专利名称：一种生产等版幅全息复合材料的复合机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合机，更具体地说，涉及一种生产等版幅 全息复合材料的复合机。
背景技术：
现有的生产全息复合材料的复合机， 一般包括机架、放巻装置、 上胶装置、复合装置、烘干装置和收巻装置，上述放巻装置、上胶装 置、复合装置、烘干装置和收巻装置依次安装在机架上，上述装置之间设有传动辊；上述放巻装置包括放巻座和放巻辊，放巻辊安装在放 巻座上；上述复合装置包括复合辊和压辊；上述收巻装置包括收巻座 和收巻辊，收巻辊安装在收巻座上；上述放巻辊和收巻辊统称为巻辊。放巻装置上的全息膜经上胶装置后，其正面上涂布有一层胶粘层， 涂有胶粘层的全息膜在复合装置处与基材的正面复合，从而形成全息 复合材料，全息复合材料经烘干装置烘干后，由收巻装置收巻成巻。由于受现有全息膜材料生产工艺的限制，同时，全息膜本身在制 作过程也会产生误差，所以，现有生产出的全息膜材料的版面与版面 之间的长度不一致，且上述长度不一致是无规律变化的，甚至会产生 突变，误差达0.5—2mm以上。这种精度的全息膜材料，在全息复合 材料的生产过程中，经过拉伸、热縮等工序加工后，误差会被进一步 扩大，使得最终包装用材料的版幅长度大小不一，给后工序单张纸精 确定位印刷或巻筒纸定位印刷带来很大困难。基于上述原因，印刷行业一直在努力解决此行业难题，例如，专 利号为200420032888.9，名称为"镭射彩虹复合纸张力控制补偿装置" 的中国实用新型专利，公开了一种解决此行业难题的技术方案，该实 用新型采用如下技术方案 一种镭射彩虹膜纸张力复合控制张力补偿 装置，是在复合机原有的基础上，增加了一套张力控制补偿装置，其特征在于补偿装置由编码器、扫描头、 一对校准辊、 一套张力辊和 一个线性编码器组成，校准辊安装于塑料膜巻筒和进纸辊之间，进纸 辊与着胶辊之间安装有张力辊和前扫描头， 一个由齿轮带动的编码器 安装在粘接辊上，后扫描头及线性编码器安装在复合后纸张的运行线 上。这种补偿装置通过编码器和扫描头(即光电眼)测定放巻中的镭 射彩虹膜的重复长度，再通过复杂的辊系调整镭射彩虹膜的拉伸张力， 对镭射彩虹膜的拉伸形变进行闭环控制，改变镭射彩虹膜延伸的长度， 进行补偿，以达到控制版幅精度的目的。但是，上述实用新型专利公开的技术方案存有以下诸多弊端1、 由于采用复杂辊系对材料的拉伸形变进行调节，所以，系统因 结构复杂导致反应速度慢，无法对快速变化的误差作出调节，因而复 杂辊系的调节效果不理想。2、 由于编码器通过齿轮与粘接辊(即复合辊)传动连接，而粘接辊的直径通常大于800mm，所以，安装在粘接辊上的由齿轮带动的编码器其检测精度低，从而进一步影响到复杂辊系对材料的拉伸形变进行迅速调节。以较高档的进口高分辨率编码器(分辨率5000脉冲/转， 最高允许转速3000转/分钟)为例，由于控制精度要求达到土0.1mm， 则检测精度致少必须达到0.02mm，因此齿轮传动比应为800mmX 3.1415926/0.02mm+5000 = 25.1，那么，只要传动齿轮齿隙间的误差 〉0.01mm，则最终反应到编码器时产生的误差将大于0.01mmX25.1 =0.251mm，远远超过系统所需的精度要求，而传动齿轮齿隙间的误 差不可能小于O.Olmm，因此，安装在粘接辊上的由齿轮带动的编码 器其检测精度低。3、 由于扫描头(即光电眼)安装在传动辊之间以检测膜或复合纸 张的版缝，所以，扫描头的检测精度也比较低。原因是由于膜或复 合纸的张力发生变化，所以，膜或复合纸在传动辊之间传动时会产生 抖动，抖动幅度最小也大于0.02mm，扫描头(即光电眼)对抖动的 膜或复合纸进行检测，其检测精度必然比较低，远远超过系统所要求 的精度。4、膜和纸张经过复合后，需进入烘箱通过高温进行烘干，复合在 一起的膜和纸张，在烘干过程中会产生形变，因此，若不对收巻张力 进行控制，补偿复合纸张因形变产生的误差，所生产复合纸的版缝仍 存在较大的不规则误差，影响后工序的套准印刷。发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种生产等版幅全息复合材 料的复合机。