CN103909729A - 防止高张力来损坏印刷机的系统与方法 - Google Patents

防止高张力来损坏印刷机的系统与方法 Download PDF

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Abstract

一种防止损坏印刷机的方法被提供。所述方法包括确定最小值，在所述最小值印刷机卷筒纸的张力有能力损坏至少一个印刷机的卷筒纸接触元件；感测印刷机卷筒纸的张力；在感测到张力达到所确定张力值的最小值时切断卷筒纸。一种印刷机也被提供。

Description

防止高张力来损坏印刷机的系统与方法
本申请要求于2012年12月28日递交的美国临时专利申请61/746,880的优先权，所述申请的全部公开内容在此通过引用被加入。
技术领域
本发明一般涉及印刷机，更具体地说是涉及防止高张力损坏印刷机的系统与方法。
背景技术
印刷机（特别是包装印刷机）可包括对过高的卷筒纸受力无防护能力的设备，所述过高的卷筒纸受力可能在使用厚重或牢固的基片（例如硬板纸）时产生。
发明内容
一种防止损坏印刷机的方法被提供。所述方法包括确定最小值，在所述最小值时印刷机的卷筒纸中的张力有能力损坏印刷机的至少一个卷筒纸接触元件；感测印刷机卷筒纸的张力；当感测到张力达到所确定张力值的最小值时切断卷筒纸。
一种印刷机也被提供。所述印刷机包括：在卷筒纸上进行印刷或对其处理的至少一个单元；与卷筒纸相接触的至少一个卷筒纸接触元件；用于感测卷筒纸中的张力的至少一个传感器；用于切断卷筒纸的卷筒纸切断器；以及控制器，其连接到所述至少一个传感器与卷筒纸切断器，所述控制器被配置与布置成可从至少一个传感器接收所感测到的张力，并且在被感测到的张力达到当卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值时指示卷筒纸切断器切断卷筒纸。
附图说明
本发明通过引用以下附图描述：
图1所示为根据本发明实施例的印刷机。
具体实施方式
由相隔离的印刷系统的基片传输模块的故障所引起的极高张力状况会导致在使用卷纸筒基片（特别是硬板纸）时产生过高的张力。过高的卷筒纸受力可能引起无防护能力的设备从印刷区安装座上移位，进而导致严重故障和/或设备损坏。包括有被卷绕的辊的设备可能在自然状态下具有施加到它们上面的非中性力。所述力使得设备可能被在系统故障期间、由基底作用于设备上的较高张力所翻转。例如，接纸架或接合器可能会制动，和/或用于驱动卷筒纸的马达可能与印刷方向相反，这样会在卷筒纸中迅速引起较大的张力峰值。在所述情况下的卷筒纸以牵引链或绳的形式作用于设备上，直到卷筒纸到达张力的临界值（即破裂强度）然后卷筒纸断裂，或者直到由卷筒纸缠绕和较高的张力在设备上所形成的力臂超过了设备安装座所容许的横向力然后卷筒纸将设备翻转。
设备翻转问题可通过以下方式对被缠绕的辊上的张力进行监测而解决，即翻转的状况可触发张力传感装置和系统来切断卷筒纸。通过使用张力传感装置或换能器来感测张力，印刷机操作员可设定机械安装座可容忍的最大机械横向力的极限值。一旦张力达到最大机械横向力，在设备由于从安装座移位的卷筒纸元件而被强迫翻转以及在灾难性事故发生之前，机械控制器会触发快速作用型卷筒纸切割器以切断基片。
图1所示为根据本发明实施例的印刷机10。印刷机10包括解绕单元12，其将卷筒纸（web）14沿卷筒纸方向D送进至示意性示出的至少一个单元16，所述单元可以是至少一个印刷单元（例如卷筒纸胶印单元），或者至少一个处理单元（例如折页器）。在本实施例中，印刷机10是包装印刷机且卷筒纸14是包装基片，例如硬纸板。至少一个卷筒纸接触元件（其在在本实施例中是辊18、20）用于接收卷筒纸14并将其引导至单元16。卷筒纸14卷绕于所述辊18、20中的每一个的外周边的一部分。一个或多个附加卷筒纸接触元件，例如辊18、20上游的辊或轴22、以及辊18、20下游的对辊24，被设置成帮助引导与传送卷筒纸14。辊18、20可利用安装座28在安装座28的支架A、B处被安装在地板26上。对辊24、印刷单元16和其他印刷元件可由马达M驱动，正如本领域中已公知的。
如图1所示，卷筒纸14的张力可产生作用于卷筒纸14的力，例如作用于辊18的力fx1和力fy1、以及作用于辊20的力fx2和力fy2。在卷筒纸14具有极高的张力时，辊18、20的合力，特别是在X方向上的横向力，可能会通过翻转辊18、20和安装座28而损坏辊18、20。另外，辊18、20也可能被辊18、20中的一个或两个上的力所损坏，使得辊18、20从安装座28上移位。
至少一个传感器30被提供以感测卷筒纸14中的至少一个张力。在图1所示的实施例中，传感器30是被安装在辊18、20下游的换能器或传感装置；然而，在其他的实施例中，一个或多个换能器或传感装置可被安装在辊或轴22处，和/或设置在辊18、20之间，以补充于或取代于换能器30来感测卷筒纸14上的张力。印刷机10还包括控制器40，所述控制器40用于接收表示所感测到的、来自一个或多个换能器30的一个张力或多个张力的信号，并且在印刷机中的卷筒纸14中的一个或多个张力的最小值有能力损坏至少一个辊18、20时指示卷筒纸切断器42切断卷筒纸14。卷筒纸切断器42（如图1所示）可包括致动器、刀片和砧座。
