专利名称：一种高速安全线防伪纸的制造方法
技术领域：
本发明涉纸张的制造方法，特别是一种高速施放安全线的、防伪纸张的制造方法。
背景技术：
在特种防伪纸，如钞票中，埋入成品安全线是常用的防伪方法之一。通常安全线是塑料薄膜制成的宽0.8-2.5毫米、厚20-40微米的细窄线条，在特种纸的生产过程中，传统的安全线施放方式是，通过一施放管将安全线(1)从放线装置(参见图1)上被动拖出导入纸浆料中，使纸浆纤维沉积在安全线(1)的周围，从而使安全线(1)埋入纸内，形成具有安全线(1)的特种防伪纸。由于所生产的纸属于低克重的纸张，圆网纸机的车速较低，一般在20-80米/分，单位时间的产量要求较低，因此安全线(1)可以采用被动放线装置(参见图1)，低速时，安全线(1)不易翻转、不易被扯断。然而，对于生产高克重、高质量的卡纸、板纸来说，就必须采用高速纸机，而不宜采用低速(圆网)纸机，实践也证明，生产高克重、高质量的、高产量的卡纸、板纸，是不能够采用被动放线装置(参见图1)的，否则，就会出现频繁断线、频繁停机接线的现象，这对于大工业生产来说，是不能接受的。
在现代工业领域广泛应用的机电一体化产品——交流伺服系统(或变频控制系统)，是现代工业生产设备的重要驱动源之一，是工业自动化不可缺少的基础技术，已是一种广泛应用的定型产品。交流伺服系统(或变频控制系统)是一种自动控制系统，它以足够的位置控制精度(定位精度)、位置跟踪精度(位置跟踪误差)和足够快的跟踪响应速度作为主要控制目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种高速施放安全线的防伪纸张的制造方法。
本发明“一种高速安全线防伪纸的制造方法”的技术方案如下在纸机上，给每一条安全线(1)安装一台放线装置，从而将安全线(1)施放埋入纸内，其特征在于，它包括以下步骤a、在所述放线装置上，安装变频控制器(13)及其变频电机(14)，或者安装伺服驱动器(13)及其伺服电机(14)，从而制成一种电动(主动)放线装置；换言之，电动放线装置是一种采用了变频控制系统或交流伺服系统的主动(智能化)开卷器(参见图7)；b、在所述电动放线装置上，安装编码器(10)，以及缓冲阻尼器，并将编码器(10)与缓冲阻尼器(通过转动机构实现)连动；缓冲阻尼器所起的作用是，一方面对安全线(1)的速度、张力急剧变化起缓冲作用，另一方面对安全线(1)的张力可做调节，再一方面是利用较小的安全线(1)的张力，获取较大的转矩以推动编码器(10)工作，从而检测出安全线(1)的速度变化、张力变化信号；c、将编码器(10)信号输出线与变频控制器或伺服驱动器(13)线路连通，从而将检测获取的安全线(1)的速度变化信号、张力变化信号，传输给变频控制器或伺服驱动器(13)，从而(通过相应程序)控制电动放线装置跟踪安全线(1)被拖动的张力或速度变化而主动放线。换言之，编码器(10)将检测到的安全线(1)的瞬间速度变化(含张力变化)，以电信号的方式反馈给变频控制系统或交流伺服系统，从而驱动放线装置的执行电机运转(加速、减速、保持匀速、停机)，使之跟踪安全线(1)被拖动的速度变化而主动变化放线速度。
为了减少停机换线频率，可在每一个主动放线装置上，一次装载5-20万米/卷的安全线(1)。
为了防止埋有安全线(1)的位置纸面，因加入安全线(1)而凸起，所述安全线(1)的厚度最好为厚度≤5微米、或厚度≤8微米、或厚度≤12微米、或厚度≤15微米、或厚度≤20微米。
可取的是，所述缓冲阻尼器，至少由过线滑轮(3)构成(可应用于直线编码器)，也可由杠杆(6)、转轴(8)、过线滑轮(3)构成，还可包括补偿弹簧(5)、调节锤(7)(参见图2)。补偿弹簧(5)和调节锤(7)是用来调节安全线(1)张力和杠杆(6)的平衡，旋紧、放松弹簧(5)或左右移动调节锤(7)，可改变安全线(1)的放线张力或杠杆(6)的平衡；使用中，当安全线(1)被拖动的速度(在这里，张力是安全线速度变化的力学特征)增加、减少时，安全线(1)必然通过过线轮(3)将杠杆(6)抬起、放下，从而通过转轴(8)带动编码器(10)顺时针、逆时针旋转。换言之，安全线(1)被拖动的速度变化特征，通过缓冲阻尼器带动编码器(10)即时检测到并输出了其速度变化特征电信号。
可取的是，可在纸机上安装压辊(17、18)，由压辊(17、18)拖动安全线(1)与纸张同步前进，最好使安全线(1)绕过压辊(17)贴附于纸浆层(20)上。为了固定和调节安全线(1)间距，最好在压辊(17、18)附近，安装一根横梁(19)，在横梁(19)上安装一个个过线轮(2)。
可取的是，所述变频控制系统，是一种闭环变频控制系统。
可取的是，所述交流伺服系统，是一种闭环数码交流伺服系统。