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种生产等版幅全息复合材料的复合机，包括依次安装在机架上 的放巻装置、上胶装置、复合装置、烘干装置和收巻装置，上述装置 之间设有传动辊；上述复合装置包括复合辊和压辊；上述放巻装置与 烘干装置之间设有一个张力控制补偿装置，其特征在于上述张力控 制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和中央处理系统，上述 张力检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在压辊或复 合辊前后的传动辊上，上述光电眼安装在复合辊的后方，光电眼的位 置与复合辊后方的一根传动辊的位置相对应，光电眼的检测口与该传 动辊上的全息复合材料相对应；上述张力执行机构与放巻装置连接； 上述中央处理系统的一个信号输入端与编码器的信号输出端连接，中 央处理系统的另一个信号输入端与光电眼的信号输出端连接，中央处 理系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。由于压辊或传动辊的直径远远小于复合辊(即粘接辊)的直径， 所以，与安装在粘接辊上的由齿轮带动的编码器相比，同轴安装在压 辊或传动辊上的编码器，其的旋转周期大大縮短，因此，同轴安装在 压辊或传动辊上的编码器其检测精度高，降低了系统对编码器分辨率 的技术要求，从而降低了复合机的制造成本；由于光电眼的检测口与 传动辊上的全息复合材料相对应，所以，从光电眼检测口发出的检测 光点直接投射位于传动辊上全息复合材料的张紧表面，避免了因全息 复合材料在检测点处发生抖动而产生检测误差，因此，光电眼的检测 精度高，为张力执行机构的精确执行奠定了良好的基础。这样，通过放巻装置与烘干装置之间的张力控制补偿装置，使复合后烘干前的全 息复合材料的版幅得到微调控制，从而生产出精度高的等版幅全息复 合材料。为了补偿全息复合材料在烘干过程中因形变而产生的误差，所述 烘干装置与收巻装置之间设有另一个张力控制补偿装置，该张力控制 补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和中央处理系统，上述张 力检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在收巻装置前 方的传动辊上，上述光电眼安装在收巻装置的前方，光电眼的位置与 收巻装置前方的一根传动辊的位置相对应，光电眼的检测口与该传动 辊上的全息复合材料相对应；上述张力执行机构与收巻装置连接；上 述中央处理系统的一个信号输入端与编码器的信号输出端连接，中央 处理系统的另一个信号输入端与光电眼的信号输出端连接，中央处理 系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。这样，通过第 二张力控制补偿装置，使烘干后的全息复合材料的收巻张力发生变化， 补偿了全息复合材料在烘干过程中因形变而产生的误差，所以，全息 复合材料在拉伸过程中，其版幅再一次得到微调控制，从而实现对全 息复合材料版幅的二次微调控制，使生产出来的等版幅全息复合材料 精度更高。上述放巻装置与烘干装置之间的张力控制补偿装置和烘干装置与 收巻装置之间的张力控制补偿装置两者的组成部件和工作原理相同， 只是其各部件的安装位置不同。所述压辊或传动辊的直径最好小于100mm。压辊或传动辊的直径 越小，同轴安装在压辊或传动辊上的编码器其旋转周期越短，因此， 编码器的检测精度高，系统对编码器分辨率的技术要求越低，分辨率 低的编码器价格低，从而降低了复合机的制造成本。所述压辊或传动辊最好具有较大的包角，即压辊或传动辊与材料 的接触面较大，从而增强压辊或传动辊带动材料的能力，以避免传动 辊的转速与材料的运行速度不同步。所述张力执行机构包括伺服控制电机和张力控制器，伺服控制电机与巻辊(即放巻辊或收巻辊)传动连接，张力控制器与伺服控制电 机电连接；张力控制器的信号输入端与中央处理系统的信号输出端连 接。