专利名称：烫印机用全息膜套准装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及印刷包装机械的烫印机用全息膜套准装置。
烫印带有全息图案电化铝薄膜(简称全息膜)是目前最新发展起来的一项防伪印刷技术，与烫印普通电化铝薄膜的区别在于需要在全息膜运行过程中对光标进行跟踪和精确定位。全自动烫印模切机包括两大部分功能即烫印普通电化铝薄膜和烫印全息膜，烫印全息膜的关键即对全息膜的光标(明、暗、光谱标)进行精确的定位。现有的全息膜套准装置包括控制装置，光纤传感器、张力控制装置、伺服电机驱动装置，控制装置采用较大型的可编程序控制器(PLC)一台控制三个轴，电化铝薄膜输送长度的数据由智能操作显示板集中输入，由通讯模块传送数据接至可编程序控制器(PLC)，经可编程序控制器计算后输出信号给张力控制装置和伺服电机驱动装置，并通过光纤传感器对全息电化铝薄膜光标进行识别，张力控制装置采用简单的电磁力矩的张力控制装置，伺服电机驱动装置采用三个伺服电机驱动三轴工作，并由三轴经过机械切换成五轴工作。该装置的特点是采用一个较大型的可编程序控制器(PLC)为中央处理器，配置较复杂的外围设备后对三轴进行控制。其运行成本较高，增加或减少轴数的运行较复杂。
本实用新型的目的在于提供一种新的烫屯机用全息膜套准装置。该装置采用一个可编程序控制器控制一个轴的运行方式对全息膜进行跟踪和精确定位，可根据烫印机运行的需要加减轴数，满足用户多方位的需求，并且采用数字式张力控制装置对全息膜表面作恒张力控制，提高了烫印全息膜的精度。
本实用新型是这样实现的，其特征是该套准装置由多层套准单元和通讯装置组成，通讯装置包括通讯模块和通讯接口，每层套准单元有一个可编程序控制器，一个可编程序控制器控制一轴运行，第一层套准单元包括智能操作显示板、第一层可编程序控制器、通讯模块、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，智能操作板输入的数据输入至第一层可编程序控制器，通讯模块与下层通讯接口相连，通讯模块输出信号接至第一层可编程序控制器，一轴光纤传感器的反馈信号接至第一层可编程序控制器，第一层可编程序控制器经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行，第二层套准单元包括第二层可编程序控制器、第二层通讯接口、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，第二层通讯接口连接上层的通讯模块和下层通讯接口，第二层通讯接口输出信号接至第二层可编程序控制器，一轴光纤传感器的反馈信号接至第二层可编程序控制器，第二层可编程序控制器经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。
根据上述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是该套准装置包括多个第三层套准单元，第三层套准单元包括第三层可编程序控制器、第三层通讯接口、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，第三层通讯接口连接第二层通讯接口和下层通讯接口，第三层通讯接口输出信号接至第三层可编程序控制器，第三层可编程序控制器经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。
根据上述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是通讯模块与通讯接口用双绞线电缆连接。
根据上述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是张力控制装置包括张力控制器、磁粉制动器和摆杆电位器，可编程序控制器输出信号至张力控制器，经张力控制器计算后输出信号接至磁粉制动器，磁粉制动器输出力矩控制一轴运行，摆杆电位器测量全息膜卷直径大小信号反馈输入张力控制器。
