用於易拉伸捲筒材料的印刷機引入及預處理裝置的製作方法

2023-10-19 05:14:32

專利名稱：用於易拉伸捲筒材料的印刷機引入及預處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種印刷機的引入及預處理裝置，具體講是一種用於易拉伸巻筒材 料的印刷機引入及預處理裝置。
技術背景在所有巻筒材料的印刷中，巻筒狀原材料如紙帶、塑料薄膜等經過開巻後，必須在 外力的拉伸作用下由材料的引入機構進行繃緊拉平的預處理，然後均勻平整地將印刷材 料送入印刷部位進行印刷，在印刷完成後再經由印刷材料的引出機構和收巻機構將印刷 材料重新巻成巻筒。對於普通的巻筒材料(如聚丙烯BOPP薄膜，紙張等)的印刷機來講，由於材料本身 的物理特性較好，引入機構只需要保證一般的張力精度，甚至不需要進行預處理即可保 證材料的平整性和拉伸均勻性即能完全滿足印刷要求。但是對於在外力作用下容易拉伸 產生不均勻塑性變形的易拉伸巻筒材料，如聚乙烯PE薄膜等，由於成型後的物理性能非 常不均勻，表面不平整，料邊有鬆緊邊差異，造成印刷中油墨對該材料的附著力不強， 因此必須在印刷之前對材料進行高精度張力控制和物理性能的預處理，以滿足高精度印 刷的要求。目前，在印刷過程中解決材料的張力控制和物理性能的引入及預處理是分為兩個單 獨工位完成的，但由於其張力控制過程均採用比較落後磁粉制動器與張力傳感器組合等 落後接術，張力控制精度不高。比較進步一點的引入裝置中，則採用交流變頻電機和浮 動輥進行張力檢測和控制。此種裝置雖然比採用磁粉控制精度高，但由於機械執行機構 和張力檢測機構設計的局限性，加上材料物理特性預處理與張力控制分別進行，導致預 處理過程影響張力控制精度、靈敏度變低或預處理後在張力調整機構的作用下再次發生 塑性變形的現象，影響預處理效果，無法滿足高精度印刷的要求；同時，在巻材預處理 過程採用單獨的烘箱，僅僅使用熱風對印刷巻材進行預熱處理，使得原本存在不少問題 的預處理過程，又增加了材料平整性能不足等問題。實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，克服以上現有技術的缺點，提供一種能使易拉伸 巻筒材料保持高精度的穩定張力及材料平整性，減少材料的塑性變形，以滿足高精度印 刷要求的易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置。本實用新型的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的用於易拉伸巻筒材料的印 刷機引入及預處理裝置包括張力檢測與控制機構和預處理機構。所述的張力檢測與控制機構包括超級低摩擦氣缸、浮動輥迴轉擺臂、張力檢測浮動 輥、迴轉擺臂中心軸、零張力控制配重軸、高精度旋轉式電位器、感應開關、矢量變頻 電機；所述的兩個浮動輥迴轉擺臂分別水平安裝在迴轉擺臂中心軸的兩端，張力檢測浮 動輥和零張力控制配重軸的兩端安裝在兩個浮動輥迴轉擺臂組成的支架上，分別位於回 轉擺臂中心軸的兩側，迴轉擺臂中心軸、張力檢測浮動輥和零張力控制配重軸三者的中 心軸線相互平行並與兩個機架組成的平面為同一水平面；所述的超級低摩擦氣缸的尾部 固定在機架上，超級低摩擦氣缸的活塞杆連接在浮動輥迴轉擺臂上，且垂直安裝；所述 的迴轉擺臂中心軸的兩端安裝在兩個機架組成的支架上，迴轉擺臂中心軸的一端裝有齒 輪，該齒輪與另一齒輪組成迴轉角度放大齒輪副，所述的高精度旋轉式電位器通過迴轉 角度放大齒輪副與迴轉擺臂中心軸連接；所述的預處理機構包括壓輥、冷卻牽引輥、預熱輥、^輪和齒輪組成的聯動齒輪副； 所述的冷卻牽引輥、預熱輥的兩端水平安裝在機架組成的支架上，通過聯動齒輪副相互 聯接，兩者的中心軸線相互平行並與兩個機架組成的平面為同一水平面；所述的冷卻牽 引輥中通有冷卻介質，所述的預熱輥中通有熱媒介質。