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研究生:鄭琮民
論文名稱:應用於燙金設備之數位恆溫控制器研製
論文名稱(外文):Implementation of a Digital Thermal Controller for Bronzing Machines
指導教授:陳財榮 博士
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:恆溫控制器燙金數位控制
外文關鍵詞:Thermostatic controllerGold stampingDigital controller
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中文摘要
近年來印刷技術除了著重運用文字、圖案及紙張的變化,以產生不同的
印刷效果外,最常看到的就是以燙金加工的方式來提升產品質感,而燙金加
工品質的掌控必須仰賴有效控制燙金板的溫度。傳統式燙金板的恆溫控制方
式多以溫度過高則停止加熱,溫度過低則啟動加熱,此種恆溫控制方式在達
到設定溫度時常會出現溫度偏差,而無法有效穩定燙金板上的溫度;當燙金
板的溫度無法穩定時,就無法準確掌控燙金印刷的品質,不但會增加產品的
不良率,也相對增加印刷成本的負擔。
本文以數位控制恆溫方式,使燙金板的加熱溫度可獲得穩定控制,功率
開關採用交流矽控閘流體 (TRIAC) 來控制,並佐以微控制器及零電壓交越
檢知電路組合成數位恆溫控制器,控制方式則採分階段產生不同市電導通比
例輸出,除了讓控制器能夠有效控制燙金板溫度外,亦可維持燙金板溫度穩
定,以確保燙金輸出的品質。
本文以三種燙金板常用溫度120 °C、150 °C 及200 °C 進行實際驗證,
經由實驗數據結果顯示,控制器確實能夠有效穩定燙金板的溫度,在穩定溫
度時其溫度漂移小於4 °C,可改善傳統恆溫控制器溫差過大之問題,不但有
利於燙金品質的提升,也減少溫度因素造成輸出不良之情形。

Abstract
In recent years, the processing of gold stamping has been widely applied to
improve printing quality besides the variety of calligraphy, pictures and papers.
And the quality of gold stamping is mostly controlled by temperature. In
conventional thermostatic controller, the heating is turned on/off according to
temperature degree, in which the mild temperature change cannot be detected.
Once the temperature of gold stamping is not stable, the quality cannot be
controlled. This increase the default rate and cost.
Therefore, a digital thermal controller is developed in the study to well
control the temperature of gold stamping by TRIAC(Triode AC Semiconductor
Switch) along with micro-controller and zero voltage crossing controller.
Different utility connection ratio can thus be produced in phases to effectively
control thermal consistency of gold stamping for better quality.
The experiment is implemented by three different temperatures, 120 °C、150
°C and 200°C. The result shows that the temperature of gold stamping can be
controlled effectively by the operation of digital thermostatic controller, in which
the mild temperature difference is less than 4 °C. The proposed controller
improves the problem of conventional thermostatic controller, decreases the
default rate and enhances the quality of gold stamping.
目 錄
中文摘要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vi
表 目 錄 ix
符 號 表 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文架構 2
第二章 文獻探討 3
2.1 燙金技術介紹 3
2.2 燙金機台種類 6
2.3 影響燙金的因素 10
2.4 燙金溫度控制方式 14
第三章 系統架構設計 17
3.1 整體系統架構 17
v
3.2 恆溫控制電路 19
3.3 微控制器動作流程 23
第四章 實測結果分析與討論 27
4.1 實體照片與實驗儀器 27
4.2 實驗波形 35
4.3 恆溫控制結果比較 42
第五章 結論與未來研究方向 54
5.1 結論 54
5.2 未來研究方向 55
參考文獻 56
vi
圖 目 錄
圖2-1 印刷版 5
圖2-2 燙金膜 6
圖2-3 手動小型燙金機 8
圖2-4 平壓平燙金機 8
圖2-5 手動式啤盒燙金機 9
圖2-6 全自動滾壓式燙金機 9
圖2-7 平壓平全自動燙金機 10
圖2-8 溫度正常之燙金成品 11
圖2-9 溫度過高之燙金產品 12
圖2-10 溫度過低之燙金產品 12
圖2-11 傳統控制式流程圖 15
圖3-1 系統架構方塊圖 19
圖3-2 TRIAC 控制電路 20
圖3-3 零電壓交越檢知電路 21
圖3-4 熱電耦放大電路 23
圖3-5 微控制器動作流程圖 25
圖3-6 溫度控制流程圖 26
vii
圖4-1 燙金加熱板 28
圖4-2 傳統恆溫控制器外部面板 29
圖4-3 傳統恆溫控制器內部面構造 30
圖4-4 端子台端點功能 30
圖4-5 TRIAC 控制電路實體圖 31
圖4-6 零電壓交越檢知電路實體圖 32
圖4-7 熱電耦放大電路 32
圖4-8 立肯24 Xs-A 數位示波器 34
圖4-9 固緯 GDM-8251 桌上型數位電錶 34
圖4-10 GDM-8251 電腦端程式紀錄 35
圖4-11 市電、光隔離器輸出及比較器輸出波形圖 37
圖4-12 市電與兩組比較器輸出波形圖 37
圖4-13 TRIAC 零電壓點導通波形圖 38
圖4-14 市電100 %導通輸出波形 39
圖4-15 市電50 %導通輸出波形 40
圖4-16 市電33 %導通輸出波形 40
圖4-17 市電25 %導通輸出波形 41
圖4-18 市電20 %導通輸出波形 41
viii
圖4-19 傳統120 °C 穩態下熱電耦電壓變化 43
圖4-20 新型120 °C 穩態下熱電耦電壓變化 44
圖4-21 傳統120 °C 穩態下燙金板溫度變化 44
圖4-22 新型120 °C 穩態下燙金板溫度變化 45
圖4-23 傳統燙印出來的成品 45
圖4-24 新式燙印出來的成品 46
圖4-25 傳統150 °C 穩態下熱電耦電壓變化 47
圖4-26 傳統150 °C 穩態下熱電耦電壓變化 48
圖4-27 傳統150 °C 穩態下燙金板溫度變化 48
圖4-28 新型150 °C 穩態下燙金板溫度變化 49
圖4-29 新型150 °C 穩態下熱電耦電壓變化 49
圖4-30 傳統燙印出來成品 50
圖4-31 新式燙印出來成品 50
圖4-32 傳統200 °C 穩態下熱電耦電壓變化 52
圖4-33 新型200 °C 穩態下熱電耦電壓變化 52
圖4-34 傳統200 °C 穩態下燙金板溫度變化 53
圖4-35 新型200 °C 穩態下燙金板溫度變化 53
ix
表 目 錄
表2-1 燙金機種比較差異性 7
表5-1 溫度差異表 54
參考文獻
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[20] 鍾啟華,HT66Fxx Flash MCU 原理與實務-組合語言篇,全華圖書
股份有限公司,2010 年。
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