可取的是，所述缓冲阻尼器，可安装单个滑轮或至少两个过线滑轮(3)，最简单的设计方案是，仅仅依靠一个过线滑轮(3)的上下移动(物理位移)，直接推动直线编码器(10)工作(参见图8)。
可取的是，最好将所述安全线(1)于纸机的复合部，施放于纸张的面(正反数第一)层(20)与第二层(21)之间，并将面层(20)调配为半透明层，以便识别时，肉眼可透过该层直接看见安全线(1)上的文字、符号、图形。
与现有技术相比，本发明的优点是1、车速高、不断线由于设计了智能化、自动化、主动、电动、跟踪放线装置，因此，放线速度、张力完全可满足高速纸机车速要求，不断线、不翻转，可实现高速度、高质量、不停机连续生产，试验证明，本装置可适应10-800米/分车速的纸机生产。
2、大卷放线、换线次数少、正品率高由于电动放线装置可采用大卷安全线，每卷线长达5-10万米，不用频繁换线，因此，可减少换线所产生的废次品，有利于提高纸张正品率。
3、张力均匀、大小可控，纸张平整由于电动放线装置张力可调、均匀稳定，因此，纸面不会出现因张力不匀所产生的皱褶现象，纸面平整光滑。
4、可使用超薄安全线因张力均匀、大小可控、不会断线，所以，可使用超薄安全线，从而有利于制造表面平整度要求很高的纸张。
下面用
本发明，本发明并不限于附图所示内容，并且在附图中，用相同的标号表示相同的部件或作用相同的部件。
图1是一种现有被动放线装置示意图。
图2是本发明采用的一种(双轮)缓冲阻尼器示意图。
图3是本发明采用的一种(旋转)编码器传动机构示意图。
图4是本发明采用的一种放线压辊机构示意图。
图5是本发明采用的一种控制过程流程图。
图6是本发明电器部分示意图。
图7是本发明一种放线装置(开卷器)外观示意图。
图8是本发明采用的一种缓冲阻尼器(采用直线编码器)的结构示意图。
(1)安全线，(2)固定过线轮，(3)运动过线轮，(4)大卷安全线，(5)补偿弹簧，(6)杠杆，(7)平衡锤，(8)传动轴，(9)编码器旋转轴，(10)编码器(10a为直线编码器探测头，10b为直线编码器传感棒)，(11)传动轴上的主动轮，(12)编码器上的从动轮，(13)变频控制器或伺服驱动器，(14)变频电机或伺服电机，(15)电机转轴，(16)连接电线，(17)压辊，(18)压辊，(19)横梁，(20)面纸层，(21)第二层纸，(22)侧立钢板。
具体实施例方式实施例一参见图2-8，选购中国常州弘电工业控制设备有限公司生产的MR-J2S交流伺服系统，其技术参数为，电源200-230VAC±10％，50HZ±5％，功率范围50W～7KW，速度频率响大于250Hz，分辨率131072P/rev编码器；内置RS-232C通讯接口。
在转轴(15)上设置一直径为152mm的轴芯套筒，以适应5-20万米/卷的大卷安全线(1)，将轴芯套筒、伺服电机(14)通过同一转轴(15)安装到400mm×380mm×8mm的侧立钢板(22)上，并将4个过线轮(2)、以及缓冲阻尼器安装到侧立钢板(22)上。
选用300mm×30mm×5mm的铝板作为杠杆(6)，在其一端安装两个3mm厚、直径为280mm的过线轮(3)，在其另一端100mm处安装一转轴(8)，在其100mm以内安装1-2个200g的平衡锤(7)，固定一补偿弹簧(5)，并将杠杆(6)通过转轴(8)安装到侧立钢板(22)上，在转轴(8)的另一端，安装一皮带轮(11)，再通过皮带与安转固定在侧立钢板(22)上编码器(10)轴(9)上的从动轮(12)连动，其主/从动皮带轮的周长比为5/1。
将伺服电机(14)、编码器(10)与变频控制器或伺服驱动器(13)连接起来，接通电源，即构成自动化、电动化、主动、跟踪安全线(1)拖动速度变化的放线装置，即安全线开卷器。
将上述安全线开卷器安装到造纸机上，再在纸机复合部安装一对直径180mm的压辊(17、18)，该压辊最好一根为橡胶辊，将安全线(1)穿过压辊(17、18)，开启开卷器和纸机，即可将安全线(1)贴附于纸层(20、21)之间，从而制出安全线防伪纸。为了满足不同的用户需求，纸张上相邻两条安全线(1)的距离，应易于调整，因此，最好在压辊(17、18)附近安装一与压辊平行的横梁(19)，将定位轮(2)安装于横梁(19)上，以便于定位轮(2)左右调整，以确定安全线(1)的间距。
实施例二参见图2-8，选购中国常州弘电工业控制设备有限公司生产的MR-J2S交流伺服系统，其技术参数为，电源200-230VAC±10％，50HZ±5％，功率范围50W～7KW，速度频率响大于250Hz，分辨率131072P/rev编码器；内置RS-232C通讯接口。