所述的矢量變頻電機通過傳動機構與冷卻牽引輥的一端連接；所述的感應開關安裝 在冷卻牽引輥附近，用於檢測冷卻牽引輥的轉速。


圖1是本實用新型用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置的結構示意圖。 圖2是圖1沿A—A方向剖視的結構示意圖。圖中所示 1、超級低摩擦氣缸，2、高精度旋轉式電位器，3、迴轉角度放大齒輪 副，4、張力檢測浮動輥，5、迴轉擺臂中心軸，6、零張力控制配重軸，7、預熱輥，8、冷卻牽引輥，9、浮動輥迴轉擺臂，10、齒輪，11、齒輪，12、壓輥，13、壓輥擺臂迴轉 中心軸，14、壓輥迴轉臂，15、壓輥氣缸，16、小同步帶輪，17、同步帶，18、大同步 帶輪，19、矢量變頻電機，20、冷水接頭，21、導熱油接頭，22、料膜，23、機架，24、 感應開關。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。 如圖l、圖2所示。本實用新型用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其張力檢測與控制機 構包括超級低摩擦氣缸l、浮動輥迴轉擺臂9、張力檢測浮動輥4、迴轉擺臂中心軸5、 零張力控制配重軸6、高精度旋轉式電位器2、感應開關24、矢量變頻電機19。所述的 兩個浮動輥迴轉擺臂9分別水平安裝在迴轉擺臂中心軸5的兩端，張力檢測浮動輥4和 零張力控制配重軸6的兩端安裝在兩個浮動輥迴轉擺臂9組成的支架上，分別位於迴轉 擺臂中心軸5的兩側。迴轉擺臂中心軸5、張力檢測浮動輥4和零張力控制配重軸6三者 的中心軸線相互平行並與兩個機架23組成的平面為同一水平面。所述的超級低摩擦氣缸 l的尾部固定在機架23上，超級低摩擦氣缸1的活塞杆連接在浮動輥迴轉擺臂9上。所 述的迴轉擺臂中心軸5的兩端安裝在兩個機架23組成的支架上，其中一端裝有齒輪，與 另一齒輪組成迴轉角度放大齒輪副3，所述的高精度旋轉式電位器2通過迴轉角度放大齒 輪副3與迴轉擺臂中心軸5聯接；所述的預處理機構包括壓輥12、冷卻牽引輥8、預熱輥7、齒輪10和齒輪11組成 的聯動齒輪副；所述的冷卻牽引輥8、預熱輥7的兩端水平安裝在機架23組成的支架上， 通過聯動齒輪副相互聯接，兩者的中心軸線相互平行並與兩個機架23組成的平面為同一 水平面；所述的冷卻牽引輥8中通有冷卻介質，所述的冷卻牽引輥8中通有的冷卻介質 優選為冷卻水。所述的預熱輥7中通有熱媒介質，預熱輥7中通有熱媒介質優選為導熱 油。所述的矢量變頻電機19通過傳動機構與冷卻牽引輥8的一端聯接；所述的感應開關 24安裝在冷卻牽引輥8附近，用於檢測冷卻牽引輥8的轉速。在材料經過開巻進入引入機構，引入機構中的兩根每引入作用的冷卻牽引輥8和預熱輥7平行安裝在機架上，料膜22經過兩根輥形成S型包角。