专利名称：用于易拉伸卷筒材料的印刷机引入及预处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷机的引入及预处理装置，具体讲是一种用于易拉伸巻筒材料的 印刷机引入及预处理装置。
技术背景在所有巻筒材料的印刷中，巻筒状原材料如纸带、塑料薄膜等经过开巻后，必须在 外力的拉伸作用下由材料的引入机构进行绷紧拉平的预处理，然后均匀平整地将印刷材 料送入印刷部位进行印刷，在印刷完成后再经由印刷材料的引出机构和收巻机构将印刷 材料重新巻成巻筒。对于普通的巻筒材料(如聚丙烯BOPP薄膜，纸张等)的印刷机来讲，由于材料本身 的物理特性较好，引入机构只需要保证一般的张力精度，甚至不需要进行预处理即可保 证材料的平整性和拉伸均匀性即能完全满足印刷要求。但是对于在外力作用下容易拉伸 产生不均匀塑性变形的易拉伸巻筒材料，如聚乙烯PE薄膜等，由于成型后的物理性能非 常不均匀，表面不平整，料边有松紧边差异，造成印刷中油墨对该材料的附着力不强， 因此必须在印刷之前对材料进行高精度张力控制和物理性能的预处理，以满足高精度印 刷的要求。目前，在印刷过程中解决材料的张力控制和物理性能的引入及预处理是分为两个单 独工位完成的，但由于其张力控制过程均采用比较落后磁粉制动器与张力传感器组合等 落后技术，张力控制精度不高。比较进步一点的引入装置中，则采用交流变频电机和浮 动辊进行张力检测和控制。此种装置虽然比采用磁粉控制精度高，但由于机械执行机构 和张力检测机构设计的局限性，加上材料物理特性预处理与张力控制分别进行，导致预 处理过程影响张力控制精度、灵敏度变低或预处理后在张力调整机构的作用下再次发生 塑性变形的现象，影响预处理效果，无法满足高精度印刷的要求；同时，在巻材预处理 过程采用单独的烘箱，仅仅使用热风对印刷巻材进行预热处理，使得原本存在不少问题 的预处理过程，又增加了材料平整性能不足等问题。发明内容本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点，提供一种能使易拉伸巻筒 材料保持高精度的稳定张力及材料平整性，减少材料的塑性变形，以满足高精度印刷要 求的易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置。本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的用于易拉伸巻筒材料的印刷机 弓I入及预处理装置包括张力检测与控制机构和预处理机构。所述的张力检测与控制机构包括超级低摩擦气缸、浮动辊回转摆臂、张力检测浮动 辊、回转摆臂中心轴、零张力控制配重轴、高精度旋转式电位器、感应开关、矢量变频 电机；所述的两个浮动辊回转摆臂分别水平安装在回转摆臂中心轴的两端，张力检测浮动辊和零张力控制配重轴的两端安装在两个浮动辊回转摆臂组成的支架上，分别位于回 转摆臂中心轴的两侧，回转摆臂中心轴、张力检测浮动辊和零张力控制配重轴三者的中心轴线相互平行并与两个机架组成的平面为同一水平面；所述的超级低摩擦气缸的尾部 固定在机架上，超级低摩擦气缸的活塞杆连接在浮动辊回转摆臂上，且垂直安装；所述 的回转摆臂中心轴的两端安装在两个机架组成的支架上，回转摆臂中心轴的一端装有齿 轮，该齿轮与另一齿轮组成回转角度放大齿轮副，所述的高精度旋转式电位器通过回转 角度放大齿轮副与回转摆臂中心轴连接；所述的预处理机构包括压辊、冷却牵引辊、预热辊、齿轮和齿轮组成的联动齿轮副； 所述的冷却牵引辊、预热辊的两端水平安装在机架组成的支架上，通过联动齿轮副相互 联接，两者的中心轴线相互平行并与两个机架组成的平面为同一水平面；所述的冷却牵 引辊中通有冷却介质，所述的预热辊中通有热媒介质。所述的矢量变频电机通过传动机构与冷却牵引辊的一端连接；所述的感应开关安装 在冷却牵引辊附近，用于检测冷却牵引辊的转速。
