基于JDF数字化流程的切纸机裁切软件的开发精.docx
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基于JDF数字化流程的切纸机裁切软件的开发精
机械工程与自动化控制2010中国印刷与包装学术会议会刊294MechanicalEngineering&AutomationControlProceedingsofCACPP2010
基于JDF数字化流程的切纸机裁切软件的开发
任玲辉1,刘凯1,张海燕2,侯和平2
(1.西安理工大学机械与精密仪器学院,西安710048;
2.西安理工大学印刷与包装工程学院,西安710048
摘要JDF是一种基于XML的用于活件描述及交换的格式,本文通过对JDF文档的语法、数据结构的分析,解析出了版式信息。
结合纸张裁切的工艺特点以及人工编排加工路径的经验,分析了不规则版面布局的特点,提出了一种新的裁切加工路径形成的复合算法,解决了不规则版面裁切路径的规划。
开发了切纸机优化裁切软件,基于JDF数字化流程开发的切纸机裁切软件,可以从印前版式信息直接得到裁切信息,然后将生成的裁切程序传送到支持CIP4接口的切纸机上,减少了人工测量环节带来的误差,提高了裁切精度和效率。
关键词JDF;解析;数字印刷;XML
中图分类号TS73
CuttingSoftwareDevelopmentBasedOnJDFDigitalWorkflow
RENLinghui1,LIUKai1,ZHANGHaiyan2,HOUHeping2
(1.FacultyofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering,Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,China;2.FacultyofPrintingAndPackagingEngineering,Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an710048,ChinaAbstractJDFistheXML-basedformatforthejobdescriptingandexchanging.ThroughtheParseofJDFdocument’sgrammaranddatastructure,wehavegottheinformationoflayout.Combinedwithtechnicalfeaturesofcuttingpapersandexperiencesofartificialprocessingpaths,thisarticlehavetoanalyzethecharacteristicsofirregularlayout,thenputoutanewcomplexalgorithmofcuttingpathandsolvetheplanningofirregularlayoutcuttingpath.Developmentaoptimizationsoftwareofpapercutter.ThecuttingsoftwarebasedonJDFdigitalworkflow,canobtainlayoutinformationdirectlyfromtheprepress,andthentransmittedgeneratecuttingprogramtothecutter,whichreducedtheerrorcausedbymanualmeasurementandimprovedthecuttingaccuracyandefficiency.KeywordsJDF;Parse;DigitalPrinting;XML
0引言
JDF标准的建立反映数字印前技术向印刷和印后加工深入发展的总体趋势,目的在于实现印前、印刷和印后加工三大主要工艺的集成,以及生产活动和经营管理活动的集成,有利于企业按标准化的程序组织生产。
然而,首当其冲受JDF标准影响的可能还不是印刷企业,而是那些从事设备和系统研发的公司或部门[1]。
JDF以通过定义关键印刷过程或工艺的方法规范生产行为并指导设备制造和系统软件开发规范生产行为并指导设备制造和系统软件开发。
设备制造商希望自己生产的设备能与JDF工作流程兼容,要求集成到数字工作流程系统中,则必须按照JDF标准设计和制造设备。
比如印刷设备要解析出印前生成JDF中油墨预设数据,折手参数,裁切参数,装订方式,都要解析相应的JDF文档[2]。
叶微微等人研究了JDF数字化流程中油墨预置技术,属于JDF在印刷机的应用[3],吴跃卿等人研究JDF工作传票分析及通讯接口开发[4],高波等人研究了JDF在折页加工应用[5],均未涉及到JDF在数字化裁切设备中的应用。
本文通过对JDF文档的语法、数据结构的分析,解析出了版式信息。
结合纸张裁切的工艺特点以及人工编排加工路径的经验,分析了不规则版面布局的特点,提出了一种新的裁切加工路径形成的复合算法,解决了不规则版面裁切路径的规划。