沿著料膜22運行方向的 順序，在預熱輥7中通入熱媒介質，在冷卻牽引輥8中通入冷卻介質，並且在冷卻牽引 輥8和料膜22的出料切點之前設置一根壓輥12，該壓輥12將料膜22緊壓在冷卻滾筒之 上。同時，冷卻牽引輥8被電動機同步驅動，預熱輥7又通過齒輪10和齒輪11組成的 聯動齒輪副被冷卻牽引輥8驅動，兩根輥同步反方向運轉，其表面的速度方向與料膜22 的運行方向及速度保持相同。在該過程中，通入熱媒的預熱輥7將印刷材料進行一定溫 度加熱，完成材料的熱處理過程和軟化過程，冷卻牽引輥8由於通入了冷卻水，又有壓 輥12將已經預熱的料膜22在輥筒上進行壓平處理，因此，印刷材料的預處理過程完成。 在印刷料膜22經過預處理後設置有材料運行張力的檢測與控制機構，該機構由感應開關 24將冷卻牽引輥8的轉速反饋給控制運算單元，控制運算單元將運算結果輸出，控制電 動機運轉速度調節印刷材料張力，達到控制張力的目的。特別是由於張力檢測機構採用 水平放置並利用重力使檢測擺臂平衡，推動超級低摩擦氣缸1垂直運動，這樣的結構可 減少張力檢測機構受到重力影響產生張力檢測誤差和氣缸活塞杆與缸頸(氣缸內壁)之間 的摩擦阻力，甚至可以進行零張力檢測控制。保證張力控制過程中精確執行，實現高精 度張力控制。
所述的壓輥12的兩端安裝在兩個壓輥迴轉臂14組成的支架上，壓輥迴轉臂14組成 的支架固定在壓輥擺臂迴轉中心軸13上，所述的壓輥擺臂迴轉中心軸13的兩端安裝在 機架23組成的支架上，所述的兩個壓輥迴轉臂14的尾端分別聯接有兩個壓輥氣缸15。 這樣壓輥12能及時對加工材料進行壓平，消除材料缺陷，更好的適應印刷，壓輥12同 時起到消除料膜22與冷卻牽引輥8不同步現象，更好的控制材料張力穩定。
所述的矢量變頻電機19與冷卻牽引輥8相聯接的傳動機構為同步帶傳動機構，及由 同步帶17傳動，矢量變頻電機19上裝有小同步帶輪16，冷卻牽引輥8的一端裝有大同 步帶輪18，同步帶17套合在小同步帶輪16和大同步帶輪18的帶槽內，以更好的控制冷 卻牽引輥8與料膜22的同步。
在本實施例中，材料的運行張力由通入超級低摩擦氣缸1的氣壓設定好後，推動浮動 輥迴轉擺臂9帶動張力檢測浮動輥4向上擺動，同時與穿繞在張力檢測浮動輥4上的料 膜22張力的合力在浮動輥迴轉擺臂9上達到平衡。迴轉擺臂中心軸5隨著浮動輥迴轉擺臂9迴轉，帶動軸端連接的迴轉角度放大齒輪副3，轉動高精度旋轉式電位器2檢測迴轉 角度，根據不同的材料，假設當材料張力與設定張力平衡時電位器輸出電壓等於5V，如 果材料運行張力波動時，由電位器2間接將張力變化值反饋到外部控制迴路，控制矢量 變頻電機19的轉速調整材料張力直至電位器輸出電壓等於5V。在該機構中，零張力控制 配重軸6用在零張力設定時平衡浮動輥迴轉擺臂9及張力檢測浮動輥4自重引起的張力 設定誤差。安裝在機架上的矢量變頻電機19通過同步帶驅動冷卻牽引輥8，又通過齒輪 10和齒輪11組成的聯動齒輪副以傳動比為1 : 1的同步反向傳動驅動預熱輥7。同時導 熱油通過接頭21進入預熱輥7對料膜22進行預熱處理，冷卻水通過冷水接頭20進入冷 卻牽引輥8對預熱過的材料進行冷卻處理。料膜22在進入冷卻過程的前段，壓輥12及 時對加工材料進行壓平，消除材料缺陷，更好的適應印刷，壓輥12同時起到消除料膜22 與冷卻牽引輥8不同步現象，更好的控制材料張力穩定。在該機構中冷卻牽引輥8與預 熱輥7形成料膜的"S"形引入，進一步保證了加工材料張力穩定控制。