本实用新型烫印机用全息膜套准装置采用一个可编程序控制器控制一轴的运行方式，运行速度快，反应灵敏，可适合于全息膜的不同定位光标(明、暗、光谱标)，具有元件通用性强、组合方便，全部采用数字式，可配置于自动或半自动烫印机。
图1为本实用新型电路方框图，图2为控制装置电路方框图，图3为控制装置电路接线图，图4为控制装置电路接线图，图5为张力控制装置电路接线图，图6为伺服电机驱动装置电路接线图。
图中1.控制装置，2.光纤传感器，3.张力控制装置，4.伺服电机驱动装置，5.第一层套准单元，6.第二层套准单元。Xm为可编程序控制器UK输入口，Ym为可编程序控制器UK输出口。
以下结合附图给出本实用新型的实施例。
烫印机用全息膜套准装置与全自动烫印模切机相配套，既保留原来的烫普通电化铝膜的功能，又能对全息电化铝薄膜进行正确地输送和定位。烫印机用全息膜套准装置由多层套准单元和通讯装置组成，通讯装置包括通讯模块和通讯接口，每层套准单元有一个可编程序控制器，一个可编程序控制器控制一轴运行，第一层套准单元5包括智能操作显示板UX(又名IOP)、第一层可编程序控制器UK1、通讯模块UT、一轴光纤传感器AB、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，智能操作显示板UX通过电缆与第一层可编程序控制器UK1的RS232口连接进行通讯，智能操作显示板UX输入数据后送至第一层可编程序控制器UK1，通讯模块UT通过电缆与可编程序控制器UK1的RS232口连接，通讯模块UT用于上、下位机与第一层可编程序控制器UK1之间的通讯，即通讯模块UT连接到外部计算机或外部控制装置，通过计算机或控制装置输入指令后，由通讯模块UT输入到第一层可编程序控制器UK1，作为与上位机联通；通讯模块UT与下位机相连，是由下位机的通讯接口经通讯模块UT输入第一层可编程序控制器UK1，沟通第一层可编程序控制器UK1与第二层可编程序控制器UK2和第三层可编程序控制器UK3的信号传送。一轴光纤传感器AB的反馈信号接至第一层可编程序控制器UK1，经第一层可编程序控制器UK1计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴的运行。第二层套准单元6包括第二层可编程序控制器UK2、第二层通讯接口UP1、一轴光纤传感器AB、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，通讯接口UP1连接上层通讯模块UT和下一层通讯接口UP2，用于第一层通讯模块UT和第二层通讯接口UP1和下层通讯接口UP2之间的通讯，通讯接口UP1直接与对应的第二层可编程序控制器UK2RS422口连接，第一层通讯模块UT与第二层通讯接口UP1通过RS485口用双绞线电缆连接，第二层通讯接口UP1输出信号接至第二层可编程序控制器UK2，一轴光纤传感器AB的反馈信号接至可编程序控制器UK2，经第二层可编程序控制器UK2计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。对于需控制三根或三根以上轴要求的烫印全息膜套准装置，该套准装置包括第三层套准单元7或第四层套准单元，第三层套准单元和第四层套准单元相同。第三层套准单元7包括第三层可编程序控制器UK3、第三层通讯接口UP2、一轴光纤传感器AB、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，第三层通讯接口UP2连接第二层通讯接口UP1和下一层通讯接口UP3，第三层通讯接口UP2输出信号接至第三层可编程序控制器UK3，第三层可编程序控制器UK3经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。
本实施例中，张力控制装置3包括张力控制器GF、磁粉制动器YB和摆杆电位器RP，第一层可编程序控制器UK1输出信号至张力控制器GF1，经张力控制器GF1计算后输出电压接至磁粉制动器YB1，磁粉制动器YB1输出力矩控制一轴运行，摆杆电位器RP1测量全息膜卷直径大小信号输入张力控制器GF1，对磁粉制动器YB1输出的力矩进行自动补偿。其它第二层、第三层可编程序控制器UK2、UK3工作原理相同。伺服电机驱动装置4包括伺服电机驱动器AJ和伺服电机MS。
