CN110370787A - 防偏辊及其构成的防偏系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防偏辊，防偏辊表面包覆弹性表层，防偏辊以中线为界形成左右对称的结构，每一侧自防偏辊中线开始每隔预设距离在防偏辊弹性表层中设置一个环形防偏移结构，所述环形防偏移结构是形成在弹性表层中的环形割痕，所述弹性表层上仅形成有割痕线，所述弹性表层保持平坦无凹陷。本发明还公开了一种具有所述防偏辊的防偏系统。本发明防偏辊适用于各种印刷设备，结构简单，制造工艺简单，制造成本低便于推广。本发明防偏辊/防偏系统尤其是在冷烫印刷中用于电化铝箔上效果最优，能有效防止电化铝箔侧向偏移，进而提高印品印刷质量防止生产瑕疵印品。

Description

防偏辊及其构成的防偏系统

技术领域

本发明涉及印刷领域，特别是涉及一种具有防止电化铝箔等印品材料偏移功能的防偏辊。本发明还涉及一种具有防止电化铝箔等印品材料偏移功能的防偏系统。

背景技术

辊，圆柱形能旋转的结构。辊在印刷领域是比较常见的结构多用于印品传递。印品传递过程中由于各种原因造成印品在传递过程中发生左右偏移的情况，印品位置不准往往会造成印刷瑕疵。

以冷烫工艺中的过箔辊为例，目前使用的过箔辊，一般采用铝合金辊(图1所示)或橡胶辊(图2所示)，在铝合金辊的表面沿中线对称排布八字形螺旋痕线或往复八字形螺旋痕线。其目的就是为了防止电化铝箔在展开输送过程中向某一个方向偏移，也就是侧偏。而橡胶辊表面则是平整的其是利用橡胶材质的阻尼力进行防侧偏。

现有技术中具有防偏移功能的辊多采用上述两种方案(仅采用痕线或橡胶材质)，但防偏移效果并不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单具有防止电化铝箔等印品材料偏移功能的防偏辊。

本发明还提供了一种具有防止电化铝箔等印品材料偏移功能的防偏系统。

为解决上述技术问题本发明提供的防偏辊，防偏辊表面包覆弹性表层，防偏辊以中线为界形成左右对称的结构，每一侧自防偏辊中线开始每隔预设距离在防偏辊弹性表层中设置一个环形防偏移结构，所述环形防偏移结构是形成在弹性表层中的环形割痕，所述弹性表层上仅形成有割痕线，所述弹性表层保持平坦无凹陷。

进一步改进所述的防偏辊，各所述环形割痕在弹性表层中的环形切割面与与防偏辊芯轴轴线夹角相同，位于防偏辊中线左侧的环形切割面向左倾斜，位于防偏辊中线右侧的环形切割面向右倾斜，各所述环形割痕在弹性表层中的深度自防偏辊中线开始每间隔X个环形割痕，环形割痕深度增加预设值，X为自然数。

进一步改进所述的防偏辊，各所述环形割痕自防偏辊中线开始每间隔Y个环形割痕预设距离缩小20％-50％，Y≥1。

进一步改进所述的防偏辊，所述弹性表层为橡胶层，橡胶层的橡胶硬度为ShoreA35-Shore A55。橡胶的硬度影响防偏移结构所产生的防偏阻尼力，过硬的橡胶影响防偏结构的制造，过软的橡胶无法产生需要的防偏阻尼力。

进一步改进所述的防偏辊，所述环形割痕中设有割痕调节件，所述割痕调节件与环形割痕贴合，所述割痕调节件上边沿、环形割痕位上边沿和防偏辊表面弹性表层位于相同平面，弹性表层保持平坦无凹陷，所述割痕调节件能对与其相邻的防偏辊表面弹性表层形成下压或上抬。

