CN111392474B - 一种高精准度的接料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精准度的接料装置及方法。本发明中的接料装置包括新料卷、旧料卷、收料器、裁贴机构、前压辊对、后压辊对、第一光电定位传感器和第二光电定位传感器。本发明中的接料方法包括准备接料阶段、接料对准阶段、接料进行阶段和接料完成阶段，其中在接料对准阶段采用了高精度的接料算法，通过计算旧卷与新卷待拼接处的距离，可以实现印刷图案的高精度拼接。本发明采用双工位交替式运转模式，使得旧卷与新卷的换接速度加快，节省大量的人力成本，同时避免了材料的耗损，使得包装印刷工艺前端技术得到提升。

Description

一种高精准度的接料装置及方法

技术领域

本发明属于软包装机械与控制技术领域，涉及一种高精准度的接料装置及方法。

背景技术

在我国软包装行业中，被称为“都市型工业”的包装印刷业成为近年最具成长性的行业之一，并连续以10％～12％的速度增长。但大部分中小型包装印刷企业，由于资金缺乏，大多使用中低档的包装机械设备。许多包装印刷企业买的是二手的进口包装机械设备，许多小规模企业使用的是老式设备，印后工序生产设备也比较落后，有些印后设备已近老化。

一般的包装机械设备都带有放卷机构，而在放卷过程中普遍采用人工换卷的形式，即当一料卷用完后，关停机器设备，将新料卷重新放上去之后再开启机器。这对于企业来说，一是增加了人力成本，二是产能无法提升，特别是对于带周期性的节距长度的印刷图案，人工不单单是要将料卷卸载与装载，同时还面临图案拼接的问题，即如何保证旧卷的裁断部分图案能与新卷的裁断部分图案拼接上。目前对于该技术问题尚未有合适的解决方案，仍旧依靠人工拼接，这样就会导致拼接不准的问题，以及拼接效率的问题；拼接不准会造成料材的浪费，浪费的料材可达数十米甚至上百米之多；而拼接效率是由于技术人员的熟练程度所造成的，因此会造成企业人力成本上升。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种高精准度的接料装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：

本发明一方面提供了一种高精准度的接料装置，它包括新料卷、旧料卷、收料器、裁贴机构、前压辊对、后压辊对、第一光电定位传感器和第二光电定位传感器。

所述的新料卷的新料依次通过第一光电定位传感器、前压辊对、裁贴机构后收料于收料器。

所述的旧料卷的旧料依次通过前压辊对、裁贴机构、后压辊对、第二光电定位传感器后连接于后续工位。

所述的裁贴机构有两个，分别为第一裁贴机构和第二裁贴机构，分别位于新料的表面和旧料的表面，用于裁切旧料与新料、粘合旧料与新料的待接端。

所述的第一光电定位传感器和第二光电定位传感器用于定位料材上的标记位，所述的料材为周期性带有标记位的料材。

本发明另一方面提供了一种高精准度的接料方法，它采用上述的装置，分为以下四个阶段：

第一阶段：准备接料阶段，具体如下：

前压辊对和后压辊对都处于抬起状态，旧料卷按正常工作速度运行，第一光电定位传感器和第二光电定位传感器处于就绪状态，裁贴机构处于就绪状态。

第二阶段：接料对准阶段，具体如下：

新料卷按材料行进方向启动低速运行，第一光电定位传感器启动搜索，当第一光电定位传感器接收到材料上的标记位信号时，新料卷停止运行。

第二光电定位传感器启动搜索，当第二光电定位传感器第一次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷减速到低速继续运行，当第二光电定位传感器第二次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷继续运行指定修正距离后停止运行。

前压辊对、后压辊对下压，同时压住新料和旧料，使得位于前压辊对、后压辊对之间的新料和旧料紧贴。

第三阶段：接料进行阶段，具体如下：

第一裁贴机构启动，裁刀运行，切断新料和旧料。

裁刀运行完毕后新料卷收料器启动，低速牵引新料；牵引的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的旧料部分。

新料卷收料器低速牵引完毕后，第一裁贴机构在新料表面和旧料表面贴上胶带。

贴完胶带后前压辊对抬起，旧料卷按材料行进的反方向低速运行，旧料卷运行的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的新料部分。