根据需控制轴数的多少来选择可编程序控制器的数量，这样可根据不同产品需烫印全息膜的要求，任意组合可编程序控制器，如三轴有3个可编程序控制器UK1，UK2，UK3，相应的有第一层套准单元，第二层套准单元和第三层套准单元。如四轴则有四个可编程序控制器UK1，UK2，UK3，UK4，相应的有第一层套准单元，第二层套准单元，第三层套准单元和第四层套准单元，第三层和第四层套准单元相同。其它可类推，这样可满足用户的多种需求，提高效率，节约成本。
上面是从横向对本实施例进行了描述，说明一个可编程序控制器控制一轴运行，下面从纵向再对本实施例进行描述本实施例烫印机用全息膜套准装置由控制装置1、光纤传感器2、张力控制器3、伺服电机驱动装置4组成，控制装置包括智能操作显示板UX、可编程序控制器UK，通讯模块UT和通讯接口UP组成，智能操作显示板UX接第一层可编程序控制器UK1，通讯模块UT连接第一层可编程序控制器UK1和其它几层可编程序控制器UK2、UK3，或者更多的可编程序控制器UK4，可编程序控制器UK2、UK3、UK4之间用通讯接口UP1、UP2、UP3连接，可编程序控制器UK1、UK2、UK3、UK4经计算后输出信号接至伺服电机驱动装置4和张力控制装置3，光纤传感器2的反馈信号接至可编程序控制器UK1、UK2、UK3、UK4，伺服电机驱动装置4和张力控制装置3及光纤传感器的数量与可编程序控制器相配套。
下面对本实施例的电路连接关系做一描述。参见附图2，智能操作显示板UX通过电缆与第一层可编程序控制器UK1RS232口连接进行通讯，控制装置中的多台可编程序控制器UK之间的通讯通过通讯模块UT和通讯接口UP完成。通讯模块UT用于下位机与第一层可编程序控制器UK1之间的通讯，通讯模块UT通过电缆与第一层可编程序控制器UK1RS232口连接，通讯接口UP1、UP2、UP3为第二、三、四层可编程序控制器UK2、UK3、UK4的信息转换器，用于通讯模块UT与第二、三、四层可编程序控制器UK2，UK3，UK4之间的通讯，通讯接口UP1、UP2、UP3直接与对应可编程序控制器UK2，UK3，UK4的RS422口连接。通讯模块UT与通讯接口UP通过RS485口用双绞线电缆连接。
参见图3、图4，Xm为可编程序控制器UK输入口，Ym为可编程序控制器UK输出口，图中可编程序控制器UK1的输入为16端，输出为8端；UK2输入为8端，输出为8端；UK3输入为8端，输出为6端。X7为每个可编程序控制器UK每次循环的起动信号，可编程序控制器UK1中的输入端XE、XF和UK2、UK3、UK4中X4、X5为功能选择，可编程序控制器UK中的X6为光纤传感器输入的反馈信号，UK1中的XD和UK2、UK3、UK4中X3为点动操作。可编程序控制器UK1中输出端Y0作为控制装置与上位机的一个联机信号，可编程序控制器UK中Y2为伺服电机控制装置的0位锁相，Y4、Y1为张力控制装置输出力矩增益控制，Y7为伺服控制装置位置循环脉冲。
参见图5中张力控制装置GF控制信号ACC、DCC、MCC来自控制装置作为力矩增益选通，摆杆电位器RP检测全息膜卷外径，通过+12V、AID、AIC输入作为自动补偿。PP、PN输出0-24V直流电压提供磁粉制动器YB。
参见图6，伺服电机驱动装置由伺服电机驱动器和伺服电机组成。伺服电机驱动器AJ反馈由CJ1输入其余输入，信号均来自控制装置，由于采用数字式，可设置不同的参数，使伺服电机运行在最佳状态。
本实施例运行情况是这样的，操作者在控制装置1中的智能操作显示板UX上输入数据后，第一、二、三层可编程序控制器UK1、UK2、UK3对数据进行处理后输出信号给张力控制装置3和伺服电机驱动装置4，同时接受光纤传感器2的位置反馈信号，伺服电机驱动装置4中的伺服驱动器AJ收到可编程序控制器的起动信号后，根据予置参数对伺服电机MS进行低速起动——高速运行——降速——蠕动的运行控制。光纤传感器AB根据光标位置反馈信号输入可编控制器UK，由可编程序控制器UK发出伺服电机MS停止信号，此时全息膜即被精确定位。张力控制装置3中的张力控制器GF收到可编程序控制器UK发出的起动——停止信号后，根据予置参数输出不同的电压信号提供给磁粉制动器YB，完成力矩下降——预定力矩——力矩上升——预定力矩，张力控制器GF同时接收摆杆电位器RP对全息膜卷直径大小测得的信号，对力矩进行自动补偿，以保证全息膜表面的张力基本恒定。