进一步改进所述的防偏辊，所述割痕调节件是设置在环形割痕中的压片或压环。

本发明提供一种用于印刷设备具有上述任意一项所述防偏辊的防偏系统，包括：

多个防偏辊，每个防偏辊上设有：

N个位置偏移检测传感器，其与环形割痕一一对应设置，每个位置偏移检测传感器设置在其对应环形割痕的正上方，检测其下方是否有印品通过；

控制器，其与所有位置偏移检测传感器连接，控制器接收各位置偏移检测传感器的信号，根据预设规则控制各割痕调节件驱动机构下压、上抬或保持位置；

N个割痕调节件驱动机构，其与割痕调节件一一对应设置，每个割痕调节件驱动机构接收控制器信号驱动割痕调节件执行下压、上抬或保持位置，N≥2。

进一步改进所述的防偏系统，所述预设规则如下：

若防偏辊一侧的第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；

则控制器启动该位置偏移检测传感器对应的第M个割痕调节件驱动机构上抬，M≤N/2。

进一步改进所述的防偏系统，所述的防偏系统:

若防偏辊一侧的第M个至第(M+P)个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；

控制器启动该侧第M个至第(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬，M+P≤N，P≥1。

进一步改进所述的防偏系统，所述的防偏系统:

第M个至(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬高度逐渐增加。

进一步改进所述的防偏系统，所述的防偏系统，所述预设规则还包括：

控制器启动防偏辊另一侧自第(M-1)个割痕调节件驱动机构下压。

进一步改进所述的防偏系统，所述的防偏系统:控制器启动防偏辊另一侧向防偏辊以中线方向，自第M个割痕调节件驱动机构起共P个割痕调节件驱动机构下压。

进一步改进所述的防偏系统，所述的防偏系统:第(M-P)个至第(M-2)个割痕调节件驱动机构下压深度逐渐减小,第(M-1)个割痕调节件驱动机构保持位置不变。。

防偏移结构的间隔距离影响防偏结构的所产生的防偏阻尼力，在单位距离内防偏结构彼此越近(设置越密集)其所能提供的防偏防偏阻尼力越大，相应的更密集的防偏结构制造难度更大，防偏结构的切割线宽度、切割线倾斜角度也相应会受到防偏移结构间隔距离的影响。

本发明的辊适用于各种印刷设备，结构简单，制造工艺简单(橡胶表面采用切割或铸造均可以制造本结构)，制造成本低便于推广，本发明尤其是在冷烫印刷中用于电化铝箔上效果最优。当电化铝箔通过本发明表面时，电化铝箔在涨紧状态下通过对称设置在橡胶表层的环形防偏移结构，环形防偏移结构产生左右方向力的平衡，能有效防止电化铝箔侧向偏移，进而提高印品印刷质量防止生产瑕疵印品。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是现有铝合金辊的示意图。

图2是现有橡胶辊的示意图。

图3本发明防偏辊第一实施例结构示意图一。

图4本发明防偏辊第一实施例结构示意图二。

图5本发明防偏辊第一实施例结构示意图三。

图6是本发明防偏辊第三实施例的局部放大图。

图7是本发明防偏系统的第一实施例的结构示意图一。

图8是本发明防偏系统割痕调节件下压示意图。

图9是割痕调节件下压形成下倾斜面示意图。

图10是割痕调节件上抬形成上升斜面示意图。

附图标记说明

Ⅰ 是现有技术的割痕

Ⅱ 是现有技术的橡胶层

A 是中线

Y 是环形割痕之间的距离

1 是防偏辊芯轴轴线，简称轴线

2 是橡胶层

3 是轴承

4 是轴承座

5 是环形割痕

6 是向左侧倾斜的环形割痕

7 是向右侧倾斜的环形割痕

8 是环形割痕痕线(环形切割面)位于弹性表层上的边

9 是割痕调节件

10 是割痕调节件驱动机构

11 是位置偏移检测传感器

12 是下降斜面

13 是上升斜面

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明防偏辊的第一实施，整体结构参考图3、图4、图5所示。防偏辊表面包覆弹性表层，该弹性表层为橡胶层，橡胶层的橡胶硬度在Shore A35-Shore A55。防偏辊以中线A为界形成左右对称的结构，每一侧自防偏辊中线开始每隔预设距离在防偏辊弹性表层中设置一个环形防偏移结构，所述环形防偏移结构是形成在弹性表层中的环形割痕，所述弹性表层上仅形成有割痕线，不去除橡胶，所述弹性表层保持平坦无凹陷。

