专利名称：适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于印刷机械技术领域，用于印刷包装设备中实现二次套印的电气控制， 尤其是对已经完成印刷的卷筒印刷基材成品，需要对其二次印刷或套色涂布时，所采用的自动化控制系统，具体涉及一种适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统。
背景技术：
目前随着技术的发展，对卷筒印刷基材(如各种塑料膜、各类纸张)的印刷技术已经非常完善，不管是单色印刷或是多色印刷，要实现精美的高精度套色印刷已经变得非常容易。可是，随着包装需求的不断发展，某些特殊的产品包装，需要对已经完成印刷的成品经过二次深加工方可满足使用，譬如，对已经完成印刷的成品增加防伪标识、增加防潮涂层、定点涂印冷封胶等等。一般地，这些工艺都要求采用再次印刷的方式来实现，也就是我们常说的“二次印刷”。“二次印刷”的难点在于，必须确保再次印刷的图案和成品上原有的第一次印刷的图案按要求准确重合，也就是“套印”问题。过去，人们一般通过手工作业来完成该项工作，其效率和品质很难得到保证。近年来，世界各大设备制造商均在尝试以不同的方式解决“二次印刷”这一难题，并想方设法使“二次印刷”能够满足自动生产线的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，解决了现有技术“二次印刷”效率和品质难以提高的问题。本发明所采用的技术方案是，一种适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，包括针对第一牵引部、第二牵引部、二次印刷或涂布部三部分的电气控制，其中的第一牵引部控制结构是，包括第一牵引部交流伺服驱动器，第一牵引部交流伺服驱动器通过第一牵引部交流伺服电机及其减速机构与第一牵引部牵引辊连接，第一牵引部牵引辊上方对应安装有第一牵引部压辊，第一牵引部牵引辊与第一牵引部压辊之间穿进印刷基材；第二牵引部控制结构是，包括第二牵引部交流伺服驱动器，第二牵引部交流伺服驱动器通过第二牵引部交流伺服电机及其减速机构与第二牵引部牵引辊连接，第二牵引部牵引辊上方对应安装有第二牵引部压辊，印刷基材继续从第二牵引部牵引辊与第二牵引部压辊之间穿过；二次印刷或涂布部控制结构是，包括印刷版辊交流伺服驱动器，印刷版辊交流伺服驱动器通过印刷版辊交流伺服电机及其减速机构与二次印刷版辊传动连接，二次印刷版辊的上方设置有印刷压辊，印刷基材继续从二次印刷版辊与印刷压辊之间穿过，完成二次印刷或涂布操作；在第一牵引部和第二牵引部之间的印刷基材路线上设置有第一牵引部张力摆辊机构及张力传感器；在第二牵引部与二次印刷部之间的印刷基材路线上设置有色标检测光电眼；
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可编程计算机控制器，以下简称PCC，PCC同时通过工业以太网总线与第一牵引部交流伺服驱动器、第二牵引部交流伺服驱动器、印刷版辊交流伺服驱动器连接，PCC另外与人机界面连接；第一牵引部张力摆辊机构、张力传感器及色标检测光电眼也分别与PCC连接。本发明的有益效果是，采用伺服技术和张力控制来组建系统，在“二次印刷”或“定点涂布”前，采用闭环张力控制，通过微量拉伸印刷基材的方式，重建成品第一次印刷时的张力环境，来达到满足“二次印刷”的自动化生产的需求，与现有技术相比，自动化程度高、 稳定性好、也大大提高了二次印刷或定点涂布的成品率。