第二裁贴机构启动，第二裁贴机构在旧料表面和新料表面贴上胶带；从而完成裁断部分旧料与新料的连接。

第四阶段：接料完成阶段，具体如下：

后压辊对抬起，第一裁贴机构和第一裁贴机构停止运行，新料卷按正常工作速度运行。

进一步说，所述的指定修正距离按如下方式确定：

设两个标记位之间的距离为L。

新料上的待裁切处与前一个标记位的距离为L1，与后一个标记位的距离为L2，所述的后一个标记位位于新料的待接处，L1+L2＝L。

旧料上的待裁切处与标记位距离为ΔL，其中该标记位位于旧料的待接处。

存在以下三种情况：

1)L1＝ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝0；

2)L1>ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L1-ΔL；

3)L1<ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L-(ΔL-L1)。

本发明通过计算旧卷与新卷待拼接处的距离，可以实现印刷图案的高精度拼接；同时双工位交替式运转模式，使得旧卷与新卷的换接速度加快，节省大量的人力成本，同时避免了材料的耗损，使得软包装机械设备放卷部分的换卷技术得到提升。

附图说明

图1为本发明中装置的结构关系示意图；

图2为本发明中装置的尺寸关系示意图；

图3为本发明中高精度接料方法；

图4为本发明中的裁切与粘贴过程。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，该实施例中包括了料卷5-1、5-2，三个光电定位传感器2-1、2-2、2-3，前压辊对3-1、后压辊对3-2，裁贴机构4-1、4-2，牵引伺服电机1-1、1-2、1-3，收料器6-1、6-2。

所述的新料卷的新料依次通过第一光电定位传感器2-1或2-2、前压辊对3-1、裁贴机构4-1、4-2后收料于新料卷收料器6-1或6-2。

所述的旧料卷的旧料依次通过前压辊对3-1、裁贴机构4-1、4-2、后压辊对3-2、第二光电定位传感器2-3后连接于后续工位，后续工位中留有材料冗余机构，以便牵引伺服电机1-1暂停时，后续的工位在机器不停的情况下可以正常运行。

所述的裁贴机构有两个，分别为第一裁贴机构4-1和第二裁贴机构4-2，分布位于新料的表面和旧料的表面，用于裁切旧料与新料、粘合旧料与新料的待接端；其中新料和旧料是相对的，裁贴机构未裁切时，旧料保持正常工作速度运行状态，裁切、粘贴后，位于裁贴机构左端的旧料完成与裁贴机构右端的新料拼接，其中新料来自于料卷5-1或料卷5-2，当料卷5-1为新料卷时，则料卷5-2为旧料卷，反之亦然。

所述的第一光电定位传感器和第二光电定位传感器用于定位料材上的标记位，所述的料材为周期性带有标记位的料材。

本实施例的接料方法具体是：

第一种接料情况：料卷5-2为当前工作的料卷(旧卷)，料卷5-1为待工作的料卷(新卷)。

准备接料前：

前压辊对处于抬起状态，牵引伺服电机1-2、第一光电定位传感器2-1、放新卷的伺服电机处于就绪状态。

后压辊处于抬起状态，第一光电定位传感器2-3处于就绪状态，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机处于正常工作速度运行状态。

第一裁贴机构4-1和第二裁贴机构4-2处于就绪状态。

接料按钮按下，接料进入对准阶段：

牵引伺服电机1-2、放新卷的伺服电机按材料行进方向启动低速运行，第一光电定位传感器2-1启动搜索，当第一光电定位传感器2-1接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-2、放新卷的伺服电机停止运行。

第二光电定位传感器2-3启动搜索，当第二光电定位传感器2-3第一次接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机减速到低速继续运行，当第二光电定位传感器2-3第二次接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机继续运行指定修正距离后停止运行。

前压辊对3-1、后压辊对3-2下压，同时压住新料和旧料，使得新料和旧料紧贴。

其中指定修正距离计算如下,见图2和图3：

定义：L为印刷图案的周期性的节距长度，L1为料卷行进方向前部长度，L2为料卷行进方向后部长度，L3为修正距离，L＝L1+L2；定义S1～S9为机械结构上对应到的物理尺寸，见图3；S为导辊的四分之一周长(导辊位于料材行进的转折处)，D为导辊的直径，ΔL为余数长度，M为某一整数，N为某一整数，长度的单位：毫米。