上述中央处理系统对编码器和光电眼输送来的信号进行处理后， 发出一个控制信号给伺服控制电机，伺服控制电机驱动巻辊(即放巻辊或收巻辊)转动，使全息膜或全息复合材料以一定张力输送；上述 张力控制器主要用于控制伺服控制电机的转动速度，从而使巻辊(即 放巻辊或收巻辊)的转动速度得到调整，这样，全息膜或全息复合材 料的张力也得到调整，由于全息膜或全息复合材料的张力发生变化， 所以，全息膜或全息复合材料被拉伸的程度不同，这样可以达到控制 版幅精度的目的，从而生产出等版幅全息复合材料。由于伺服控制电机与巻辊(即放巻辊或收巻辊)传动连接，张力 控制器与伺服控制电机电连接，所以，与采用复杂的辊系进行张力调 节相比，上述张力执行机构的反应速度快，能对频繁变化的误差进行 及时、快速的补偿控制，达到控制版幅精度的目的，从而生产出等版 幅全息复合材料。所述放巻装置与烘干装置之间的张力控帝j补偿装置中的中央处理 系统、与烘干装置与收巻装置之间的张力控制补偿装置中的中央处理 系统可以是同一个中央处理系统。所述中央处理系统连接有一个人机界面，上述人机界面与中央处 理系统双向信号连接。上述中央处理系统用于接收编码器及光电眼发出的信号，假设安 装编码器的压辊或传动辊的周长为L，编码器每转产生的脉冲数为P， 则编码器发出每个脉冲所表示的材料长度为(L + P)，中央处理系统 根据光电眼产生信号间所接收的脉冲数M，计算得到版幅长为(L+P XM)，并将该计算值与预先通过人机界面设定的标准值进行比较，再 根据比较所产生的误差大小，输出控制信号给张力控制器，张力控制 器根据所接收的控制信号，调整伺服控制电机的转速，从而使巻辊(即 放巻辊或收巻辊)的转动速度得到调整，这样，全息膜或全息复合材料的张力也得到调整，由于全息膜或全息复合材料的张力发生变化， 所以，全息膜或全息复合材料被拉伸的程度不同，这样可以达到控制 版幅精度的目的，从而生产出等版幅全息复合材料。上述中央处理系统通过人机界面，实时显示烘干装置前后两处全 息复合材料的误差波形供操作人员监控，并自动记录存档以便追溯。本实用新型对照现有技术的有益效果是，由于放巻装置与烘干装 置之间的张力控制补偿装置，其编码器同轴安装在压辊或复合辊前后 的传动辊上，而压辊或传动辊的直径远远小于复合辊(即粘接辊)的 直径，所以，与安装在粘接辊上的由齿轮带动的编码器相比，同轴安 装在压辊或传动辊上的编码器，其的旋转周期大大縮短，因此，同轴 安装在压辊或传动辊上的编码器其检测精度高，降低了系统对编码器 分辨率的技术要求，从而降低了复合机的制造成本；由于光电眼的检 测口与传动辊上的全息复合材料相对应，所以，从光电眼检测口发出 的检测光点直接投射位于传动辊上全息复合材料的张紧表面，避免了 因全息复合材料在检测点处发生抖动而产生检测误差，因此，光电眼的检测精度高，为张力执行机构的精确执行奠定了良好的基础；由于 伺服控制电机与巻辊(即放巻辊或收巻辊)传动连接，张力控制器与 伺服控制电机电连接，所以，与采用复杂的辊系进行张力调节相比， 上述张力执行机构的反应速度快，能对频繁变化的误差进行及时、快 速的补偿控制，达到控制版幅精度的目的，从而生产出等版幅全息复 合材料。另外，由于烘干装置与收巻装置之间还设有另一个张力控制 补偿装置，从而使烘干后的全息复合材料的版幅再一次得到微调控制， 实现对全息复合材料版幅的二次微调控制，从而生产出精度更高的等 版幅全息复合材料。本实用新型还具有结构简单、设计合理和自动化 程度高等优点。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步的说明。
图1是本实用新型优选实施例的结构示意图； 图2是本实用新型优选实施例的电路方框图。
具体实施方式