图1是本发明的料膜定长拉伸控制系统的硬件结构连接示意图。图中，1.第一牵引部牵引辊，2.第一牵引部压辊，3.第二牵引部牵引辊，4.第二牵引部压辊，5. 二次印刷版辊，6.印刷压辊，7.人机界面，8.可编程计算机控制器，9.导向辊，10.印刷版辊交流伺服驱动器，11.印刷版辊交流伺服电机，12.色标检测光电眼，13.第二牵引部交流伺服驱动器，14.第二牵引部交流伺服电机，15.第一牵引部张力摆辊机构， 16.张力传感器，17.第一牵引部交流伺服驱动器，18.工业以太网总线，19.第一牵引部交流伺服电机，20.印刷基材。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。本发明的适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，主要包括针对第一牵引部、 第二牵引部、二次印刷或涂布部三部分的电气控制，其中的第一牵引部控制结构是，包括第一牵引部交流伺服驱动器17，第一牵引部交流伺服驱动器17通过第一牵引部交流伺服电机19及其减速机构与第一牵引部牵引辊1 连接，第一牵引部牵引辊1上方对应安装有第一牵引部压辊2，第一牵引部牵引辊1与第一牵引部压辊2之间穿进印刷基材20 ；第二牵引部控制结构是，包括第二牵引部交流伺服驱动器13，第二牵引部交流伺服驱动器13通过第二牵引部交流伺服电机14及其减速机构与第二牵引部牵引辊3连接， 第二牵引部牵引辊3上方对应安装有第二牵引部压辊4，印刷基材20继续从第二牵引部牵引辊3与第二牵引部压辊4之间穿过；二次印刷或涂布部控制结构是，包括印刷版辊交流伺服驱动器10，印刷版辊交流伺服驱动器10通过印刷版辊交流伺服电机11及其减速机构与二次印刷版辊5 (或涂布版辊)传动连接，二次印刷版辊5的上方设置有印刷压辊6，印刷基材20继续从二次印刷版辊 5与印刷压辊6之间穿过，完成二次印刷或涂布操作；在第一牵引部和第二牵引部之间的印刷基材20路线上设置有第一牵引部张力摆辊机构15及张力传感器16 ；在第二牵引部与二次印刷部之间的印刷基材20路线上设置有色标检测光电眼12 ；可编程计算机控制器8 (以下简称PCC)，PCC同时通过P0WERLINK工业以太网总线 18与第一牵引部交流伺服驱动器17、第二牵引部交流伺服驱动器13、印刷版辊交流伺服驱动器10连接，PCC另外与人机界面7连接；第一牵引部张力摆辊机构15、张力传感器16及色标检测光电眼12也分别与PCC连接。本发明的控制系统中，由PCC作为运算和控制核心，通过P0WERLINK工业以太网总线18，将第一牵引部交流伺服驱动器17、第二牵引部交流伺服驱动器13、印刷版辊交流伺服驱动器10连接起来，构成整个控制系统的关键环节。第一牵引部交流伺服驱动器17直接驱动第一牵引部交流伺服电机19，第一牵引部交流伺服电机19通过机械减速机构连接至第一牵引部牵引辊1。第二牵引部交流伺服驱动器13直接驱动第二牵引部交流伺服电机 14，第二牵引部交流伺服电机14通过机械减速机构连接至第二牵引部牵引辊3。印刷版辊交流伺服驱动器10直接驱动印刷版辊交流伺服电机11，印刷版辊交流伺服电机11通过机械减速机构连接至二次印刷版辊5。第一牵引部张力摆辊机构15、张力传感器16、色标检测光电眼12作为系统的检测和反馈元件。本发明通过人机界面、PCC、张力摆辊机构和张力传感器、交流伺服驱动器及伺服电机、光标检测机构建控制系统，系统共包含两级牵引部分的控制和二次印刷部分的控制。 第一级牵引控制实现拉伸印刷基材和重建张力的目的，第二级牵引控制实现定长送料的目的，二次印刷部分的控制实现本次印刷或涂布图案与原有图案的套准。本发明所述的人机界面用于设定和监控系统运行的相关参数，PCC用于完成整个系统的逻辑控制、数据处理和系统的整体协调工作，交流伺服驱动器及伺服电机构成整个控制系统的动力传动部分，张力摆辊机构在给定实际张力的同时，实现料膜张力的平稳吸收和释放，从而达到拉伸印刷基材还原第一次印刷时张力，张力传感器用于检测和反馈两级牵引之间的当前张力，光标检测机构用于检测和反馈实际的二次套准误差。在本发明控制系统中，重建张力是该系统的核心主题，也就是在实现二次印刷时， 使当前印刷料膜还原首次印刷时的张力状态。本发明控制系统中，张力摆辊机构15中设置有摆辊气缸，摆辊气缸通过电空转换器与气压压力源连接。通过改变张力摆辊机构中摆辊气缸气压的大小来间接改变料膜张力的。为了细化料膜张力，系统采用电空转换器来调节摆辊气缸气压的大小。本发明系统的工作原理是，通过第一牵引部张力摆辊机构15给定第一牵引部牵引辊1和第二牵引部牵引辊3之间印刷基材20的张力，张力传感器16反馈第一牵引部牵引辊1和第二牵引部牵引辊3之间印刷基材20的实际张力，并将该张力信号以电信号的方式通过导线直接传送到PCC，由PCC通过其内部PID调节，再适当修正调节第一牵引部张力摆辊机构15的张力给定值，从而达到系统所需的张力值，以满足还原张力和定长拉伸印刷基材20的技术要求。