防偏辊以中线为界形成左右对称的结构，每一侧自防偏辊中线开始每隔Qmm在橡胶层中设置一环形切割面，位于箔辊中线左侧的的环形切割面向左倾斜，位于箔辊中线右侧侧的环形切割面向右倾斜。环形切割面与防偏辊芯轴轴线呈α角，α角小于90度大于0度，本实施例α为45度。环形切割面宽度是指环形切割面位于弹性表层顶端的一边与环形切割面位于弹性表层中的另一边之间的距离。以α角作为直角三角形其中一角，并以α角为原点建立三角直角坐标系，α角的对直角边为X，α角的邻直角边为 D，α角的斜边为F。则所述环形切割面宽度为即为F。则环形切割面切割的深度为C， C＝FSina。每一侧每间隔X个环形切割面，X≥3，本实施例从X为3，环形切割面宽度增加r，即增加环形割痕深度。本实施例r为0.3mm，则第1至第3个环形切割面宽度为 Fmm,F的尺寸为大于1mm小于20mm，第4至第6个环形切割面宽度为(F+0.3)mm，第7 至第9个环形切割面宽度为(F+0.3+0.3)mm，以此类推。

本发明防偏辊的第二实施例，在上述第一实施例上进行进一步改进，不仅增加环形割痕深度，还改变两个相邻环形割痕之间的距离。越远离中心线A将相邻环形割痕之间的距离设置越小。

例如，各所述环形割痕自防偏辊中线开始每间隔Y个环形割痕预设距离缩小20％-50％，Y≥1。比如，以A4纸为例，自防偏辊中心线起1/2的A4纸宽度内的环形割痕之间宽度固定。超过1/2的A4纸宽度的环形割痕之间宽度逐渐缩小。参考图5，假设 Y＝1，自第Z个环形割痕预设距离缩小20％，第Z个环形割痕和第(Z+1)个环形割痕之间距离为5mm,则第(Z+1)个和第(Z+2)个环形割痕之间距离为4mm,则第(Z+2)个和第(Z+3)个环形割痕之间距离为3.2mm，以此类推。Z为防偏辊中心线右侧设定的一个环形割痕，Z环形割痕到防偏辊中心线的距离等于1/2的A4纸宽度。

本实施例上述第一、第二实施例原理在于，当电化铝箔或其他薄膜类材料经过防偏辊表面时，由于环形割痕的存在，使得环形割痕与辊表面形成楔角。这个楔角对电化铝箔或其他薄膜类材料在防偏辊表面的横向滑移产生一个阻尼力，从而可以防止电化铝箔或其他薄膜类材料跑偏。

改变环形割痕的深度并缩减环形割痕之间的距离，可以改变当电化铝箔或其他薄膜类材料经过防偏辊表面时水平方向滑移产生的阻尼力。越密集且越深的环形割痕水平方向滑移产生更大阻尼力。

本发明防偏辊第三实施，参考图6所示。在上述第一实施例或第二实施例的基础上进一步改进。在环形割痕中设有割痕调节件，所述割痕调节件与环形割痕贴合(环形切割面贴合)，所述割痕调节件上边沿、环形割痕位上边沿和防偏辊表面弹性表层位于相同平面，弹性表层保持平坦无凹陷，所述割痕调节件能对与其相邻的防偏辊表面弹性表层形成下压或上抬。所述割痕调节件是设置在环形割痕中的多个压片或压环。压片或压环可以采用动力源(伺服电机、步进电机等)驱动旋转下压或上抬，并且可以通过标定设置各个割痕调节件不同的下压或上抬的距离。

