Printer Casus Ebox

De Printerkop

Tweedejaars casus - 4G031

---

Updates:
21-09-2012 - "Printer Casus" Wiki is online

---

Introductie

Bij het printen met een inkjet-printer wordt inkt op papier gespoten. Om een hoge resolutie te krijgen, is het van belang dat de inkt op de juiste plaats op het papier wordt gespoten. Dit betekent dat de inktdruppels met een hoge nauwkeurigheid gepositioneerd moeten worden en dat dit een reproduceerbaar, robuust proces moet zijn. De inktreservoirs bevinden zich in de printerkop. Door de positie van de printerkop real-time te meten, kan deze middels een feedback en feedfoward regeling robuust en met hoge nauwkeurigheid gepositioneerd worden. Voor de casus wordt een uitgeklede versie van een HP printer gebruikt die hieronder is weergegeven.

Figuur 1

Doel van de casus

De doelstelling van de casus is: Ontwerp en beproef een (op de computer te implementeren) regelaar om de printerkop, die alleen langs een rechte lijn kan bewegen, op een voorgeschreven plaats of langs een voorgeschreven trajectorie te positioneren.

Casus omschrijving

Het positioneren van een lichaam ten opzichte van een referentieframe is een probleem dat in veel mechanische systemen terugkomt. Voorbeelden hiervan zijn het positioneren van een printerkop ten opzichte van een vel papier en van de grijper van een assemblagerobot ten opzichte van een printed circuit board. Ter wille van de flexibiliteit en de inzetbaarheid wordt in dergelijke systemen vaak gebruik gemaakt van regelbare motoren. Daarbij wordt de werkelijke positie van het te positioneren lichaam gemeten en vergeleken met de gewenste positie ervan. Het verschil wordt gebruikt om de motoren zodanig aan te sturen, dat het lichaam alsnog naar de gewenste positie gaat. Voor de bepaling van een strategie daarvoor kan gebruik worden gemaakt van een wiskundig model van het systeem. Binnen de regeltechniek zijn vele concepten ontwikkeld om, uitgaande van een (zo eenvoudig mogelijk maar wel bruikbaar) model, te komen tot een algoritme voor de berekening van die motor-besturingssignalen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan P(I)D-regelaars, al dan niet met compensatie voor af te schatten verstoringen zoals wrijving.

Het is de bedoeling om in deze casus het hele proces van een globale probleemstelling tot een werkend systeem te doorlopen. Daarbij moeten in ieder geval aan de orde komen: het leren kennen van de printer die als voorbeeld dient in deze casus, het instrumenteren en het verwerken van meetgegevens met het notebook, het opstellen van een wiskundig model, gevolgd door een bepaling van de relevante modelparameters, het ontwerpen en implementeren van een regelaar, en de beoordeling van de kwaliteit van het geregelde systeem, dit laatste zowel ten aanzien van de prestatie in het tijddomein als (b.v. via een model) de stabiliteitsmarges van het geregelde systeem.