第二牵引部牵引辊3在本发明所描述的系统中，相当于主机，即第二牵引部牵引辊3总是按PCC所给定的速度信号运行，不做调节控制。其作用有二 其一，隔断其前和其后两段的张力，其二，为其后二次印刷版辊5定长送料。二次印刷版辊5，在实现正常印刷的同时，由色标检测光电眼12来检测印刷基材 20原有图案的位置，来反馈原有图案的位置误差，以电信号的方式通过导线直接连接到印刷版辊交流伺服驱动器10，印刷版辊交流伺服驱动器10再通过P0WERLINK工业以太网总线18反馈给PCC，PCC对该误差通过核算，来调节二次印刷版辊5的相位，从而实现准确的套印。
本发明的上述控制系统的结构中，将控制对象从印刷版辊更换为涂布版辊，即可实现二次涂布的精确控制。
权利要求
1.一种适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，其特点在于包括针对第一牵引部、第二牵引部、二次印刷或涂布部三部分的电气控制，其中的第一牵引部控制结构是，包括第一牵引部交流伺服驱动器(17)，第一牵引部交流伺服驱动器(17)通过第一牵引部交流伺服电机(19)及其减速机构与第一牵引部牵引辊 (1)连接，第一牵引部牵引辊(1)上方对应安装有第一牵引部压辊(2)，第一牵引部牵引辊 (1)与第一牵引部压辊(2)之间穿进印刷基材(20)；第二牵引部控制结构是，包括第二牵引部交流伺服驱动器(13)，第二牵引部交流伺服驱动器(13)通过第二牵引部交流伺服电机(14)及其减速机构与第二牵引部牵引辊(3)连接，第二牵引部牵引辊(3)上方对应安装有第二牵引部压辊(4)，印刷基材(20)继续从第二牵引部牵引辊(3)与第二牵引部压辊(4)之间穿过；二次印刷或涂布部控制结构是，包括印刷版辊交流伺服驱动器(10)，印刷版辊交流伺服驱动器(10)通过印刷版辊交流伺服电机(11)及其减速机构与二次印刷版辊(5)传动连接，二次印刷版辊(5)的上方设置有印刷压辊(6)，印刷基材(20)继续从二次印刷版辊(5) 与印刷压辊(6)之间穿过，完成二次印刷或涂布操作；在第一牵引部和第二牵引部之间的印刷基材(20)路线上设置有第一牵引部张力摆辊机构(15)及张力传感器(16)；在第二牵引部与二次印刷部之间的印刷基材(20)路线上设置有色标检测光电眼(12)；可编程计算机控制器(8)，以下简称PCC，PCC同时通过P0WERLINK工业以太网总线 (18)与第一牵引部交流伺服驱动器(17)、第二牵引部交流伺服驱动器(13)、印刷版辊交流伺服驱动器(10)连接，PCC另外与人机界面(7)连接；第一牵引部张力摆辊机构(15)、张力传感器(16)及色标检测光电眼(12)也分别与PCC连接。
2.根据权利要求1所述的适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，其特点在于所述的第一牵引部张力摆辊机构(15)中包括摆辊气缸，摆辊气缸通过电空转换器与气压压力源连接。
全文摘要
本发明公开了一种适用于二次套印的料膜定长拉伸控制系统，包括针对第一牵引部、第二牵引部、二次印刷或涂布部三部分的电气控制，在第一牵引部和第二牵引部之间的印刷基材路线上设置有张力摆辊机构及张力传感器；在第二牵引部与二次印刷部之间的印刷基材路线上设置有色标检测光电眼；PCC同时通过工业以太网总线与各个交流伺服驱动器连接，PCC另外与人机界面连接；张力摆辊机构、张力传感器及色标检测光电眼也分别与PCC连接。本发明的控制系统，在实现二次印刷时，使当前印刷料膜还原首次印刷时的张力状态，自动化程度高、稳定性好、大大提高了二次印刷或定点涂布的成品率。
文档编号B41F23/00GK102501593SQ201110385200
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者何培苏, 练大伟 申请人:陕西北人印刷机械有限责任公司