在转轴(15)上设置一直径为152mm的轴芯套筒，以适应5-20万米/卷的大卷安全线(1)，将轴芯套筒、伺服电机(14)通过同一转轴(15)安装到400mm×380mm×8mm的侧立钢板(22)上，并将4个过线轮(2)安装到侧立钢板(22)上。
在侧立钢板(22)上开一个长500mm，宽20mm的长孔，长孔外侧安装一个3mm厚、直径为280mm的过线轮(3)，过线轮(3)通过一个15mm长的轴与直线编码器探测头(10a)连接，直线编码器传感棒(10b)固定安装在侧立钢板(22)上，直线编码器探测头(10a)可在直线编码器传感棒(10b)上方上下移动。
将伺服电机(14)、编码器(10)与伺服驱动器(13)连接起来，接通电源，即构成自动化、电动化、主动、跟踪安全线(1)拖动速度变化的放线装置，即安全线开卷器。
将上述安全线开卷器安装到造纸机上，再在纸机复合部安装一对直径180mm的压辊(17、18)，该压辊最好一根为橡胶辊，将安全线(1)穿过压辊(17、18)，开启开卷器和纸机，即可将安全线(1)贴附于纸层(20、21)之间，从而制出安全线防伪纸。为了满足不同的用户需求，纸张上相邻两条安全线(1)的距离，应易于调整，因此，最好在压辊(17、18)附近安装一与压辊平行的横梁(19)，将定位轮(2)安装于横梁(19)上，以便于定位轮(2)左右调整，以确定安全线(1)的间距。
权利要求
1.一种高速安全线防伪纸的制造方法，它包括在造纸机上给每一条安全线(1)安装一台放线装置，从而将安全线(1)施放埋入纸内，其特征在于，它包括以下步骤a、在所述放线装置上，安装变频控制器(13)及其变频电机(14)，或者安装伺服驱动器(13)及其伺服电机(14)，从而制成一种电动放线装置；b、在所述电动放线装置上，安装编码器(10)以及缓冲阻尼器，并将编码器(10)与缓冲阻尼器连动；c、将编码器(10)信号输出线与变频控制器或伺服驱动器(13)电路连通，从而将检测获取的安全线(1)的速度变化信号、张力变化信号，传输给变频控制器或伺服驱动器(13)，控制电动放线装置跟踪安全线(1)被拖动的张力或速度变化而主动放线。
2.按照权利要求1所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于所述变频控制器(13)及其变频电机(14)，构成一种闭环变频控制系统。
3.按照权利要求1所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于所述伺服驱动器(13)及其伺服电机(14)，构成一种闭环数码交流伺服系统。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤在纸机上安装压辊(17)，由压辊(17)拖动安全线(1)与纸张同步前进。
5.按照权利要求4所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤所述压辊(17)附近，安装一根横梁(19)，再在横梁(19)上安装一个个过线轮(2)。
6.按照权利要求4所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤所述安全线(1)绕过压辊(17)贴附于纸浆层(21)上。
7.按照权利要求1、2或3所述的一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤将所述安全线(1)于纸机的复合部，施放于纸张的面层(20)与第二层(21)之间，并将面层(20)调配为半透明层。
8.按照权利要求1至7所述的任何一种高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于，它包括以下步骤在每一个电动放线装置上，一次装载5-20万米/卷的安全线(1)。
9.按照权利要求1至7所述的任何一种中高速安全线防伪纸的制造方法，其特征在于所述安全线(1)的厚度≤5微米、或厚度≤8微米、或厚度≤12微米、或厚度≤15微米、或厚度≤20微米。
全文摘要
本发明提供了一种高速安全线防伪纸的制造方法，它在纸机上安装了自动、主动、电动放线装置，该装置上的缓冲阻尼器与编码器能够检测并输出脉冲信号，从而通过变频控制系统或伺服系统跟踪安全线的速度、张力变化而主动放线，使用该方法造纸，使用安全线薄、不断线、换线频率低、车速高、纸面平整无凸起、产品正品率高。
文档编号D21H21/42GK1584203SQ2004100596
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月16日 优先权日2004年6月16日
发明者陆航程 申请人:海南亚元防伪纸业有限公司