上述第三实施例，有以下三种情况；

第一种情况，理论上割痕调节件可以制作到无限的薄，这样其位于环形割痕中，不破坏弹性表层。

第二种情况，割痕调节件具有一定的厚度(实际工艺决定)，割痕调节件的上边沿被制作为与弹性表层位于相同平面且具有相同的水平阻尼力，其正好可以填充环形割痕造成的不平坦，使防偏辊表面完全平坦。

第三种情况，割痕调节件具有一定的厚度(实际工艺决定),该厚度为工艺所能达到的极限。割痕调节件的上边沿位于弹性表层中，略微低于弹性表层所处平面。比如与弹性表层所处平面距离小于0.01mm。由于弹性表层具有弹性，其环形割痕口处会形成收口。这样弹性表层形成近乎于平面的结构，电化铝箔通过影响可以忽略不计。

即通过割痕调节件对弹性表面的上抬或下压能调整防偏辊的水平阻尼力，实现水平变阻。

如图7所示，本发明提供一种用于印刷设备具有上述防偏辊第一～三实施例的防偏系统，为便于说明最优效果，以防偏辊第三实施例组成的防偏系统进行说明。该多个防偏辊设置在某印刷设备的传送系统中，对高速传送中的电化铝箔进行纠偏。

多个防偏辊，图中为便于显示仅绘制一个防偏辊，各防偏辊结构相同，每个防偏辊上设有：

N个位置偏移检测传感器，采用光电传感器、红外传感器或激光传感器等均可实现，其与环形割痕一一对应设置，每个位置偏移检测传感器设置在其对应环形割痕的正上方，检测其下方是否有印品通过；环形割痕的正上方即环形割痕与弹性表层相交的位置，即痕线正上方。

控制器(图中未显示)，其与所有位置偏移检测传感器连接，控制器接收各位置偏移检测传感器的信号，根据预设规则控制各割痕调节件驱动机构下压、上抬或保持位置；控制器可以安装在印刷设备的合适位置，根据实际情况选择。控制器可以是MCU、微处理器或微电脑等。

N个割痕调节件驱动机构，其与割痕调节件一一对应设置，每个割痕调节件驱动机构接收控制器信号驱动割痕调节件执行下压、上抬或保持位置，N≥2。割痕调节件驱动机构可以伺服电机驱动、步进电机等作为动力源，使压片或压环旋转进而实现下压或上抬。

如图8所示，防偏辊局部放大，割痕调节件(压片)由初始位置A旋转到位置B，对弹性表面形成下压。图8中位置A、B仅为了便于观察所进行的示意，压片实际上抬或下压所移动的距离根据标定设置。在割痕调节件(压片)下压时，其推动与其相邻的弹性表层，由于压片下压对于位于压片上方的弹性表层其下方形成空间，压片上方的弹性表层会形成微小沉降，形成一个微小的下降斜面，图9中所示是为帮助理解的示意形态，实际弹性表层发生的沉降非常微小，人眼甚至难以观察。下降斜面使印品(电化铝箔)更易于向下倾的方向移动，变相的使沉降区域的水平阻尼力会变小，实现进一步纠偏。

参考图10所示，相反在割痕调节件(压片)上抬时，推动其上方与其相邻的弹性表层，会在弹性表层表面形成一个非常微小的上升斜面(根据上抬距离决定)。图10中所示是为帮助理解的示意形态，实际弹性表层发生的上抬非常微小，人眼甚至难以观察。上升斜面使印品(电化铝箔)更难于向上升斜面方向移动，变相的使沉降区域的水平阻尼力会变大，实现进一步纠偏。

预设规则第一可行实施例：在上述防偏系统第一实施例原理的基础上，本领域技术人员可以灵活的设置所述预设规则。兹举预设规则第一可行实施例如下：

若防偏辊一侧的第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；设置某个位置偏移检测传感器进行检测，是根据印品宽度决定的。若印品位置准确，则其该位置偏移检测传感器应无法检测到印品通过。相应的第1至(M-1)个位置偏移检测传感器应检测到印品通过。

