CN105774226B - 一种印刷机数字化精确供墨系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种印刷机数字化精确供墨系统及其使用方法。本发明包括流程管理模块、通信网络和一个或多个数字墨斗；数字墨斗安装于印刷机的各个单色印刷机组中，替换印刷机传统的墨斗装置；流程管理模块设置在控制终端上，通过通信网络与数字墨斗交换数据、实施控制；流程管理模块读取图像数据并计算单个印张中每个色版的每个墨区的油墨消耗量，再将油墨消耗量通过通信网络传递给数字墨斗。数字墨斗通过信号采集器获取印刷机的运行数据；通过控制器对数字墨斗中的计量型油墨输送单元设定供墨流速并随印刷机运行速度实时调整，在实际印刷过程中定量输送油墨。本发明能实时精确调整，自动化和数字化程度高，能实现单方向的油墨传输并避免油墨回传。

Description

一种印刷机数字化精确供墨系统及其使用方法

技术领域

本发明属于印刷技术、印刷工艺、机械、电子控制、数字计算等技术领域，具体涉及一种印刷机数字化精确供墨系统、其工作原理以及其使用方法。

背景技术

目前，油墨印刷机装配有机械式墨键的墨斗，作为印刷机单一色组的供墨装置。这种墨斗对墨键的控制方式可以是电控的(用电机驱动)，也可以是手动的(用螺杆螺丝等)。通常，一个印刷图案，经过分色后，形成4色或更多颜色，分别制作色版在印刷机上叠印后还原成彩色印刷品。印刷机的每个色组完成一个单色的印刷工作。各色组的印刷幅面被一致等分成若干墨区，每个色组配备一个墨斗，每个墨键对应一个墨区。调整一个墨键的开合度就能控制和调节该墨区供墨量的大小。在实际印刷生产时，根据每个单色机组的每个墨区的网点面积，设置相应墨键的开合度来达到对印刷色彩的控制。用墨量大的墨区，其墨键需要调大开口，反之，用墨量小的墨区就需要调小开口甚至彻底关闭这个墨区的墨键。墨键的开启和闭合的临界点称为零点。墨键从零点到最大开度被标定一个开合度值，不同的印刷机厂商设定各自的开合度值范围。墨键不是计量型的控制单元，其开合度值是各印刷机系统提供的相对参考值。

由于墨键是机械产品，开口的实际调整尺寸范围很小(常用范围在0-0.2毫米)，使得零位的校准、开合度的精准控制等难度较大；同一个墨斗上的各个墨键之间的一致性较弱；绝对精确度和相对精确度都无法保证；除了墨斗和墨键之外，传统印刷机供墨方式和机构中还用到其他机械接触和机械控制方式来传递油墨，具体的，以摆动方式工作的传墨辊，墨斗辊转速、墨辊之间的接触时间和动作的控制精度，这些机构和工作原理使得实际供墨量的计算、调整和控制更加困难，无法精确量化。针对这些问题，在印刷流程中采用了多种技术，具体的，有设定各个墨斗的放墨曲线来逼近供墨量与开合度值之间的对应关系，但都不能从本质上实现油墨供应的精准量化控制。

由于这些原因，传统印刷机供墨系统是以“模拟量”和定性的方法工作的，只能通过检测印刷品判定油墨供给“多了”或者“少了”,无法知道实际供给油墨数量。

发明内容

本发明的目的是克服现有印刷机供墨机构和功能中的不足和缺陷，提供一种印刷机数字化精确供墨系统及其使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种印刷机数字化精确供墨系统，包括流程管理模块、通信网络和一个或者多个数字墨斗；数字墨斗安装于印刷机的各个单色印刷机组中，替换印刷机传统的墨斗装置；流程管理模块设置在控制终端上，具体的，PC机或者其他计算设备；流程管理模块通过通信网络与数字墨斗交换数据、实施控制。

所述的流程管理模块能够读取图像数据，并根据图像数据计算获得单个印张中每个色版的每个墨区的油墨消耗量，然后将油墨消耗量通过通信网络传递给数字墨斗。数字墨斗以定量方式对印刷机供墨。

所述的数字墨斗包括储墨罐、主墨管、输墨管、压力表、计量型油墨输送单元、控制器和信号采集器，并能以计量的方式、分墨区输送油墨。

所述的数字墨斗，其储墨罐上设置有气压阀，接入外部压力气管，其输出端与主墨管一端相连接；主墨管的另一端设置有用于监测输墨管路内部压力的压力表，并密封此侧主墨管端口；计量型油墨输送单元设置在主墨管上，且每个计量型油墨输送单元的油墨输入端与主墨管上的一个油墨输出口密封连接；每个计量型油墨输送单元的输出端与一根输墨管的一端相连接，输墨管的另一端设置在传墨辊和串墨辊之间，也可以设置在其他墨辊之间，其目的是将油墨直接输送的墨路中去；计量型油墨输送单元从主墨管吸入油墨，再通过输墨管将油墨注入相应的墨区。主墨管固定在印刷机主墙板上；主墨管和多个计量型油墨输送单元外设置有防护性罩壳；罩壳内设置有控制器和信号采集器，罩壳上开有便于输墨管贯穿的通孔。