如图l所示，本优选实施例中的生产等版幅全息复合材料的复合机，包括依次安装在机架上的放巻装置l、上胶装置2、复合装置3、 烘干装置4和收巻装置5，上述装置之间设有传动辊61、 62、 63;上 述复合装置包括复合辊31和压辊32，上述压辊32、传动辊61、 62、 63的直径小于100mm并且具有较大的包角；上述放巻装置1与烘干 装置4之间设有第一张力控制补偿装置。上述第一张力控制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和 中央处理系统17，上述张力检测机构包括编码器7和光电眼8，上述 编码器7为旋转编码器，编码器7同轴安装在压辊32上，上述光电眼 8安装在复合辊32的后方，光电眼8的位置与复合辊32后方的传动 辊61的位置相对应，光电眼8的检测口与传动辊61上的全息复合材 料9相对应。当然，上述编码器7也可以同轴安装在复合辊前后的传 动辊；上述张力执行机构包括伺服控制电机11和张力控制器12，伺 服控制电机11与放巻装置1的放巻辊10传动连接，亏长力控制器12 与伺服控制电机ll电连接。上述烘干装置4与收巻装置5之间设有第二张力控制补偿装置。 上述第二张力控制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和 上述中央处理系统17，上述张力检测机构包括编码器13和光电眼14， 上述编码器13为旋转编码器，编码器13同轴安装在收巻装置5前的 传动辊63上，上述光电眼14安装在收巻装置5的前方，光电眼14 的位置与收巻装置5前方的一根传动辊62的位置相对应，光电眼14 的检测口与传动辊62上的全息复合材料9相对应;上述张力执行机构 包括伺服控制电机15和张力控制器16，伺服控制电机15与收巻装置 5的收巻辊50传动连接，张力控制器16与伺服控制电机15电连接。如图1、图2所示，上述中央处理系统17的两个信号输入端分别 与编码器7、 13的信号输出端连接，中央处理系统17的另外两个信号 输入端分别与光电眼8、 14的信号输出端连接，中央处理系统17的两 个信号输出端分别与张力控制器12、 16的信号输入端连接。上述中央处理系统17连接有一个人机界面18，上述人机界面18与中央处理系统17双向信号连接，上述编码器7、 13可以选用日本内密控(NEMICON)旋转编码 器，其型号为NOC—S5000—2MHC;上述光电眼8、 14可以选用德 国SICK (施克)公司生产的型号为SICK ST130—S29的光电眼； 上述光电眼主要用于检测版缝，上述编码器与光电眼配合，主要用于 检测版幅。复合机生产等版幅全息复合材料时，先在放巻装置1放置全息膜 19，全息膜19经上胶装置后，其正面上涂布有一层胶粘层，涂有胶粘 层的全息膜19在复合装置3处与例如纸等基材20的正面复合，从而 形成全息复合材料9，全息复合材料9经烘干装置4烘干后，由收巻 装置5收巻成巻。在等版幅全息复合材料的生产过程中，上述第一张力控制补偿装 置对全息膜19的张力进行调整上述伺服控制电机12驱动放巻辊10 转动，使全息膜19以一定张力输送；上述编码器7在压辊32每旋转 一周时发出多个脉冲信号给中央处理系统17;上述光电眼8检测到版 面与版面之间的版缝时，便会发出一个信号给中央处理系统17;上述 中央处理系统17接收到编码器7及光电眼8发出的信号后，经过处理， 然后根据处理结果，通过张力控制器12控制伺服控制电机11的转动 速度，从而使放巻辊10的转动速度得到调整，达到控制版幅精度的目 的；例如，假设安装编码器7的压辊32的周长为L,编码器7每转产 生的脉冲数为P，则编码器7发出每个脉冲所表示的全息复合材料长 度为(L+P)，中央处理系统17根据光电眼8产生信号间所接收的脉 冲数M，计算得到版幅长为(L+PXM)，并将该计算值与预先通过 人机界面18设定的标准值进行比较，再根据比较所产生的误差大小， 输出控制信号给张力控制器12，张力控制器12根据所接收的控制信 号，调整伺服控制电机ll的转速，从而使放巻辊10的转动速度得到 调整，这样，全息膜19的张力也得到调整，由于全息膜19的张力发 生变化，所以，全息膜19被拉伸的程度不同，这样可以达到控制版幅 精度的目的，从而生产出等版幅全息复合材料。上述全息复合材料经烘干装置4烘干后，上述第二张力控制补偿装置对全息复合材料9的张力进行调整，第二张力控制补偿装置的工 作原理与第一张力控制补偿装置的工作原理相同。这样，通过第二张 力控制补偿装置，使烘干后的全息复合材料9的张力发生变化，补偿 了全息复合材料在烘干过程中因形变而产生的误差，所以，全息复合材料9在拉伸过程中，其版幅再一次得到微调控制，从而实现对全息 复合材料9版幅的二次微调控制，使生产出来的等版幅全息复合材料 9精度更高。经二次微调控制后生产出来的等版幅全息复合材料9，由收巻装 置5收巻成巻。上述人机界面18能够实时显示烘干装置前后两处全息复合材料 的误差波形，供操作人员监控；上述中央处理系统17能够自动记录存 档以便追溯。