假设，是中线右侧第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过，则控制器启动右侧第M个位置偏移检测传感器对应的第M个割痕调节件驱动机构上抬，M≤N/2。增加右侧的水平阻尼力，使高速运动的印品回归准确位置。

预设规则第二可行实施例：进一步改进所述的预设规则，当发生大位置的偏移时，就可能出现更多设计下方无印品通过的传感器检测到其下方有印品通过，则预设规则可执行以下第二可行实施例：

若防偏辊右侧的第M个至第(M+P)个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；

控制器启动该侧第M个至第(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬，M+P≤N/2，P≥1。

第M个至(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬高度逐渐增加。由于偏移较大，为快速纠偏，上抬高度逐渐增加即增加右侧的水平阻尼力，实现快速纠偏。

预设规则第二可行实施例的进一步优化，为了加快纠偏的速度并且避免出现未纠偏情况，在预设规则第二可行实施例基础上进一步改进。

若防偏辊右侧的第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品某部位通过。经过预设印品运行时长后，第(M+P)个位置偏移检测传感器检测下方时也检测到该印品部位通过。控制器启动该侧第M个至第(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬，M+P≤N/2，P ≥1。第M个至(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬高度逐渐增加。上述预设规则第二可行实施例的主要目的是快速纠偏，未考虑依靠现有环形割痕无法纠偏情况，以及无法纠偏情况的确认。

增加预设印品运行时长目的是识别依靠现有环形割痕无法纠偏情况以及无法纠偏情况的确认。

当印品某部位经过第M个位置偏移检测传感器，发现位置偏移。经过预设印品行进时长(根据印品运动速度确定)，若印品该部位在运动到第(M+P)个位置偏移检测传感器检测下方时也检测到位置偏移。即表示，在第M个位置偏移检测传感器发生偏移的印品部位，在运动到第(M+P)个位置偏移检测传感器时仍处于偏移状态。说明依靠现有的环形割痕所提供的水平阻尼力无法实现纠偏，无法纠偏得到确认，需要增加水平阻尼力。控制器启动该侧第M个至第(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬，M+P≤N/2，P≥1。第M个至(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬高度逐渐增加，加大水平阻尼力。

相应的，第(M+P)个位置偏移检测传感器时不再检测到印品通过，则控制器执行上述第一实施例的预设规则。

预设规则第三可行实施例：进一步改进所述的预设规则，为了加快纠偏的速度，预设规则可执行以下第三可行实施例：

若防偏辊一侧的第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；设置某个位置偏移检测传感器进行检测，是根据印品宽度决定的。若印品位置准确，则其该位置偏移检测传感器应无法检测到印品通过。相应的第1至(M-1)个位置偏移检测传感器应检测到印品通过。

假设，是中线右侧第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过，则控制器启动右侧第M个位置偏移检测传感器对应的第M个割痕调节件驱动机构上抬，M≤N/2。增加右侧的水平阻尼力，使高速运动的印品回归准确位置。

同时，控制器启动防偏辊左侧自第(M-1)个割痕调节件驱动机构下压。该原理是，印品发生了一个传感器距离的位置偏移，则在该偏出一侧(右侧)增加水平阻尼力，在其偏入一侧(左侧)减少水平阻尼力，实现快速纠偏。

预设规则第三可行实施例进一步改进，控制器启动防偏辊左侧向防偏辊以中线方向，自第M个割痕调节件驱动机构起共P个割痕调节件驱动机构下压。

即第(M-P)个至第(M-2)个割痕调节件驱动机构下压深度逐渐减小,第(M-1)个割痕调节件驱动机构保持位置不变。，形成靠近中线的阻尼力减少最大，在该侧逐渐远离中线的方向上减少的阻尼力越来越少，第(M-1)个割痕调节件驱动机构保持位置(阻尼力恢复正常)，印品在该侧所受的水平阻尼力自偏移开始先减少直至逐渐回复正常阻尼力。