对于新卷，第一光电定位传感器2-1定位到定位标记后：

N＝[(S6+S+S5)/L]，余数为L2，其“[]”表示取整运算；

则：L1＝L-L2；

对于旧卷，第二光电定位传感器2-3定位到定位标记后：

M＝[(S2+S+S3)/L],余数长度为ΔL；

1)L1＝ΔL，则牵引伺服电机1-1低速前行的修正距离L3＝0；

2)L1>ΔL，则牵引伺服电机1-1低速前行的修正距离L3＝L1-ΔL；

3)L1<ΔL，则牵引伺服电机1-1应该向行进方向的反方向牵引ΔL-L1，相应的低速前行的修正距离为L3＝L-(ΔL-L1)。

接料进行阶段，图4中为了便于理解，新卷和旧卷分开了一定距离，实际过程中，两者由于前后压辊对的作用而紧密贴合在一起的。

第一裁贴机构4-1启动，裁刀运行，剪切处为虚线(过程①)，左向为材料行进方向，裁刀运行完毕后牵引伺服电机1-2启动低速牵引，牵引的长度为胶带宽度的一半(过程②)，牵引伺服电机1-2低速牵引完毕后，第一裁贴机构4-1开始贴胶带运行(过程③)，新卷的上层右半部分贴上了胶带，又由于新卷和旧卷上下靠的很近，所以旧卷的上层左半部分贴上了胶带(即新卷左半部分前行后露出了下部的旧卷左半部分)，贴胶带运行完毕后前压辊对3-1抬起，放旧卷的伺服电机按材料行进的反方向低速运行，放旧卷的伺服电机运行的长度为胶带宽度的一半(过程④)。

第二裁贴机构4-2启动，第二裁贴机构4-2贴胶带运行(过程⑤)，旧卷的下层左半部分贴上了胶带，又由于新卷和旧卷上下靠的很近，所以新卷的下层右半部分贴上了胶带，从而完成裁断部分旧料与新料的连接。

接料完成阶段：

后压辊对3-2抬起，第一裁贴机构4-1和第二裁贴机构4-2停止运行；牵引伺服电机1-1、放新卷的伺服电机以正常工作速度运行。

第二种接料情况：料卷5-1为当前工作的料卷(旧卷)，料卷5-2为待工作的料卷(新卷)。

准备接料前：

前压辊对处于抬起状态，牵引伺服电机1-3、第一光电定位传感器2-2、放新卷的伺服电机处于就绪状态。

后压辊处于抬起状态，第一光电定位传感器2-3处于就绪状态，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机处于正常工作速度运行状态。

第一裁贴机构4-1和第二裁贴机构4-2处于就绪状态。

接料按钮按下，接料进入对准阶段：

牵引伺服电机1-3、放新卷的伺服电机按材料行进方向启动低速运行，第一光电定位传感器2-2启动搜索，当第一光电定位传感器2-2接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-3、放新卷的伺服电机停止运行。

第二光电定位传感器2-3启动搜索，当第二光电定位传感器2-3第一次接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机减速到低速继续运行，当第二光电定位传感器2-3第二次接收到材料上的定位标记信号时，牵引伺服电机1-1、放旧卷的伺服电机减速到低速，继续运行指定修正距离后停止运行，其中修正距离可参考第一种接料情况：

对于新卷，第一光电定位传感器2-2定位到定位标记后：

此时，N＝[(S9+S+S8+S+S4)/L],余数为L2；

对于旧卷，第二光电定位传感器2-3定位到定位标记后：

M＝[(S2+S+S3)/L],余数长度为ΔL；

1)L1＝ΔL，则牵引伺服电机1-1低速前行的修正距离L3＝0；

2)L1>ΔL，则牵引伺服电机1-1低速前行的修正距离L3＝L1-ΔL；

3)L1<ΔL，则牵引伺服电机1-1应该向行进方向的反方向牵引ΔL-L1，相应的低速前行的修正距离为L3＝L-(ΔL-L1)。

前压辊对3-1、后压辊对3-2下压，同时压住新料和旧料，使得新料和旧料紧贴。

接料进行阶段：

同第一种情况，此时新卷在下层，旧卷在上层。

接料完成阶段：

后压辊对3-2抬起，第一裁贴机构4-1和第二裁贴机构4-2停止运行；牵引伺服电机1-1、放新卷的伺服电机以正常工作速度运行。

以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种高精准度的接料装置，其特征在于：包括新料卷、旧料卷、收料器、裁贴机构、前压辊对、后压辊对、第一光电定位传感器和第二光电定位传感器；