所述的储墨罐为压力容器，用于储存油墨；其内部油墨在压力气体的助压下，经输出端流入主墨管，进而被输送到每个计量型油墨输送单元的油墨输入口。

所述的主墨管的两端下底面设置有与印刷机主墙板相连接的安装支架，主墨管通过该安装支架固定在印刷机主墙板上。主墨管为两端开放的通管，一头与储墨罐输出管密封连接，另一头通过安装压力表密封。其顶面为平面，开有多个油墨输出口；主墨管上的每个油墨输出口与一个计量型油墨输送单元的油墨输入端密封连接。

所述的数字墨斗，其计量型油墨输送单元以体积或者质量为计量依据输送油墨，受控制器指挥，以指定的方式输送或停止输送油墨；且计量型油墨输送单元沿印刷幅面排列，每一个计量型油墨输送单元对应一个墨区，其输出的油墨直接传递到相应的墨区中。

所述的计量型油墨输送单元对于介质的输出量和输出能力可以根据其结构的造型和尺寸计算出来的，或者其输出量是可以量化控制的，包括计量型的柱塞泵、注射泵、蠕动泵、齿轮泵、螺杆泵。

所述的控制器通过通信网络接受流程管理模块的设置和控制，且存储数字墨斗运行过程中的数据，同时接收来自信号采集器的数据信号，从而控制和驱动计量型油墨输送单元定量、持续输出油墨。

所述的油墨在全封闭环境中进行输送，即从储墨罐开始，经过快装球阀、主墨管、计量型油墨输送单元直到输墨管输出口的过程中，油墨与外部空气隔离，且整个输送管路内部处于正压状态。

一种印刷机数字化精确供墨系统的使用方法，具体如下：

流程管理模块能够读取图像数据，并根据图像数据计算获得单个印张中每个色版的每个墨区的油墨消耗量，然后将油墨消耗量通过通信网络传递给数字墨斗。数字墨斗则按照油墨消耗量、以计量方式准确供墨。数字墨斗通过信号采集器获取印刷机的运行数据；通过控制器对数字墨斗中的每个计量型油墨输送单元分别设定供墨流速并随印刷机运行速度实时调整；具体的：在印刷流程中经过RIP分色处理生成的各个色版的位图图像将用于制作印版，印版安装在印刷机内；同时流程管理模块读入各个色版的位图图像，计算获得每个墨区在一张印张上的油墨消耗量，并将计算得出的油墨消耗量通过通信网络传送给控制器保存；信号采集器持续侦听印刷机的现场信号和数据，并实时将信号数据通过通信网络传递给流程管理模块和控制器；当印刷机实际发生印刷操作时，控制器驱动每个计量型油墨输送单元按照各自设定的流速向对应的墨区输送油墨，并且依据印刷速度实时调整计量型油墨输送单元的流速；当印刷机停止印刷操作时，控制器停止计量型油墨输送单元的油墨输送动作。

本发明的有益效果：

本发明实现了印刷机供墨的精确量化控制，采用高性能的计量型油墨输送单元，量化分辨率可以达到0.2微升(立方毫米)。

本发明选用高精度、计量型的油墨输送单元组成队列，构成数字墨斗，替代传统的墨斗；用油墨输送单元替代传统的墨键，为各个墨区供墨，按照印刷机实际印刷的动作，每印刷一张，就输送一个印张所需的油墨，以油墨体积或者质量为计量依据。现代印刷工艺中，印前过程已经数字化，根据图文信息和实际的印刷条件(比如，承印物，油墨品种等等)，流程管理模块能够准确地计算出理论用墨量。根据印刷机现场数据(比如，当前印刷速度、实际印刷生产的启停等等)，控制器实现自动操控印刷机的每一个色组的每一个油墨输送单元，按照其各自对应墨区的实际油墨消耗量精确、实时地供给油墨。通过本发明供墨，实际发生的供给量是经过计算并准确控制的，能够实时、精确调整的，自动化和数字化程度高，可调整范围大，实现单方向的油墨传输并避免油墨回传，很好地解决了传统印刷机供墨系统中的不足和缺陷。

同时，本发明提高印刷机操作和使用的自动化、智能化水平，减弱对印刷机操作人员个人技能和经验的依赖；提高印刷机整体性能，提高印刷品质量，保持品质的稳定性，保证翻单作业的品质一致性；缩短印刷机工作前的准备时间和作业切换中的调校时间；减少因为印刷机调校而产生的纸张、油墨浪费；油墨在全封闭环境中输送，单向输出，没有循环回流，避免油墨污损和浪费；油墨封闭输送，减轻设备维护、清洗工作量。

