)的壓印滾筒肩鐵303(Inc)。

所述的步驟4)傳遞路徑的拓?fù)淠Ｐ腿鐖D3所示。

為了分析振源及便于建立頻響函數(shù)，將各級(jí)傳遞路徑，以拓?fù)鋱D的形式表述，僅含有振源、傳遞函數(shù)及目標(biāo)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了具體結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

所述的步驟5)各振動(dòng)源與目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)物理坐標(biāo)描述；

以第1色組壓印滾筒101(I1)中心軸線與印刷機(jī)傳動(dòng)面和操作面墻板的對(duì)稱中心面交點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)O0，以沿第1色組壓印滾筒101(I1)中心軸線所在直線為x軸，由操作面指向傳動(dòng)面方向?yàn)閤軸正向；以過O0點(diǎn)，沿印刷機(jī)對(duì)稱中心面內(nèi)的水平線為y軸，由輸紙部指向收紙部為y軸正向；按笛卡爾法則，以過O點(diǎn)、垂直向上的方向?yàn)閦軸正向，建立固連于印刷機(jī)墻板的絕對(duì)坐標(biāo)系O₀x₀y₀z₀。下文中，變量角標(biāo)中符號(hào)x，y，z分別指沿O₀x₀y₀z₀各坐標(biāo)軸的分量。單張紙單面印刷機(jī)在印刷過程中以單側(cè)紙邊為橫向基準(zhǔn)，為此，采用操作面?zhèn)纫?guī)進(jìn)行橫向定位，nc個(gè)印刷單元的壓印滾筒301(Inc)操作面肩鐵徑向(y軸和z軸)和軸向跳動(dòng)(x軸)為目標(biāo)點(diǎn)。第1色組壓印滾筒101(I1)自印刷機(jī)“零點(diǎn)”的轉(zhuǎn)角用θ表示。如圖4所示

在印刷機(jī)傳遞路徑分析的過程中，激勵(lì)源和傳遞路徑分屬不同的子系統(tǒng)。施加力載荷的激勵(lì)一側(cè)稱為主動(dòng)側(cè)，傳遞路徑一側(cè)稱為被動(dòng)側(cè)。路徑與激勵(lì)一般分布在彈性元件的兩端，如輸紙部萬向軸傳動(dòng)鏈、收紙鏈條開閉牙取放紙系統(tǒng)、墨路與印刷部墻板連接、傳紙滾筒運(yùn)動(dòng)鏈、圖文傳遞系統(tǒng)、紙張傳遞系統(tǒng)。如果有n條路徑，那么目標(biāo)點(diǎn)的總響應(yīng)可看作是各傳遞路徑貢獻(xiàn)量的線性疊加。對(duì)于振動(dòng)而言，每條路徑只考慮x，y，z三個(gè)方向的移動(dòng)。目標(biāo)點(diǎn)的響應(yīng)用X_k(ω)，第i條結(jié)構(gòu)路徑對(duì)目標(biāo)點(diǎn)k的響應(yīng)X_ik(ω)，第i條結(jié)構(gòu)路徑從振源到目標(biāo)點(diǎn)的頻響函數(shù)為FRF_ik(ω)。壓印滾筒101(I1)、201(I2)、303(Inc)肩鐵的跳動(dòng)分為徑向跳動(dòng)(x向水平跳動(dòng)和y向垂直跳動(dòng)的合成為徑向，在印刷品上表征為縱向套印誤差)和端面跳動(dòng)(x軸向跳動(dòng)，在印刷品上表征為橫向套印誤差)。

以上實(shí)施例是參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種形式上的修改或變更，但不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的情況下，都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。