在本實施例中，冷卻牽引輥8和預熱輥7採用空心鋼滾筒。壓輥12採用橡膠輥。同 時，張力檢測浮動輥4、迴轉擺臂中心軸5、零張力控制配重軸6、預熱輥7、冷卻牽引 輥8、壓輥12、壓輥擺臂迴轉中心軸13的兩端都安裝有滾動軸承，以利於運轉。
採用以上結構後，本實用新型用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入用於易拉伸巻筒材 料的印刷機引入及預處理裝置與現有技術相比，具有能使易拉伸巻筒材料保持高精度的 穩定張力及材料平整性，減少材料的塑性變形的優點。
本實用新型以更高的張力控制精度完成巻筒材料的引入，在完成高精度的張力控制 的同時完成材料的預處理，結構緊湊，控制執行準確，適合易拉伸材料的薄膜材料和紙 張等印刷過程的材料預處理和引入，改變了材料的預處理方式，淘汰簡單的熱風箱預熱， 由效率更高的熱輥和冷輥組合成多種預熱處理方案，滿足更多的印刷材料預處理要求。 改變了張力檢測機構，更有利於低張力值甚至零張力的控制，張力控制精度更高。而且 絲毫不影響普通巻筒材料的引入。
本實用新型不僅局限於以上實施例，其具體結構允許有各種變化，如矢量變頻電 機19與冷卻牽引輥8相聯接的傳動機構也可以齒輪副傳動；冷卻牽引輥8和預熱輥7也 可以為鋁、銅等其它材料的滾筒或內有通孔的棒材；冷卻介質也可以為添加冷卻油的冷卻液，熱媒介質也可以為熱水。所述的張力檢測浮動輥4、迴轉擺臂中心軸5、零張力控 制配重軸6、預熱輥7、冷卻牽引輥8、壓輥12、壓輥擺臂迴轉中心軸13的兩端安裝也 可以為滾柱軸承等其它類型的軸承；等等。凡在本實用新型獨立權利要求保護範圍內所 作的各種變化均在本實用新型的保護範圍內。
權利要求1、一種用於易拉伸捲筒材料的印刷機引入及預處理裝置，包括張力檢測與控制機構和預處理機構，其特徵在於所述的張力檢測與控制機構包括超級低摩擦氣缸(1)、浮動輥迴轉擺臂(9)、張力檢測浮動輥(4)、迴轉擺臂中心軸(5)、零張力控制配重軸(6)、高精度旋轉式電位器(2)、感應開關(24)、矢量變頻電機(19)；所述的兩個浮動輥迴轉擺臂(9)分別水平安裝在迴轉擺臂中心軸(5)的兩端，張力檢測浮動輥(4)和零張力控制配重軸(6)的兩端安裝在兩個浮動輥迴轉擺臂(9)組成的支架上，分別位於迴轉擺臂中心軸(5)的兩側，迴轉擺臂中心軸(5)、張力檢測浮動輥(4)和零張力控制配重軸(6)三者的中心軸線相互平行並與兩個機架(23)組成的平面為同一水平面；所述的超級低摩擦氣缸(1)的尾部固定在機架(23)上，超級低摩擦氣缸(1)的活塞杆連接在浮動輥迴轉擺臂(9)上，且垂直安裝；所述的迴轉擺臂中心軸(5)的兩端安裝在兩個機架(23)組成的支架上，迴轉擺臂中心軸(5)的一端裝有齒輪，該齒輪與另一齒輪組成迴轉角度放大齒輪副(3)，所述的高精度旋轉式電位器(2)通過迴轉角度放大齒輪副(3)與迴轉擺臂中心軸(5)連接；所述的預處理機構包括壓輥(12)、冷卻牽引輥(8)、預熱輥(7)、齒輪(10)和齒輪(11)組成的聯動齒輪副；所述的冷卻牽引輥(8)、預熱輥(7)的兩端水平安裝在機架(23)組成的支架上，通過聯動齒輪副相互聯接，兩者的中心軸線相互平行並與兩個機架(23)組成的平面為同一水平面；所述的冷卻牽引輥(8)中通有冷卻介質，所述的預熱輥(7)中通有熱媒介質。所述的矢量變頻電機(19)通過傳動機構與冷卻牽引輥(8)的一端連接；所述的感應開關(24)安裝在冷卻牽引輥(8)附近，用於檢測冷卻牽引輥(8)的轉速。