图1是本发明用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置的结构示意图。 图2是图1沿A^A方向剖视的结构示意图。图中所示 1、超级低摩擦气缸，2、高精度旋转式电位器，3、回转角度放大齿轮 副，4、张力检测浮动辊，5、回转摆臂中心轴，6、零张力控制配重轴，7、预热辊，8、冷却牵引辊，9、浮动辊回转摆臂，10、齿轮，11、齿轮，12、压辊，13、压辊摆臂回转 中心轴，14、压辊回转臂，15、压辊气缸，16、小同步带轮，17、同步带，18、大同步 带轮，19、矢量变频电机，20、冷水接头，21、导热油接头，22、料膜，23、机架，24、 感应开关。具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。 如图l、图2所示。本发明用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其张力检测与控制机构包 括超级低摩擦气缸l、浮动辊回转摆臂9、张力检测浮动辊4、回转摆臂中心轴5、零张 力控制配重轴6、高精度旋转式电位器2、感应开关24、矢量变频电机19。所述的两个 浮动辊回转摆臂9分别水平安装在回转摆臂中心轴5的两端，张力检测浮动辊4和零张 力控制配重轴6的两端安装在两个浮动辊回转摆臂9组成的支架上，分别位于回转摆臂 中心轴5的两侧。回转摆臂中心轴5、张力检测浮动辊4和零张力控制配重轴6三者的中 心轴线相互平行并与两个机架23组成的平面为同一水平面。所述的超级低摩擦气缸1的 尾部固定在机架23上，超级低摩擦气缸1的活塞杆连接在浮动辊回转摆臂9上。所述的 回转摆臂中心轴5的两端安装在两个机架23组成的支架上，其中一端装有齿轮，与另一 齿轮组成回转角度放大齿轮副3，所述的高精度旋转式电位器2通过回转角度放大齿轮副 3与回转摆臂中心轴5联接；所述的预处理机构包括压辊12、冷却牵引辊8、预热辊7、齿轮10和齿轮11组成 的联动齿轮副；所述的冷却牵引辊8、预热辊7的两端水平安装在机架23组成的支架上， 通过联动齿轮副相互联接，两者的中心轴线相互平行并与两个机架23组成的平面为同一 水平面；所述的冷却牵引辊8中通有冷却介质，所述的冷却牵引辊8中通有的冷却介质 优选为冷却水。所述的预热辊7中通有热媒介质，预热辊7中通有热媒介质优选为导热 油。所述的矢量变频电机19通过传动机构与冷却牵引辊8的一端联接；所述的感应开关 24安装在冷却牵引辊8附近，用于检测冷却牵引辊8的转速。在材料经过开巻进入引入机构，引入机构中的两根起引入作用的冷却牵引辊8和预热辊7平行安装在机架上，料膜22经过两根辊形成S型包角。沿着料膜22运行方向的 顺序，在预热辊7中通入热媒介质，在冷却牵引辊8中通入冷却介质，并且在冷却牵引 辊8和料膜22的出料切点之前设置一根压辊12,该压辊12将料膜22紧压在冷却滚筒之 上。同时，冷却牵引辊8被电动机同步驱动，预热辊7又通过齿轮10和齿轮11组成的 联动齿轮副被冷却牵引辊8驱动，两根辊同步反方向运转，其表面的速度方向与料膜22 的运行方向及速度保持相同。在该过程中，通入热媒的预热辊7将印刷材料进行一定温 度加热，完成材料的热处理过程和软化过程，冷却牵引辊8由于通入了冷却水，又有压 辊12将已经预热的料膜22在辊筒上进行压平处理，因此，印刷材料的预处理过程完成。 在印刷料膜22经过预处理后设置有材料运行张力的检测与控制机构，该机构由感应开关 24将冷却牵引辊8的转速反馈给控制运算单元，控制运算单元将运算结果输出，控制电 动机运转速度调节印刷材料张力，达到控制张力的目的。特别是由于张力检测机构采用 水平放置并利用重力使检测摆臂平衡，推动超级低摩擦气缸1垂直运动，这样的结构可 减少张力检测机构受到重力影响产生张力检测误差和气缸活塞杆与缸颈(气缸内壁)之间 的摩擦阻力，甚至可以进行零张力检测控制。保证张力控制过程中精确执行，实现高精 度张力控制。所述的压辊12的两端安装在两个压辊回转臂14组成的支架上，压辊回转臂14组成 的支架固定在压辊摆臂回转中心轴13上，所述的压辊摆臂回转中心轴13的两端安装在 机架23组成的支架上，所述的两个压辊回转臂14的尾端分别联接有两个压辊气缸15。 这样压辊12能及时对加工材料进行压平，消除材料缺陷，更好的适应印刷，压辊12同 时起到消除料膜22与冷却牵引辊8不同步现象，更好的控制材料张力稳定。