举例而言，控制器40可以是一个或多个可编程逻辑控制器（PLC），或者任何合适的基于硬件或基于软件的电子控制器，比如具有一个或多个有相关支持电路的微型计算机，一个或多个有限静态机，一个或多个现场可编程门阵列（FPGA），或一个或多个专用集成电路（ASIC）等等。尽管所示为一个单独的控制器40，应明确的是控制器40本身可由多个控制器组成，正如在此领域中所已公知的。
控制器40可确定卷筒纸14中的张力的如下最小值，其中在卷筒纸14的张力具有最小值时在一个或多个辊18、20处产生足以损坏一个或多个辊18、20的力，例如通过使一个或多个辊18、20从安装座28移位或者使安装座28翻转。例如，控制器40可能维护一个数据库，其将张力最小值指定作为卷筒纸特征值的函数值，所述特征值比如材料、重量、厚度、宽度和/或弹性模量。印刷机的机械安装座的屈服极限和由基片穿过印刷机时所形成的力臂可用于计算出机械安装座可能发生失效时的值。控制器也可以直接用传感器来测量力fx1或者fx2，或者基于经验值估计这些力。
在其他实施例中，印刷机10的操作员可确定最小值；其中在所述最小值时，卷筒纸14中的张力在一个或多个辊18、20上产生足以损坏一个或多个辊18、20的力，然后将最小值输入控制器40。
在一个典型的实施例中，张力由张力换能器或传感装置进行测量以便进行自动张力控制，其中张力传感装置已被设置在印刷机中。在这方面，卷筒纸印刷机的张力控制系统包括张力换能器或传感装置，其被集成到印刷机上的运行控制器。运行控制器中的张力控制系统持续地监控卷筒纸的张力，并且控制印刷机的各个元件如滚筒和辊的速度以确保卷筒纸张力位于期望的设定值之内。按照本发明的一个实施例，运行控制器向系统控制器（如PLC，可编程逻辑控制器）发出信号，表示过高张力的情况发生。相应地，系统控制器通过指令卷筒纸切断器42切断卷筒纸以回应警告，从而避免印刷机设备的灾难性故障。根据本发明的其他或者进一步的实施例，除了指令切断器42切断卷筒纸之外，运行控制系统还可尝试施加最大扭矩（在设备可在反向运行而未损坏的情况时），以使印刷机10的选定马达停止运行或反向运行。
综上所述，本发明公开了一种防止印刷机发生损坏的方法，包括：确定印刷机中的卷筒纸的张力在有能力损坏印刷机的至少一个卷筒纸接触元件时的最小值；感测印刷机的卷筒纸中的张力；在感测到的张力达到所确定的张力的最小值时切断卷筒纸。
优选的，卷筒纸中的张力被至少一个换能器所感测。至少一个卷筒纸接触元件位于用于在卷筒纸上进行印刷的或对其进行处理的至少一个单元的上游。至少一个卷筒纸接触元件包括至少一个辊，其中卷筒纸缠绕在至少一个辊的外周边的一部分周围。印刷机控制器确定卷筒纸的张力在有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值，接收表示所感测到的张力的信号，并且指示卷筒纸切断器切断卷筒纸。卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值是这样的一个值，其中在所述一个值时，卷筒纸中的张力使支撑着至少一个卷筒纸接触元件的安装座发生翻转、或者使至少一个卷筒纸接触元件从支撑着所述至少一个卷筒纸接触元件的安装座处移位。印刷机控制器向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其停止。印刷机控制器向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其进行反向。
本发明还公开了一种印刷机，包括：在卷筒纸上进行印刷或对其进行处理的至少一个单元；与卷筒纸相接触的至少一个卷筒纸接触元件；用于感测卷筒纸中的张力的至少一个传感器；用于切断卷筒纸的卷筒纸切断器；控制器，其连接到所述至少一个传感器与卷筒纸切断器，所述控制器被配置与布置成可从至少一个传感器接收所感测到的张力，并且在被感测到的张力达到当卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值时指示卷筒纸切断器切断卷筒纸。
优选的，至少一个传感器是一种换能器。至少一个卷筒纸接触元件位于用于在卷筒纸上进行印刷的或对其进行处理的所述至少一个单元的上游。至少一个卷筒纸接触元件包括至少一个辊，其中卷筒纸缠绕在至少一个辊的外周边的一部分周围。印刷机控制器确定卷筒纸中的张力的一最小值，其中卷筒纸的张力在所述最小值时有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件。卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值是这样的一个值，其中在所述一个值时，卷筒纸中的张力使支撑着至少一个卷筒纸接触元件的安装座发生翻转、或者使至少一个卷筒纸接触元件从支撑着所述至少一个卷筒纸接触元件的安装座处移位。印刷机控制器根据被感测的张力向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其停止。印刷机控制器根据被感测的张力向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其进行反向。
在上述说明书中，本发明参照特定的典型实施例和例子描述。然而，应明确的是在没有背离广泛的精神和如前所述的发明权利要求的范围的各种修改和变化是可能的。说明书和附图因此被认为是说明方式而非限制性的含义。

