捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置及檢測方法

2023-04-24 01:23:46

專利名稱：捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明印刷領域多色凹印機技術，尤其是一種對捲筒式多色凹印機淺色色標標記進行檢測的裝置和檢測方法。
背景技術：
常規的捲筒式多色凹印機在印刷彩色印品時，由於檢測頭對需要檢測的淺色標記檢測靈敏度太低，導致對於水性光油、淡黃色、淺灰色等淺色色標標記的印品的跟蹤和檢測十分困難，而對於水性光油、UV光油等淺色色標標記的印品則出現無法跟蹤的問題，嚴重影響了彩色印品的套準精度及質量，給承印包含淺色圖案的多色印品帶來極大困難
發明內容
·本發明所要解決的技術問題是針對現有捲筒式多色凹印機難以檢測和跟蹤識別淺色色標標記的不足，提出一種成本低、方便實現的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置及檢測方法，滿足彩色印品的套準和印刷。為解決上述技術問題，本發明的基本構思是
一種捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，包括輔助輥、設置在凹印機印品上待檢測淺色色標標記處的掃描頭、成像系統和傳輸光纖束；所述的成像系統包括光電檢測開關和通過光電檢測開關控制開啟和關閉的光源；其中輔助輥與凹印機的印刷版輥直徑相同，並同軸設置在印刷版輥的一側；輔助輥上設置有與待檢測淺色色標標記的形狀和尺寸一致的輔助深色色標標記；光電檢測開關設置在輔助深色標記對應位置處，傳輸光纖束的入射端與光源相連，傳輸光纖束的出射端設置有與淺色色標標記的形狀和尺寸一致的透光窗口，且滿足條件當光電檢測開關檢測到輔助深色色標標記信號時，透光窗口正好對準印品上的待檢測淺色色標標記。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，光源為發光二極體。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，光電檢測開關為反射式光電開關。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，輔助輥由金屬、塑料或尼龍棒料製成，並通過連接套與印刷版輥同軸聯接。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，光纖束為石英光纖或塑料光纖。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，光纖外徑為10. 8mm 19mm,芯數為24根 177根。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，發光二極體可通過的驅動電壓調節實現輸出亮度調節。 上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置中，驅動電壓調節由串接在電源和二極體之間的可調電位器來實現。一種捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測方法，包括以下步驟
I開啟凹印機，輔助輥隨印刷版輥同步轉動；
2光電檢測開關接收輔助輥的反射光信號，並控制光源開啟和關閉；
3若且唯若光電檢測開關接收到輔助輥上的深色色標標記時控制光源開啟，並將光源發出的光通過傳輸光纖的出射端窗口照射至淺色色標標記，其餘時間光源關閉；
4掃描頭識別亮度加強後的淺色色標標記反射光信號，進行套準和印刷。上述捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測方法中，步驟3中光電檢測開關在接收到輔助輥上深色色標標記的反射光信號時，輸出低電平。本發明具有的有益效果如下
I、本發明通過在淺色印刷版輥上增加同步運轉的輔助輥，輔助輥上設置深色標記，通過光電檢測開關驅動光源，並經傳輸光纖束傳輸，增加了被檢測淺色色標標記的亮度，滿足了掃描頭的識別。
