CN201169104Y - 一种生产等版幅全息复合材料的复合机 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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、放卷装置、上胶装置、复合装置、烘干装置和收卷装置，上述放卷装置、上胶装置、复合装置、烘干装置和收卷装置依次安装在机架上，上述装置之间设有传动辊；上述放卷装置包括放卷座和放卷辊，放卷辊安装在放卷座上；上述复合装置包括复合辊和压辊；上述收卷装置包括收卷座和收卷辊，收卷辊安装在收卷座上；上述放卷辊和收卷辊统称为卷辊。
放卷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，由收卷装置收卷成卷。
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、热缩等工序加工后，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卷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卷筒和进纸辊之间，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)测定放卷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±0.1mm，则检测精度致少必须达到0.02mm，因此齿轮传动比应为800mm×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0.01mm×25.1＝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0.01mm，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，若不对收卷张力进行控制，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。
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，其的旋转周期大大缩短，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，通过放卷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，所述烘干装置与收卷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卷装置前方的传动辊上，上述光电眼安装在收卷装置的前方，光电眼的位置与收卷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。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卷张力发生变化，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。
上述放卷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卷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，伺服控制电机与卷辊(即放卷辊或收卷辊)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，伺服控制电机驱动卷辊(即放卷辊或收卷辊)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，从而使卷辊(即放卷辊或收卷辊)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卷辊(即放卷辊或收卷辊)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。
所述放卷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、与烘干装置与收卷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×M)，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，从而使卷辊(即放卷辊或收卷辊)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，由于放卷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，其的旋转周期大大缩短，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卷辊(即放卷辊或收卷辊)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，由于烘干装置与收卷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。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。
附图说明
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1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卷装置1、上胶装置2、复合装置3、烘干装置4和收卷装置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；上述放卷装置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与放卷装置1的放卷辊10传动连接，张力控制器12与伺服控制电机11电连接。
上述烘干装置4与收卷装置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同轴安装在收卷装置5前的传动辊63上，上述光电眼14安装在收卷装置5的前方，光电眼14的位置与收卷装置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与收卷装置5的收卷辊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，先在放卷装置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，由收卷装置5收卷成卷。
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驱动放卷辊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，从而使放卷辊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÷P×M)，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11的转速，从而使放卷辊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，由收卷装置5收卷成卷。
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。
Claims (7)
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：所述烘干装置与收卷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卷装置前方的传动辊上，上述光电眼安装在收卷装置的前方，光电眼的位置与收卷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。
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，伺服控制电机与卷辊传动连接，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：所述放卷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、与烘干装置与收卷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。
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