所述的新料卷的新料依次通过第一光电定位传感器、前压辊对、裁贴机构后收料于收料器；

所述的旧料卷的旧料依次通过前压辊对、裁贴机构、后压辊对、第二光电定位传感器后连接于后续工位；

所述的裁贴机构有两个，分别为第一裁贴机构和第二裁贴机构，分别位于新料的表面和旧料的表面，用于裁切旧料与新料、粘合旧料与新料的待接端；

所述的第一光电定位传感器和第二光电定位传感器用于定位料材上的标记位，所述的料材为周期性带有标记位的料材；

该装置的拼接过程为：

第一阶段：准备接料阶段，具体如下：

前压辊对和后压辊对都处于抬起状态，旧料卷按正常工作速度运行，第一光电定位传感器和第二光电定位传感器处于就绪状态，裁贴机构处于就绪状态；

第二阶段：接料对准阶段，具体如下：

新料卷按材料行进方向启动低速运行，第一光电定位传感器启动搜索，当第一光电定位传感器接收到材料上的标记位信号时，新料卷停止运行；

第二光电定位传感器启动搜索，当第二光电定位传感器第一次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷减速到低速继续运行，当第二光电定位传感器第二次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷继续运行指定修正距离后停止运行；

前压辊对、后压辊对下压，同时压住新料和旧料，使得位于前压辊对、后压辊对之间的新料和旧料紧贴；

第三阶段：接料进行阶段，具体如下：

第一裁贴机构启动，裁刀运行，切断新料和旧料；

裁刀运行完毕后新料卷收料器启动，低速牵引新料；牵引的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的旧料部分；

新料卷收料器低速牵引完毕后，第一裁贴机构在新料表面和旧料表面贴上胶带；

贴完胶带后前压辊对抬起，旧料卷按材料行进的反方向低速运行，旧料卷运行的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的新料部分；

第二裁贴机构启动，第二裁贴机构在旧料表面和新料表面贴上胶带；从而完成裁断部分旧料与新料的连接；

第四阶段：接料完成阶段，具体如下：

后压辊对抬起，第一裁贴机构和第一裁贴机构停止运行，新料卷按正常工作速度运行；

所述的指定修正距离按如下方式确定：

设两个标记位之间的距离为L；

新料上的待裁切处与前一个标记位的距离为L1，与后一个标记位的距离为L2，所述的后一个标记位位于新料的待接处，L1+L2＝L；

旧料上的待裁切处与标记位的距离为ΔL，其中该标记位位于旧料的待接处；

存在以下三种情况：

1)L1＝ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝0；

2)L1>ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L1-ΔL；

3)L1<ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L-(ΔL-L1)。

2.一种高精准度的接料方法，采用权利要求1所述的装置，其特征在于：分为以下四个阶段：

第一阶段：准备接料阶段，具体如下：

前压辊对和后压辊对都处于抬起状态，旧料卷按正常工作速度运行，

第一光电定位传感器和第二光电定位传感器处于就绪状态，裁贴机构处于就绪状态；

第二阶段：接料对准阶段，具体如下：

新料卷按材料行进方向启动低速运行，第一光电定位传感器启动搜索，当第一光电定位传感器接收到材料上的标记位信号时，新料卷停止运行；

第二光电定位传感器启动搜索，当第二光电定位传感器第一次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷减速到低速继续运行，当第二光电定位传感器第二次接收到材料上的标记位信号时，旧料卷继续运行指定修正距离后停止运行；

前压辊对、后压辊对下压，同时压住新料和旧料，使得位于前压辊对、后压辊对之间的新料和旧料紧贴；

第三阶段：接料进行阶段，具体如下：

第一裁贴机构启动，裁刀运行，切断新料和旧料；

裁刀运行完毕后新料卷收料器启动，低速牵引新料；牵引的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的旧料部分；

新料卷收料器低速牵引完毕后，第一裁贴机构在新料表面和旧料表面贴上胶带；

贴完胶带后前压辊对抬起，旧料卷按材料行进的反方向低速运行，旧料卷运行的长度为胶带宽度的一半，露出另一面的新料部分；

第二裁贴机构启动，第二裁贴机构在旧料表面和新料表面贴上胶带；从而完成裁断部分旧料与新料的连接；

第四阶段：接料完成阶段，具体如下：

后压辊对抬起，第一裁贴机构和第一裁贴机构停止运行，新料卷按正常工作速度运行；

所述的指定修正距离按如下方式确定：

设两个标记位之间的距离为L；

新料上的待裁切处与前一个标记位的距离为L1，与后一个标记位的距离为L2，所述的后一个标记位位于新料的待接处，L1+L2＝L；

旧料上的待裁切处与标记位的距离为ΔL，其中该标记位位于旧料的待接处；

存在以下三种情况：

1)L1＝ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝0；

2)L1>ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L1-ΔL；

3)L1<ΔL，则旧料卷的修正距离L3＝L-(ΔL-L1)。

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