1JDF文档中参数的解析
本文作者采用流模型对JDF文档解析,流模型每次可以迭代XML文档中的一个节点,适合处理较
万方数据
中国印刷与包装研究2010年11月(第2卷
CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDYVol.022010.11295
大的文档,所耗费的内存开销也很小。
.NET中使用了一个名为XmlReader的抽象基类和三个继承于XmlReader抽象基类、分别名为XmlNodeReader、XmlTextReader和XmlValidatingReader的具体类来实现流模型。
XmlReader类提供了一种快速的、只向前的、只读的解析器来利用文档流。
它包含了读XML文档的方法和属性。
该类中的Read(方法用来迭代XML文档,即如果节点存在(不在文档的最后就返回True,当达到文档末尾时,迭代就会终止。
印刷JDF文件包含内容较多(油墨预设数据,折手参数,裁切参数,装订方式等参数,而在实际应用时我们只需要一个或多个模块的参数,所以选择流模型处理文档更合适些[5,6]。
JDF版式解析过程中,首先查找包含版式尺寸的节点,当读到节点名为Surface时,用MoveToNextAttribute(方法读取该节点的每一个属性,将属性值保存下来。
然后以同样的方法查找包含版式尺寸的节点,读取每一个ContectObject页面节点中的相关数据。
由于在JDF文件中,表示版式尺寸的每一个属性里包含若干参数,其中包含空格字符串,所以需要分割字符串。
在本文中用到了String类中提供的Split方法来构造一个Tokenizer类以进行字符串分割,参数的存储用到了Array(数组表对象。
2版式裁切的算法
2.1单一标签裁切算法
要裁切的印张在印前已进行过拼版,为了使纸张得到最大的利用率,排版时在印张上排列尽可能
多的单一标签,如图1是单一标签排版后的版式图。
图1单一标签版式
Fig.1Singlelabellayout
在印前生成的JDF文档中已经记录了的版面数据,包括印张和标签的参数,如ClipBox(X1Y1X2Y2表示的是标签的左上角(X1Y1和右下角坐标(X2Y2。
有了这些参数,通过提取参数找出裁切路径,
本文选用冒泡排序法对每一个标签位置坐标分别按X坐标和Y坐标由大到小进行排序。
以图1为例,描述单一标签算法如图2所示。
图2单一标签算法程序框图
Fig.2SinglelabelalgorithmProgramdiagram
为了简化模型首先假设左上角为坐标原点,向下为Y方向,向右为X方向,切边为0cm,在实际生产中裁切顺序应该遵循由下向上,由右向左的顺序进行裁切。
首先,给每个标签右下角坐标Y值冒泡排序。
由下到上即Y[max,2](标签右下角Y坐标最大值到Y[min,2](标签右下角Y坐标最小值裁切,由右向左即X[max,2](标签右下角X坐标最大值到X[min,2](标签右下角X坐标最小值裁切。
由图1可知最下一排有11个相等,用比较大小算法求出与Y[max,2]右下角Y坐标相等标签,即可找出X方向的第一条裁切线,然后找出Y[max-1,2]的标签即可找出X方向的第二条裁切线,以此类推当到Y[min,2]时,即可找出X方向的最后一条裁切线。
此时,印张在切纸机的工作台上旋转90°,在这里我们对首先对X2冒泡排序,同理找出Y方向的裁切线。
单一裁切算法的设计流程图如图2所示。
2.2复杂版面算法
为了在印张上得到最大的利用率,往往会在一张版面上排多组标签,这就涉及到了排样问题,如图3是一个印刷排样实例。
求解最优排样方案是一个NP-hard问题,因此,对于大规模排样问题,在可接受的时间内快速找到次优解的算法引起了人们的关注.很多学者在这方面做了卓有成效的研究工作。
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机械工程与自动化控制2010中国印刷与包装学术会议会刊
296MechanicalEngineering&AutomationControlProceedingsofCACPP2010
本文研究的算法是NP问题的逆问题,作者把大小相同的标签组成标签块,然后再分块的思想。
为了满足一刀切原则,排样时尽量把相同的标签排在一块,如图3包含3个标签块。
在JDF版式文件中同一个标签块中的标签有相同的ord,如图3标签块1的ord=0,标签块2的ord=1,标签块3的ord=2。
那么我们可以根据ord把印张分为若干个标签块,如图4把图3版式分为3个标签块。
那么复杂裁切问题就简化为如何把这些标签块裁切出来。
标签块裁切出来后,每个标签块的裁切就可以用单一标签裁切算法,调用单一算法子程序即可裁切。
显然标签块1、2、3的大小、坐标很容易由小标签的坐标找出来,找出来的坐标存储为fn(x1,y1,x2,y2,其中(n=1,2,3...。