2、本發明技術方案簡單可靠，製作成本低，且不需要對凹印機的軟體、電路和控制系統進行改進，方便實現，適用性強。3、本發明的輔助輥與印版輥直徑相同，並同軸連接，可確保二者運轉的線速度完全一致，確保二支輥上同軸線上的圖案同步運行；同時二支輥上的色標標記形狀、大小相同，保證重疊後產生的圖案和原圖一致，將套準產生的誤差減小到最小。


圖I現有技術中自動套準系統的結構框 圖2為現有技術中自動套準系統工作原理和邏輯傳輸關係示意 圖3為現有技術中掃描頭光學結構和工作原理示意 圖4為現有技術中掃描頭掃描深色標記時套準系統的輸出信號 圖5為現有技術中掃描頭掃描淺色色標記時套準系統的輸出信號 圖6為現有技術中掃描頭掃描更淺色色標記時套準系統的輸出信號 圖7為本發明淺色色標標記跟蹤檢測裝置組成示意 圖8為本發明傳輸光纖的出射端透光窗口結構不意 圖9為本發明輔助輥和印刷版輥固定安裝方式示意 圖10為本發明淺色色標標記跟蹤檢測裝置工作原理示意圖。其中1_輔助輥；2_印刷版輥；3_淺色色標標記；4_輔助深色色標標記；5_連接套；6_鎖緊螺栓；7_成像系統；8_傳輸光纖束；9_掃描頭。
具體實施例方式一、現有套準系統的工作原理及問題
圖I和圖2給出了多色凹印機通常配置的百事達(QuadTech)套準系統的結構組成和工作原理示意圖。可知探測對象經過掃描頭掃描處理後，分別傳輸到光電轉換元件上，由光電轉換元件將光信號轉換為電信號，經過放大，整形後輸送給計算機及分析處理單元。計算機在接收到探測到的信號後與內存中預置的探測對象識別標記的相關參數(如圖形、尺寸、各種顏色的色標、識別標記間的距離等)，信息進行分析、比較，運算處理，對伺服驅動控制單元輸入數字控制信號。伺服驅動控制單元對接收到的數位訊號進行解碼，分析、判別、功率放大等處理後輸出驅動控制信號驅動伺服交流電機帶動印刷版輥作橫向，縱向位移控制，從而達到多色印品套準要求。通過鍵操作盤，進行套準模式設置，數據輸入，參數修改，手動、自動套準等控制。從顯示屏上直觀觀察各種波形的變化，方便對套準過程進行預判或獲取最終結果。與伺服電機同軸聯接的編碼器檢測印版版輥位移量並適時傳輸給計算機和伺服驅動控制單元，實現精確閉環控制。從套準系統的結構框圖及邏輯傳輸框圖和邏輯分析，可以看出套準系統能否跟蹤識別淺色標記是確保捲筒式多色凹印機實現彩色印品印刷質量及套準精度的關鍵，而掃描頭能否有效識別出淺色標記則是其核心所在。掃描頭的光學結構和工作原理如圖3所示，自動套準系統配置的掃描頭由探測光源，傳輸光纜、光柵、光學鏡組件、光電接收轉換器件和光電信號放大器組成。每個掃描頭一般設置兩個檢測窗，可同時跟蹤檢測二個印刷色標標記，一個是基準色標標記(通常是第一色組印刷的深色色標標記)，另一個是需要與基準色「套準」的色標標記。共用一個發光源。二路光學跟蹤檢測的電路結構及工作原理基本相同。探測光源由光纖傳輸經過光柵門、多 組光學鏡頭分別聚焦後照射到探測對象(即印品識別色標)上通過探測對象反射，多組光學鏡頭收集，聚焦後分別傳輸到光電轉換元件上，由光電接收轉換元件將光信號轉換為電信號，經過放大，整形後輸送給計算機及分析處理單元。通過套準系統配置的顯示器或用通用示波器測量，所觀察到掃描檢測深色標記時，顯示器上所顯示的是有一定幅值及寬度且間隔相等的脈動信號，如圖4所示。當掃描檢測淺色標記時，顯示器上所顯示出的脈動信號衰減得非常微弱如圖5所示，甚至當色標為更淺色時，信號則成為如圖6所示的一條直線。從表象分析看，造成掃描頭跟蹤掃描淺色標記衰減過大甚至無效的原因是由於被檢測的淺色標記與白色的背景底色的對比度反差太弱，導致接收元件無法有效判別二者之間差異所致，如果將圖5和圖6的信號傳輸給計算機，計算機是無法進行分析處理的，最終導致套準控制系統工作失敗。由此可見，要使掃描頭有效識別色標標記，就必須保證所要檢測到的色標標記與背景色有足夠的色差對比度，換言之，如果能夠提高淺色色標標記與背景色的對比度，即力口深淺色色標標記之顏色，則掃描頭即可有效識別。然而印品的背景色和淺色及其色標標記是由客戶根據自己印品圖案確定的，印刷廠家無權更改，要解決只加深淺色色標標記這一問題，只能另闢路徑。再分析印刷版輥和印刷過程可知，淺色色標標記與淺色圖案同刻在一支版輥上，浸泡在同一個墨槽中，印刷時，版輥作圓周旋轉與印刷材料(紙、塑料、金屬箔)接觸，版輥上經過著墨的圖案和色標標記就同時印刷(轉移)到印刷材料上。因此要通過在版輥或油墨上作文章單獨加深印版上淺色色標標記的顏色也是不可能的。進一步分析印品的印刷過程得知，色標標記是在從印版輥上轉移到印刷材料上才被掃描頭檢測的，也就是說掃描頭檢測的是印品上的色標標記而不是印版版輥上的色標標記，而色標標記是印在圖案的一側，與圖案不發生重疊，如果我們能夠找到一種方法，使其能夠產生與淺色色標標記形狀大小完全相同的顏色色標標記，並同步覆蓋在每一個印品淺色色標標記上，不就達到了只加深淺色色標標記的顏色確保掃描頭掃描檢測，而又不改變與之相對應的淺色圖文的顏色的要求了嗎？