以上各预设规则的可行实施例，可以通过控制器设置形成闭环控制，实现套用。不同情况套用相应的预设规则执行最优纠偏，各预设规则的闭环控制和套用可以在上述各实施任意组合，根据实际情况设定。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种防偏辊，防偏辊表面包覆弹性表层，防偏辊以中线为界形成左右对称的结构，每一侧自防偏辊中线开始每隔预设距离在防偏辊弹性表层中设置一个环形防偏移结构，其特征在于：所述环形防偏移结构是形成在弹性表层中的环形割痕，所述弹性表层上仅形成有割痕线，所述弹性表层保持平坦无凹陷。

2.如权利要求1所述的防偏辊，其特征在于：各所述环形割痕在弹性表层中的环形切割面与与防偏辊芯轴轴线夹角相同，位于防偏辊中线左侧的环形切割面向左倾斜，位于防偏辊中线右侧的环形切割面向右倾斜，各所述环形割痕在弹性表层中的深度自防偏辊中线开始每间隔X个环形割痕，环形割痕深度增加预设值，X≥3。

3.如权利要求2所述的防偏辊，其特征在于：各所述环形割痕自防偏辊中线开始每间隔Y个环形割痕预设距离缩小20％-50％，Y≥1。

4.如权利要求1所述的防偏辊，其特征在于：所述弹性表层为橡胶层，橡胶层的橡胶硬度为Shore A35-Shore A55。

5.如权利要求4所述的防偏辊，其特征在于：所述环形割痕中设有割痕调节件，所述割痕调节件与环形割痕贴合，所述割痕调节件上边沿、环形割痕位上边沿和防偏辊表面弹性表层位于相同平面，弹性表层保持平坦无凹陷，所述割痕调节件能对与其相邻的防偏辊表面弹性表层形成下压或上抬。

6.如权利要求5所述的防偏辊，其特征在于：所述割痕调节件是设置在环形割痕中的压片或压环。

7.一种用于印刷设备具有权利要求1-6任意一项所述防偏辊的纠偏系统，其特征在于包括：

多个防偏辊，每个防偏辊上设有：

N个位置偏移检测传感器，其与环形割痕一一对应设置，每个位置偏移检测传感器设置在其对应环形割痕的正上方，检测其下方是否有印品通过；

控制器，其与所有位置偏移检测传感器连接，控制器接收各位置偏移检测传感器的信号，根据预设规则控制各割痕调节件驱动机构下压、上抬或保持位置；

N个割痕调节件驱动机构，其与割痕调节件一一对应设置，每个割痕调节件驱动机构接收控制器信号驱动割痕调节件执行下压、上抬或保持位置，N≥2。

8.如权利要求7所述的纠偏系统，其特征在于，所述预设规则如下：

若防偏辊一侧的第M个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；

则控制器启动该位置偏移检测传感器对应的第M个割痕调节件驱动机构上抬，M≤N/2。

9.如权利要求7所述的纠偏系统，其特征在于:

若防偏辊一侧的第M个至第(M+P)个位置偏移检测传感器检测到其下方有印品通过；

控制器启动该侧第M个至第(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬，M+P≤N，P≥1。

10.如权利要求9所述的纠偏系统，其特征在于:第M个至(M+P)个割痕调节件驱动机构上抬高度逐渐增加。

11.如权利要求8所述的纠偏系统，其特征在于，所述预设规则还包括：

控制器启动防偏辊另一侧自第(M-1)个割痕调节件驱动机构下压。

12.如权利要求9所述的纠偏系统，其特征在于：

控制器启动防偏辊另一侧向防偏辊以中线方向，自第M个割痕调节件驱动机构起共P个割痕调节件驱动机构下压。

13.如权利要求12所述的纠偏系统，其特征在于:第(M-P)个至第(M-2)个割痕调节件驱动机构下压深度逐渐减小,第(M-1)个割痕调节件驱动机构保持位置不变。