标签块裁切时,首先找出X方向贯穿线裁切,再找出Y方向贯穿线裁切,重复以上步骤,直至找不出贯穿线为止,标签块裁切完毕,如图5是复杂版面的流程图。
图3复杂版式图4提取的标签块Fig3ComplexlayoutFig.4Extractionoflabel
N
图5复杂版式裁切算法框图
Fig.5ComplexlayoutcuttingalgorithmProgramdiagram2.3算法结果
本文用C#语言编写了算法及软件界面,从图6和图7对比结果看本文与使用的是CIP3数据polar成熟的商业软件结果是一致的。
本文解析的是JDF文档中的版式数据,在算法中采用划分标签块的方法简化不规则版式的问题,提高了算法的速度。
图6Polar结果Fig.6Polarresults
图7本文算法结果
Fig.7Thistopicresults
3结论
本文采用
C#
编程语言,借助
.NET框架解析出了JDF文档中的版式信息,解析快速方便,为后续JDF继续研究提供了一种可行的方法。
本文开发的基于数字化优化裁切应用软件,实现了裁切数据的印前导入,且软件的可视化界面给工人提示裁切顺序,这提高了切纸机自动化及数字化程度。
参考文献
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中国印刷与包装研究2010年11月(第2卷
CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDYVol.022010.11297
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[6]刘真,朱明.JDF和全数字化印刷[J].中国印刷与包装研究,2009,1(1:
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主要作者
任玲辉(1984年-,博士研究生;研究方向为现代印刷机械系统仿真和数字化印刷工作流程。
E-mail:
******************
刘凯(1957年-,教授,博士生导师;主要研究方向为机械传动,车辆工程。
张海燕(1957年-,教授;主要研究方向为印刷机械理论与应用研究及系统的设计与仿真。
(上接293页
量及效率。
最后,通过卧式自动平压平模切机间歇输纸机构实例验证了该软件平台的实用性和有效性。
参考文献
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机械工业出版社,2008:
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[6]唐善华.平行分度凸轮廓线交点的寻求及平滑过渡处理[J].机械设计,2008,25(9:
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主要作者
施向东(1963年-,副教授;主要研究方向为印刷及包装设备的机构创新设计。
沈韶华(1970年-,副教授;主要研究方向为机械设计及运动仿真。
E-mail:
********************.cn
万方数据
基于JDF数字化流程的切纸机裁切软件的开发
作者:
任玲辉,刘凯,张海燕,侯和平,RENLinghui,LIUKai,ZHANGHaiyan,HOUHeping
作者单位:
任玲辉,刘凯,RENLinghui,LIUKai(西安理工大学机械与精密仪器学院,西安,710048,张海燕,侯和平,ZHANGHaiyan,HOUHeping(西安理工大学印刷与包装工程学院,西安,710048
刊名:
中国印刷与包装研究
英文刊名:
CHINAPRINTINGANDPACKAGINGSTUDY
年,卷(期:
2010,02(z1
参考文献(12条
1.刘真;朱明JDF和全数字化印刷[期刊论文]-中国印刷与包装研究2009(01
2.姚海根JDF对印后设备开发的影响2007(2
3.CIP4,JDFSpecificationRelease1.3
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5.吴跃卿;王民;郑军平版胶印JDF工作传票分析及通讯接口开发[期刊论文]-包装工程2007(04
6.叶微微.张二虎JDF数字化流程中油墨预置技术的研究2008
7.叶微微;张二虎JDF数字化流程中油墨预置技术的研究2008
8.吴跃卿.王民.郑军平版胶印JDF工作传票分析及通讯接口开发2007(4
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10.CIP4,JDFSpecificationRelease1.3
11.姚海根JDF对印后设备开发的影响[期刊论文]-印刷质量与标准化2007(02
12.刘真.朱明JDF和全数字化印刷2009(1
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