所述的矢量变频电机19与冷却牵引辊8相联接的传动机构为同步带传动机构，及由 同步带17传动，矢量变频电机19上装有小同步带轮16，冷却牵引辊8的一端装有大同 步带轮18，同步带17套合在小同步带轮16和大同步带轮18的带槽内，以更好的控制冷 却牵引辊8与料膜22的同步。在本实施例中，材料的运行张力由通入超级低摩擦气缸1的气压设定好后，推动浮动 辊回转摆臂9带动张力检测浮动辊4向上摆动，同时与穿绕在张力检测浮动辊4上的料 膜22张力的合力在浮动辊回转摆臂9上达到平衡。回转摆臂中心轴5随着浮动辊回转摆臂9回转，带动轴端连接的回转角度放大齿轮副3，转动高精度旋转式电位器2检测回转 角度，根据不同的材料，假设当材料张力与设定张力平衡时电位器输出电压等于5V，如 果材料运行张力波动时，由电位器2间接将张力变化值反馈到外部控制回路，控制矢量 变频电机19的转速调整材料张力直至电位器输出电压等于5V。在该机构中，零张力控制 配重轴6用在零张力设定时平衡浮动辊回转摆臂9及张力检测浮动辊4自重引起的张力 设定误差。安装在机架上的矢量变频电机19通过同步带驱动冷却牵引辊8，又通过齿轮 IO和齿轮11组成的联动齿轮副以传动比为1 : 1的同步反向传动驱动预热辊7。同时导 热油通过接头21进入预热辊7对料膜22进行预热处理，冷却水通过冷水接头20进入冷 却牵引辊8对预热过的材料进行冷却处理。料膜22在进入冷却过程的前段，压辊12及 时对加工材料进行压平，消除材料缺陷，更好的适应印刷，压辊12同时起到消除料膜22 与冷却牵引辊8不同步现象，更好的控制材料张力稳定。在该机构中冷却牵引辊8与预 热辊7形成料膜的"S"形引入，进一步保证了加工材料张力稳定控制。在本实施例中，冷却牵引辊8和预热辊7采用空心钢滚筒。压辊12采用橡胶辊。同 时，张力检测浮动辊4、回转摆臂中心轴5、零张力控制配重轴6、预热辊7、冷却牵引 辊8、压辊12、压辊摆臂回转中心轴13的两端都安装有滚动轴承，以利于运转。采用以上结构后，本发明用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入用于易拉伸巻筒材料的 印刷机引入及预处理装置与现有技术相比，具有能使易拉伸巻筒材料保持高精度的稳定 张力及材料平整性，减少材料的塑性变形的优点。本发明以更高的张力控制精度完成巻筒材料的引入，在完成高精度的张力控制的同 时完成材料的预处理，结构紧凑，控制执行准确，适合易拉伸材料的薄膜材料和纸张等 印刷过程的材料预处理和引入，改变了材料的预处理方式，淘汰简单的热风箱预热，由 效率更高的热辊和冷辊组合成多种预热处理方案，满足更多的印刷材料预处理要求。改 变了张力检测机构，更有利于低张力值甚至零张力的控制，张力控制精度更高。而且丝 毫不影响普通巻筒材料的引入。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有各种变化，如矢量变频电机19 与冷却牵引辊8相联接的传动机构也可以齿轮副传动；冷却牵引辊8和预热辊7也可以 为铝、铜等其它材料的滚筒或内有通孔的棒材；冷却介质也可以为添加冷却油的冷却液，热媒介质也可以为热水。所述的张力检测浮动辊4、回转摆臂中心轴5、零张力控制配重 轴6、预热辊7、冷却牵引辊8、压辊12、压辊摆臂回转中心轴13的两端安装也可以为 滚柱轴承等其它类型的轴承；等等。凡在本发明独立权利要求保护范围内所作的各种变 化均在本发明的保护范围内。
权利要求
1、一种用于易拉伸卷筒材料的印刷机引入及预处理装置，包括张力检测与控制机构 和预处理机构，其特征在于所述的张力检测与控制机构包括超级低摩擦气缸(1)、浮动辊回转摆臂(9)、张力检测浮动辊(4)、回转摆臂中心轴(5)、零张力控制配重轴(6)、高精度旋转式电位器(2)、感应开关(24)、矢量变频电机(19)；所述的两个浮动辊回转摆臂(9)分别水平安装在回转摆臂中心轴(5)的两端，张力检测浮动辊(4)和零张力控制配重轴(6)的两端安装在两个浮动辊回转摆臂(9)组成的支架上，分别位于回转摆臂中心轴(5)的两侧，回转摆臂中心轴(5)、张力检测浮动辊(4)和零张力控制配重轴(6)三者的中心轴线相互平行并与两个机架(23)组成的平面为同一水平面；所述的超级低摩擦气缸(1)的尾部固定在机架(23)上，超级低摩擦气缸(1)的活塞杆连接在浮动辊回转摆臂(9)上，且垂直安