二、本發明的淺色色標標記跟蹤檢測裝置及方法
依據上述分析及構思，發明人設計發明了一種捲筒式多色凹印淺色色標標記的跟蹤檢測裝置和方法。本發明之創意在於先設計一個深色色標再運用光-電-光轉換的原理，將該色標「轉移」並鑲嵌覆蓋到印品的淺色色標標記上，使印品的淺色色標標記檢測變為容易。如圖7所示，本發明的凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，包括安裝在凹印機印品上待檢測淺色色標標記3處的掃描頭9、輔助輥I、成像系統7和傳輸光纖束8 ;輔助輥I的直徑要與刻有淺色色標標記圖案的印版輥2直徑完全一致，並同軸連接，這樣才能夠確保二者運轉的線速度完全一致，確保二支輥上同軸線上的圖案同步運行，此外二支輥上的色標標記形狀、尺寸大小相同，保證重疊後產生的圖案和原圖一致，將產生的誤差減小到最 小。成像系統7包括光電檢測開關和可通過光電檢測開關控制開啟和關閉的光源。光源通常選用發光二極體；光電檢測開關選用反射式光電開關，如德國PEPPERL+FUCHS公司ML系列，德國SICK公司W9系列，法國Telemecanique公司Osiris系列的產品。光電檢測開關設置在輔助深色色標標記4對應的位置處，傳輸光纖束8的入射端與光源相連，傳輸光纖束8的出射端設置有與淺色色標標記3的形狀和尺寸一致的透光窗口。透光窗口的結構如圖8所示，圖中斜線部分全部塗黑或用黑色材料蓋住，中間窗口的形狀、大小尺寸與淺色印版版輥上所雕刻的淺色色標標記3的形狀、大小尺寸完全吻合。傳輸光纖束8的長度約500mm，可選用石英光纖或塑料光纖。光纖芯數範圍在24芯 177芯、外徑為10. 8 19_，如GYTN-24AIB型的多模光纖等。圖9為本發明輔助輥I和印刷版輥2固定安裝示意圖，輔助輥I由金屬、塑料或尼龍棒料加工，表面光滑即可，並通過一隻連接套5，實現輔助輥I和印刷版輥2的同軸聯接，連接套5與輔助輥I和印刷版輥2之間均為間隙配合，位置固定後可通過鎖緊螺栓6固定。在實際應用中，需要首先調整輔助輥I上深色色標位置，直到光電檢測開關檢測到輔助深色色標標記4信號時，傳輸光纖束8的透光窗口正好對準印品上的待檢測淺色色標標記3，也就是成像端面成像正好與淺色色標重疊。圖10為淺色色標標記跟蹤檢測裝置工作原理示意圖，印刷版輥2運轉時，與之相連接的輔助輥I同步運轉，當光電檢測開關發光部發射出的光束照射到輔助輥I圓周表面時，反射光較強的白色底色反射到光電檢測開關上，將亮光信號轉變為高電平信號，並通過偏置電路，使發光二極體熄滅(截止)。當光電傳感器發光元件發出的光束照射到輔助輥I上的輔助深色色標標記4時，反射光弱，光電檢測開關將暗光信號轉變為低電平信號，並使發光二極體點亮(導通)。印刷版輥2每旋轉一周，發光二極體熄滅、點亮一次便形成了連續的亮一滅一亮一滅交替變換的光脈衝信號，該信號的亮脈衝經光纖束傳輸照射在印品的淺色色標標記3上並與之重疊，形成白色(當紙張顏色和背景色為白色時)、紅色(色發光二極體為紅色時)交替出現的色標信號供掃描頭9檢測。由於掃描頭9接收到的是亮度加強後的淺色色標標記3反射光，且可通過改變發光二極體的驅動電壓實現發光二極體的亮度輸出調節，從而滿足掃描頭9可識別的反射光亮度要求，完成套準印刷。上述裝置中的驅動電壓調節可由串接在電源和二極體之間的可調電位器來實現，通過改變電位器電阻的大小，改變二極體的驅動電壓，實現亮度調節，二極體通常選用紅色，也可以根據發光強度的大小和掃 描頭內濾光鏡的顏色來選取其他 顏色的發光二極體。
權利要求