附图说明

图1数字化精确供墨系统原理图；

图2数字墨斗整体外观/安装图；

图3数字墨斗内部结构图。

图中，流程管理模块1、通信网络2、印刷机3、数字墨斗4、储墨罐5、气压阀6、快装球阀7、主墨管8、罩壳9、输墨管10、压力表11、安装支架12、传墨辊13、串墨辊14、印刷机主墙板15、计量型油墨输送单元16、控制器17、信号采集器18。

具体工作方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说。

如图1所示，本发明包括流程管理模块1、通信网络2和多个数字墨斗4。

所述的数字墨斗4是一个执行部件，安装于印刷机3的各个单色印刷机组中，设置在印刷机主墙板之间；即安装在传统印刷机墨斗的位置，从而替换印刷机传统的墨斗装置。

所述的流程管理模块1设置在PC机上。流程管理模块1通过通信网络2与数字墨斗4交换数据、实施控制。流程管理模块1能够读取图像数据，并根据图像数据计算获得单个印张中每个色版的每个墨区的油墨消耗量。流程管理模块1能将数据通过通信网络2传递给数字墨斗4。

所述的通信网络2负责连接流程管理模块1和数字墨斗4，从而传递数据；具体的，可以是CAN总线。

所述的数字墨斗4包括储墨罐5、快装球阀7、主墨管8、罩壳9、输墨管10、压力表11、安装支架12、计量型油墨输送单元16、控制器17、信号采集器18。

所述的数字墨斗4，通过信号采集器18获取印刷机3的运行数据；通过控制器17对数字墨斗4中的每个计量型油墨输送单元16分别设定供墨流速并随印刷机运行速度实时调整；当进入实际印刷生产时，控制器17驱动每个计量型油墨输送单元16按照各自设定的流速向对应的墨区输送油墨。

所述的储墨罐5为压力容器，用于储存油墨；其上设置有气压阀6，接入外部压力气管。其输出端通过快装球阀7与主墨管8一端相连接，主墨管8的另一端设置有用于监测输墨管路内部压力的压力表11；储墨罐5内部油墨在压力气体的助压下，经输出端流入主墨管8。

计量型油墨输送单元16设置在主墨管8上，且每个计量型油墨输送单元16的油墨输入端与主墨管8上的一个油墨输出口密封连接；每个计量型油墨输送单元16的输出端与一根输墨管10的一端相连接，输墨管10的另一端设置在传墨辊13和串墨辊14之间；主墨管的两端下底面设置有与印刷机主墙板15相连接的安装支架12，主墨管通过该安装支架12固定在印刷机主墙板15上。主墨管为两端开放的通管，且其顶面为平面，开有多个油墨输出口；主墨管上的每个油墨输出口与一个计量型油墨输送单元16的油墨输入端密封连接。主墨管和多个计量型油墨输送单元16外设置有防护性罩壳9，罩壳9上开有便于输墨管贯穿的通孔；计量型油墨输送单元16从主墨管8吸入油墨，再通过输墨管10注入相应的墨区。

所述的罩壳9内设置有控制器17和信号采集器18；控制器17通过通信网络2接受流程管理模块1的设置和控制，且存储数字墨斗4运行过程中的数据，同时接收来自信号采集器18的数据信号，从而控制和驱动计量型油墨输送单元16定量、持续输出油墨。

所述的信号采集器18用以获取印刷机组的现场信息和数据，如图1、2和3所示，设置有传感器在印刷机3内，具体的：合压信号、传墨信号、压印棍转速(印刷速度)等等，并将这些信号发送给控制器17和流程管理模块1。

如图2和3所示，所述的储墨罐5存储一定数量的油墨，并通过主墨管8将油墨送达每个计量型油墨输送单元16，并与计量型油墨输送单元16的介质进口端连通。

如图2和3所示，所述的计量型油墨输送单元16包括计量型的柱塞泵、注射泵、蠕动泵、齿轮泵、螺杆泵。计量型油墨输送单元16以体积或者质量为计量依据输送油墨。计量型油墨输送单元16受控制器17指挥，以指定的方式输送或停止输送油墨；油墨输送单元16沿印刷幅面排列，每一个计量型油墨输送单元16对应一个墨区，其输出的油墨直接传递到相应的墨区中。

如图1、2和3所示，所述的数字墨斗4，其油墨输送过程中油墨是相对封闭的，即从储墨罐5开始，经过快装球阀7、主墨管8、计量型油墨输送单元16、一直到输墨管10输出口的过程中，油墨与外部空气隔离，且整个输送管路内部处于正压状态。