Claims (16)

1.一种防止印刷机发生损坏的方法，包括：
确定印刷机中的卷筒纸的张力在有能力损坏印刷机的至少一个卷筒纸接触元件时的最小值；
感测印刷机的卷筒纸中的张力；
在感测到的张力达到所确定的张力的最小值时切断卷筒纸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：卷筒纸中的张力被至少一个换能器所感测。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少一个卷筒纸接触元件位于用于在卷筒纸上进行印刷的或对其进行处理的至少一个单元的上游。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：至少一个卷筒纸接触元件包括至少一个辊，其中卷筒纸缠绕在至少一个辊的外周边的一部分周围。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：印刷机控制器确定卷筒纸的张力在有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值，接收表示所感测到的张力的信号，并且指示卷筒纸切断器切断卷筒纸。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值是这样的一个值，其中在所述一个值时，卷筒纸中的张力使支撑着至少一个卷筒纸接触元件的安装座发生翻转、或者使至少一个卷筒纸接触元件从支撑着所述至少一个卷筒纸接触元件的安装座处移位。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：印刷机控制器向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其停止。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：印刷机控制器向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其进行反向。
9.一种印刷机，包括：
在卷筒纸上进行印刷或对其进行处理的至少一个单元；
与卷筒纸相接触的至少一个卷筒纸接触元件；
用于感测卷筒纸中的张力的至少一个传感器；
用于切断卷筒纸的卷筒纸切断器；
控制器，其连接到所述至少一个传感器与卷筒纸切断器，所述控制器被配置与布置成可从至少一个传感器接收所感测到的张力，并且在被感测到的张力达到当卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值时指示卷筒纸切断器切断卷筒纸。
10.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：至少一个传感器是一种换能器。
11.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：至少一个卷筒纸接触元件位于用于在卷筒纸上进行印刷的或对其进行处理的所述至少一个单元的上游。
12.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：至少一个卷筒纸接触元件包括至少一个辊，其中卷筒纸缠绕在至少一个辊的外周边的一部分周围。
13.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：印刷机控制器确定卷筒纸中的张力的一最小值，其中卷筒纸的张力在所述最小值时有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件。
14.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：卷筒纸中的张力有能力损坏至少一个卷筒纸接触元件时的最小值是这样的一个值，其中在所述一个值时，卷筒纸中的张力使支撑着至少一个卷筒纸接触元件的安装座发生翻转、或者使至少一个卷筒纸接触元件从支撑着所述至少一个卷筒纸接触元件的安装座处移位。
15.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：印刷机控制器根据被感测的张力向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其停止。
16.根据权利要求9所述的印刷机，其特征在于：印刷机控制器根据被感测的张力向印刷机中的一个或多个马达发出指示以使其进行反向。
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PB01 Publication
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