下表列出了本实施例采用的元件名称、代号及型号。
本实用新型所要求保护的范围不局限于本实施例所列出的产品型号，对于与该产品型号相类似产品也在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种烫印机用全息膜套准装置，由控制装置、光纤传感器、张力控制装置、伺服电机驱动装置组成，控制装置包括智能操作显示板、可编程序控制器、通讯模块，其特征是该套准装置由多层套准单元和通讯装置组成，通讯装置包括通讯模块(UT)和通讯接口(UP)，每层套准单元有一个可编程序控制器，一个可编程序控制器控制一轴运行，第一层套准单元包括智能操作显示板、第一层可编程序控制器(UK1)、通讯模块(UT)、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，智能操作板输入的数据输入至第一层可编程序控制器(UK1)，通讯模块(UT)与下层通讯接口相连，通讯模块输出信号接至第一层可编程序控制器(UK1)，一轴光纤传感器的反馈信号接至第一层可编程序控制器(UK1)，第一层可编程序控制器经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行，第二层套准单元包括第二层可编程序控制器(UK2)、第二层通讯接口(UP1)、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，第二层通讯接口(UP1)连接上层的通讯模块(UT)和下层通讯接口，第二层通讯接口(UP1)输出信号接至第二层可编程序控制器(UK2)，一轴光纤传感器的反馈信号接至第二层可编程序控制器(UK2)，第二层可编程序控制器(UK2)经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。
2.根据权利要求1所述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是该套准装置包括多个第三层套准单元，第三层套准单元包括第三层可编程序控制器(UK3)、第三层通讯接口(UP2)、一轴光纤传感器、一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置，第三层通讯接口(UP2)连接第二层通讯接口(UP1)和下层通讯接口，第三层通讯接口(UP2)输出信号接至第三层可编程序控制器(UK3)，第三层可编程序控制器(UK3)经计算后输出信号接至一轴伺服电机驱动装置和一轴张力控制装置控制一轴运行。
3.根据权利要求1、2所述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是通讯模块(UT)与通讯接口(UP)用双绞线电缆连接。
4.根据权利要求1、2所述的烫印机用全息膜套准装置，其特征是张力控制装置包括张力控制器、磁粉制动器和摆杆电位器，可编程序控制器输出信号至张力控制器，经张力控制器计算后输出信号接至磁粉制动器，磁粉制动器输出力矩控制一轴运行，摆杆电位器测量全息膜卷直径大小信号反馈输入张力控制器。
专利摘要本实用新型涉及印刷包装机械的烫印机用全息膜套准装置。其特征是该套准装置由多层套准单元和通讯装置组成,每层套准单元有一个可编程序控制器,一个可编程序控制器控制一轴运行,通讯装置包括通讯模块和通讯接口。该套准装置适用于烫印全息膜的不同定位光标(明、暗、光谱标),具有元件通用性强、组合方便,全部采用数字式,可配置于自动或半自动烫印机。
文档编号B41M5/40GK2363887SQ9922637
公开日2000年2月16日 申请日期1999年4月22日 优先权日1999年4月22日
发明者陈国权, 沈智海 申请人:上海亚华印刷机械有限公司