在印刷流程中，经过RIP分色处理生成的各个色版的位图图像将用于制作印版，印版安装在印刷机3内。同时，流程管理模块1读入这些位图图像，计算获得每个墨区在一张印张上的油墨消耗量，通过通信网络2传送给控制器17保存。信号采集器18持续侦听印刷机3的现场信号和数据，并实时将信号数据通过通信网络2传递给流程管理模块1和控制器17。当印刷机3实际发生印刷操作时，控制器17驱动计量型油墨输送单元16输送油墨并且依据印刷速度实时调整计量型油墨输送单元16的流速。当印刷机3停止印刷操作时，控制器17停止计量型油墨输送单元16的油墨输送动作。

Claims (8)

1.一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于包括流程管理模块、通信网络和一个或多个数字墨斗；数字墨斗分别安装于印刷机的各个单色印刷机组中，替换印刷机传统的墨斗装置；流程管理模块设置在控制终端上；流程管理模块通过通信网络与数字墨斗交换数据、实施控制；

所述的数字墨斗，包括储墨罐、主墨管、输墨管、压力表、一个或多个计量型油墨输送单元、控制器和信号采集器，并能以计量的方式、分墨区输送油墨；

储墨罐上设置有气压阀，接入外部压力气管，其输出端与主墨管一端密封连接；主墨管的另一端设置有用于监测输墨管路内部压力的压力表，并密封主墨管该端口；计量型油墨输送单元设置在主墨管上，且每个计量型油墨输送单元的油墨输入端与主墨管上的一个油墨输出口密封连接；每个计量型油墨输送单元的输出端与一根输墨管的一端相连接，输墨管的另一端设置在传墨辊和串墨辊之间；计量型油墨输送单元从主墨管吸入油墨，再通过输墨管将油墨注入相应的墨区；主墨管和多个计量型油墨输送单元外设置有防护性罩壳；罩壳内设置有控制器和信号采集器；数字墨斗固定在印刷机主墙板上。

2.如权利要求1所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于所述的计量型油墨输送单元以体积或者质量为计量依据输送油墨，受控制器指挥，以指定的方式输送或停止输送油墨；且计量型油墨输送单元沿印刷幅面排列，每一个计量型油墨输送单元对应一个墨区，其输出的油墨直接传递到相应的墨区中。

3.如权利要求2所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于所述的储墨罐为压力容器，用于储存油墨；其内部油墨在压力气体的助压下，经输出端流入主墨管。

4.如权利要求2所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于主墨管的两端下底面设置有与印刷机主墙板相连接的安装支架，主墨管通过该安装支架固定在印刷机主墙板上。

5.如权利要求2所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于控制器通过通信网络接受流程管理模块的设置和控制，且存储数字墨斗运行过程中的数据，同时接收来自信号采集器的数据信号，从而控制和驱动计量型油墨输送单元定量、持续输出油墨。

6.如权利要求2所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于油墨在全封闭环境中进行输送，即从储墨罐开始，经过主墨管、计量型油墨输送单元直到输墨管输出口的过程中，油墨与外部空气隔离，且整个输送管路内部处于正压状态。

7.如权利要求2所述的一种印刷机数字化精确供墨系统，其特征在于所述的计量型油墨输送单元对于介质的输出量和输出能力能够根据其结构的造型和尺寸计算出来的，或者其输出量是能够量化控制的，包括计量型的柱塞泵、注射泵、蠕动泵、齿轮泵、螺杆泵。

8.如权利要求1所述的一种印刷机数字化精确供墨系统的使用方法，其特征在于所述的流程管理模块能够读取图像数据，并根据图像数据计算获得单个印张中每个色版的每个墨区的油墨消耗量，然后将油墨消耗量通过通信网络传递给数字墨斗；数字墨斗则按照油墨消耗量、以计量方式准确供墨；数字墨斗通过信号采集器获取印刷机的运行数据；通过控制器对数字墨斗中的每个计量型油墨输送单元分别设定供墨流速并随印刷机运行速度实时调整；具体的：在印刷流程中经过RIP分色处理生成的各个色版的位图图像将用于制作印版，印版安装在印刷机内；同时流程管理模块读入各个色版的位图图像，计算获得每个墨区在一张印张上的油墨消耗量，并将计算得出的油墨消耗量通过通信网络传送给控制器保存；信号采集器持续侦听印刷机的现场信号和数据，并实时将信号数据通过通信网络传递给流程管理模块和控制器；当印刷机实际发生印刷操作时，控制器驱动每个计量型油墨输送单元按照各自设定的流速向对应的墨区输送油墨，并且依据印刷速度实时调整计量型油墨输送单元的流速；当印刷机停止印刷操作时，控制器停止计量型油墨输送单元的油墨输送动作。