权利要求1、一种生产等版幅全息复合材料的复合机，包括依次安装在机架上的放卷装置、上胶装置、复合装置、烘干装置和收卷装置，上述装置之间设有传动辊；上述复合装置包括复合辊和压辊；上述放卷装置与烘干装置之间设有一个张力控制补偿装置，其特征在于上述张力控制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和中央处理系统，上述张力检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在压辊或复合辊前后的传动辊上，上述光电眼安装在复合辊的后方，光电眼的位置与复合辊后方的一根传动辊的位置相对应，光电眼的检测口与该传动辊上的全息复合材料相对应；上述张力执行机构与放卷装置连接；上述中央处理系统的一个信号输入端与编码器的信号输出端连接，中央处理系统的另一个信号输入端与光电眼的信号输出端连接，中央处理系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。
2、 如权利要求1所述的生产等版幅全息复合材料的复合机，其特 征在于:所述烘干装置与收巻装置之间设有另一个张力控制补偿装置， 该张力控制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和中央处理系 统，上述张力检测机构包括编码器和光电眼，上述编码器同轴安装在 收巻装置前方的传动辊上，上述光电眼安装在收巻装置的前方，光电 眼的位置与收巻装置前方的一根传动辊的位置相对应，光电眼的检测 口与该传动辊上的全息复合材料相对应；上述张力执行机构与收巻装 置连接；上述中央处理系统的一个信号输入端与编码器的信号输出端 连接，中央处理系统的另一个信号输入端与光电眼的信号输出端连接， 中央处理系统的信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。
3、 如权利要求1或2所述的生产等版幅全息复合材料的复合机， 其特征在于所述压辊或传动辊的直径小于100mm。
4、 如权利要求1或2所述的生产等版幅全息复合材料的复合机， 其特征在于所述压辊或传动辊具有较大的包角。
5、 如权利要求1或2所述的生产等版幅全息复合材料的复合机， 其特征在于所述张力执行机构包括伺服控制电机和张力控制器，伺服控制电机与巻辊传动连接，张力控制器与伺服控制电机电连接；张 力控制器的信号输入端与中央处理系统的信号输出端连接。
6、 如权利要求2所述的生产等版幅全息复合材料的复合机，其特 征在于所述放巻装置与烘干装置之间的张力控制补偿装置中的中央 处理系统、与烘干装置与收巻装置之间的张力控制补偿装置中的中央 处理系统为同一个中央处理系统。
7、 如权利要求1或2或6所述的生产等版幅全息复合材料的复合 机，其特征在于所述中央处理系统连接有一个人机界面，上述人机界面与中央处理系统双向信号连接。
专利摘要一种生产等版幅全息复合材料的复合机，其放卷装置与烘干装置之间设有一个张力控制补偿装置，其特征在于张力控制补偿装置包括张力检测机构、张力执行机构和中央处理系统，张力检测机构包括编码器和光电眼，编码器同轴安装在压辊或复合辊前后的传动辊上，光电眼安装在复合辊的后方，光电眼的位置与复合辊后方的一根传动辊的位置相对应，光电眼的检测口与该传动辊上的全息复合材料相对应；张力执行机构与放卷装置连接；中央处理系统的一个信号输入端与编码器的信号输出端连接，其另一个信号输入端与光电眼的信号输出端连接，其信号输出端与张力执行机构的信号输入端连接。本复合机能够生产出精度高的等版幅全息复合材料。
文档编号B32B38/18GK201169104SQ20072017897
公开日2008年12月24日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者张东亮, 王培学, 谢名优, 镇 赵, 陆维强, 黄佳儿, 黄炳文 申请人:汕头市鑫瑞纸品有限公司