装；所述的回转摆臂中心轴(5)的两端安装在两个机架(23)组成的支架上，回转摆臂中心轴(5)的一端装有齿轮，该齿轮与另一齿轮组成回转角度放大齿轮副(3)，所述的高精度旋转式电位器(2)通过回转角度放大齿轮副(3)与回转摆臂中心轴(5)连接；所述的预处理机构包括压辊(12)、冷却牵引辊(8)、预热辊(7)、齿轮(10)和齿轮(11)组成的联动齿轮副；所述的冷却牵引辊(8)、预热辊(7)的两端水平安装在机架(23)组成的支架上，通过联动齿轮副相互联接，两者的中心轴线相互平行并与两个机架(23)组成的平面为同一水平面；所述的冷却牵引辊(8)中通有冷却介质，所述的预热辊(7)中通有热媒介质。所述的矢量变频电机(19)通过传动机构与冷却牵引辊(8)的一端连接；所述的感应开关(24)安装在冷却牵引辊(8)附近，用于检测冷却牵引辊(8)的转速。
2、 根据权利要求l所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其特征 在于所述的齿轮(10)和齿轮(11)组成的联动齿轮副的传动比为1 : 1。
3、 根据权利要求1所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其特征 在于所述的矢量变频电机(19)与冷却牵引辊(8)相连接的传动机构由同步带(17) 传动，矢量变频电机(19)上装有小同步带轮(16)，冷却牵引辊(8)的一端装有大同 步带轮(18)。
4、 根据权利要求l所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其特征在于所述的压辊(12)的两端安装在两个压辊回转臂(14)组成的支架上，压辊回转臂(14)组成的支架固定在压辊摆臂回转中心轴(13)上，所述的压辊摆臂回转中心轴 (13)的两端安装在机架(23)组成的支架上，所述的两个压辊回转臂(14)的尾端分 别连接有两个压辊气缸(15)。
5、 根据权利要求l所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其特征 在于冷却牵引辊(8)和预热辊(7)均为密封的空心钢滚筒。压辊(12)为橡胶辊。
6、 根据权利要求1或5所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其 特征在于所述的冷却牵引辊(8)中通有的冷却介质为冷却水。
7、 根据权利要求1或5所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其 特征在于所述的预热辊(7)中通有的热媒介质为导热油。
8、 根据权利要求1 4所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其 特征在于所述的张力检测浮动辊(4)、回转摆臂中心轴(5)、零张力控制配重轴(6)、 预热辊(7)、冷却牵引辊(8)、压辊(12)、压辊摆臂回转中心轴(13)的两端都安装有 滚动轴承。
9、 根据权利要求l所述的用于易拉伸巻筒材料的印刷机引入及预处理装置，其特征 在于所述的压辊(12)为橡胶辊。
全文摘要
本发明公开了一种用于易拉伸卷筒材料的印刷机引入及预处理装置，包括张力检测与控制机构和预处理机构，张力检测与控制机构包括超级低摩擦气缸(1)、张力检测浮动辊(4)、零张力控制配重轴(6)、高精度旋转式电位器、矢量变频电机(19)等；预处理机构包括压辊(12)、冷却牵引辊(8)、预热辊(7)等；所述的冷却牵引辊(8)中通有冷却介质，所述的预热辊(7)中通有热媒介质。本发明以更高的张力控制精度完成卷筒材料的引入，有利于低张力值甚至零张力的控制，张力控制精度更高，不仅适合易拉伸材料的薄膜材料和纸张等印刷过程的材料预处理和引入，而且丝毫不影响普通卷筒材料的引入。
文档编号B41F13/02GK101214752SQ20071030658
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月30日 优先权日2007年12月30日
发明者吕培峰 申请人:宁波欣达印刷机器有限公司;宁波欣达(集团)有限公司