1.一種捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於包括輔助輥(I)、設置在凹印機印品上待檢測淺色色標標記(3)處的掃描頭(9)、成像系統(7)和傳輸光纖束(8);所述的成像系統(7)包括光電檢測開關和通過光電檢測開關控制開啟和關閉的光源；所述的輔助輥(I)與凹印機的印刷版輥(2)直徑相同，並同軸設置在印刷版輥(2)的一側；所述的輔助輥(I)上設置有與待檢測淺色色標標記(3)的形狀和尺寸一致的輔助深色色標標記(4);所述光電檢測開關設置在輔助深色色標標記(4)對應位置處，所述傳輸光纖束(8)的入射端與光源相連，傳輸光纖束(8)的出射端設置有與淺色色標標記(3)的形狀和尺寸一致的透光窗口，且滿足條件當光電檢測開關檢測到輔助深色色標標記(4)信號時，透光窗口正好對準印品上的待檢測淺色色標標記(3 )。
2.根據權利要求I所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述的光源為發光二極體。
3.根據權利要求I所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述的光電檢測開關為反射式光電開關。
4.根據權利要求I所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述的輔助輥(I)由金屬、塑料或尼龍棒料製成，並通過連接套與印刷版輥(2)同軸聯接。
5.根據權利要求I所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述傳輸光纖束(8)為石英光纖束或塑料光纖束。
6.根據權利要求5所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述光纖為多模光纖，外徑為10. 8mm 19mm,芯數為24根 177根。
7.根據權利要求2所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述發光二極體可通過驅動電壓調節實現輸出亮度調節。
8.根據權利要求7所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置，其特徵在於所述的驅動電壓調節由串接在供電電源和發光二極體之間的可調電位器來實現。
9.一種利用權利要求I所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測檢測裝置的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測方法，其特徵在於步驟如下I開啟凹印機，輔助輥(I)隨印刷版輥(2)同步轉動；2光電檢測開關接收輔助輥(I)的反射光信號，並控制光源開啟和關閉；3若且唯若光電檢測開關接收到輔助輥(I)上的輔助深色色標標記(4)時控制光源開啟，並將光源發出的光通過傳輸光纖束(8)的出射端窗口照射至淺色色標標記(3)，其餘時間光源關閉；4掃描頭(9)識別亮度加強後的淺色色標標記(3)反射光信號，進行套準和印刷。
10.根據權利要求9所述的捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測方法，其特徵在於步驟3中光電檢測開關在接收到輔助深色色標標記(4)的反射光信號時，輸出低電平。
全文摘要
一種捲筒式多色凹印機淺色色標標記的跟蹤檢測裝置和方法，包括輔助輥(1)、設置在凹印機印品上待檢測淺色色標標記(3)處的掃描頭(9)、成像系統(7)和傳輸光纖束(8)；輔助輥(1)與凹印機的印刷版輥(2)直徑相同，並同軸設置在印刷版輥(2)的一側；輔助輥(1)上設置有與待檢測淺色色標標記(3)的形狀和尺寸一致的輔助深色色標標記(4)；傳輸光纖束(8)的入射端與光源相連，傳輸光纖束(8)的出射端設置有與淺色色標標記(3)的形狀和尺寸一致的透光窗口；由於掃描頭(9)接收到的是亮度加強後的淺色色標標記(3)反射光，滿足了套準印刷時掃描頭(9)要求，並具有技術方案簡單，製作成本低，適用性強等特點。
文檔編號B41F33/00GK102896892SQ20121041310
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者呂晶, 劉春風, 呂敏昌 申請人:昆明彩印有限責任公司