2、 根據權利要求l所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其特徵 在於所述的齒輪(IO)和齒輪(11)組成的聯動齒輪副的傳動比為1 : 1。
3、 根據權利要求l所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其特徵 在於所述的矢量變頻電機(19)與冷卻牽引輥(8)相連接的傳動機構由同步帶(17) 傳動，矢量變頻電機(19)上裝有小同步帶輪(16)，冷卻牽引輥(8)的一端裝有大同 步帶輪(18)。
4、 根據權利要求1所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其特徵在於所述的壓輥(12)的兩端安裝在兩個壓輥迴轉臂(14)組成的支架上，壓輥迴轉臂(14)組成的支架固定在壓輥擺臂迴轉中心軸(13)上，所述的壓輥擺臂迴轉中心軸 (13)的兩端安裝在機架(23)組成的支架上，所述的兩個壓輥迴轉臂(14)的尾端分 別連接有兩個壓輥氣缸(15)。 '
5、 根據權利要求1所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其特徵 在於冷卻牽引輥(8)和預熱輥(7)均為密封的空心鋼滾筒。壓輥(12)為橡膠輥。
6、 根據權利要求1或5所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其 特徵在於所述的冷卻牽引輥(8)中通有的冷卻介質為冷卻水。
7、 根據權利要求1或5所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其 特徵在於所述的預熱輥(7)中通有的熱媒介質為導熱油。
8、 根據權利要求1 4所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其 特徵在於所述的張力檢測浮動輥(4)、迴轉擺臂中心軸(5)、零張力控制配重軸(6)、 預熱輥(7)、冷卻牽引輥(8)、壓輥(12)、壓輥擺臂迴轉中心軸(13)的兩端都安裝有 滾動軸承。
9、 根據權利要求l所述的用於易拉伸巻筒材料的印刷機引入及預處理裝置，其特徵 在於所述的壓輥(12)為橡膠輥。
專利摘要本實用新型公開了一種用於易拉伸捲筒材料的印刷機引入及預處理裝置，包括張力檢測與控制機構和預處理機構，張力檢測與控制機構包括超級低摩擦氣缸(1)、張力檢測浮動輥(4)、零張力控制配重軸(6)、高精度旋轉式電位器、矢量變頻電機(19)等；預處理機構包括壓輥(12)、冷卻牽引輥(8)、預熱輥(7)等；所述的冷卻牽引輥(8)中通有冷卻介質，所述的預熱輥(7)中通有熱媒介質。本實用新型以更高的張力控制精度完成捲筒材料的引入，有利於低張力值甚至零張力的控制，張力控制精度更高，不僅適合易拉伸材料的薄膜材料和紙張等印刷過程的材料預處理和引入，而且絲毫不影響普通捲筒材料的引入。
文檔編號B65H23/34GK201132413SQ20072018659
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月30日 優先權日2007年12月30日
發明者呂培峰 申請人:寧波欣達印刷機器有限公司;寧波欣達(集團)有限公司