CN112110256A - 一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，包括基台，基台上从右向左依次设有放卷装置、印刷装置组和收卷装置，放卷装置与印刷装置组之间、印刷装置组与收卷装置之间均设有张力检测装置。本发明实验平台，采用了电子轴传动技术，省去了结构复杂且空间要求大的自动供墨系统和烘干系统，实验装置为模块化，可对印刷装置组中的印刷装置进行增减，实现多色印刷系统的张力控制，且能满足研究多轴的同步控制和多色组的张力控制的目的，方便控制，结构稳定，拆装方便，节约研制成本。
Description
技术领域
本发明属于卷筒料印刷电子装备控制系统技术领域，具体地说，涉及一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台。
背景技术
印刷电子技术是利用传统印刷技术制造电子器件与系统的技术，是集传统印刷技术与电子技术于一体的新兴技术与产业领域。与传统电子产品制造技术相比较，印刷电子技术是一种增材制造技术，具有低能耗、低材料消耗、无腐蚀工艺、绿色环保、可大面积生产等显著特点，已在触摸屏传感器、柔性印刷线路板、智能标签、柔性显示和有机照明等领域得到了初步的应用。国际有机电子协会指出：在有机光伏、柔性显示、有机照明、电子器件与电路、集成智能系统等五大领域未来都离不开印刷电子技术的支撑。
相比于喷墨、丝网等印刷电子装备，卷筒料连续印刷方式是业内公认实现印刷电子产品高效率、低成本、大面积生产的理想途径。目前，卷筒料印刷装备主要采用电子轴传动形式，即各个机组均由伺服电机独立驱动，控制系统主要由张力控制系统和套准控制系统组成，其中张力控制是精准印刷的前提和基础，因此研究掌握卷筒料印刷电子装备的张力控制系统对印刷电子产业的发展有着重要的意义。为满足卷筒料印刷电子装备张力控制技术研究的需求，需要研制了一种结构简单、成本低廉、操作方便的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，采用电子轴传动技术，结构简单，成本低且操作方便。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，包括基台，基台上从右向左依次设有放卷装置、印刷装置组和收卷装置，放卷装置与印刷装置组之间、印刷装置组与收卷装置之间均设有张力检测装置。
进一步地，放卷装置，包括两个相对设置的放卷装置墙板，两个放卷装置墙板分别固定在基台上，两个放卷装置墙板之间沿料带运行方向依次固定有放卷机构、导向辊、摆辊机构和放卷牵引机构。
进一步地，放卷机构包括固定在两个放卷装置墙板之间的放卷芯轴，放卷芯轴的一端伸出其中一个放卷装置墙板外并通过第一联轴器与放卷伺服电机相连接，放卷芯轴上设有两个料卷固定件，料卷固定件的顶部为外斜面45°的倒角，料卷固定件上设置有锁紧螺钉。
进一步地，摆辊机构包括固定在两个放卷装置墙板之间的转轴，转轴的两端均伸出两个放卷装置墙板外，转轴的一端通过第二联轴器连接有角位移传感器，转轴的另一端通过弹簧臂连接有平衡弹簧；转轴上固定有两个摆杆，两个摆杆位于两个放卷装置墙板之间，两个摆杆之间连接有浮动辊。
进一步地，两个放卷装置墙板的内侧分别固定有限位螺钉，两个限位螺钉均位于转轴的下方，用于限制浮动辊的摆动范围，浮动辊的摆动范围为[-30°，+30°]。
进一步地，放卷牵引机构包括固定在两个放卷装置墙板之间的驱动辊和压力辊，驱动辊位于压力辊的下方，驱动辊的一端伸出其中一个放卷装置墙板外并通过第三联轴器与放卷牵引伺服电机相连接，压力辊上连接有第一压紧装置，第一压紧装置用于调节压力辊和驱动辊之间的中心距离。
进一步地，印刷装置组包括两组或两组以上结构相同的印刷装置，且两个相邻的印刷装置之间均设有张力检测装置。
进一步地，印刷装置包括两个结构相同的单色印刷装置，两个单色印刷装置之间设置有张力检测装置；
单色印刷装置包括两个相对设置的印刷装置墙板，两个印刷装置墙板之间设有印版滚筒和压印滚筒，印版滚筒位于压印滚筒的下方，印版滚筒的一端伸出其中一个印刷装置墙板外并通过第四联轴器与印刷伺服电机相连接，压印滚筒上连接有第二压紧装置，第二压紧装置用于调节压印滚筒和印版滚筒之间的中心距离。
进一步地，收卷装置与放卷装置相同且在基台上对称设置。
进一步地，张力检测装置，包括两个相对设置的传感器底座和检测辊，传感器底座固定在放卷装置墙板和/或印刷装置墙板上，每个传感器底座上设置有张力传感器，检测辊的两端分别设置有带立式座外球面球轴承，两个带立式座外球面球轴承分别固定在轴承座上，两个轴承座分别通过螺钉固定在张力传感器上。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
本发明公开的一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，采用了电子轴传动技术，省去了结构复杂且空间要求大的自动供墨系统和烘干系统，实验装置为模块化，可对印刷装置组中的印刷装置进行增减，实现多色印刷系统的张力控制，且能满足研究多轴的同步控制和多色组的张力控制的目的，方便控制，结构稳定，拆装方便，节约研制成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台的总体结构示意图；
图2是本发明卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台中放卷装置的总体结构示意图；
图3是放卷装置中放卷机构的结构剖面图；
图4是放卷装置中摆辊机构的结构剖面图；
图5是本发明卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台中印刷装置的结构示意图；
图6是本发明卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台中收卷装置的总体结构示意图；
图7是本发明卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台中张力检测装置的结构示意图；
图8是张力检测装置的检测辊与料带形成的夹角示意图。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，如图1所示，包括基台001，基台001上从右向左依次设有放卷装置100、印刷装置组200和收卷装置300，放卷装置100与印刷装置组200之间、印刷装置组200与收卷装置300之间均设有张力检测装置400，用于检测各装置上料带002的张力。
如图2所示，放卷装置100，包括两个相对设置的放卷装置墙板101，两个放卷装置墙板101分别通过螺钉固定在基台001上，两个放卷装置墙板101之间沿料带002运行方向依次固定有放卷机构110、导向辊120、摆辊机构130和放卷牵引机构140。
如图2和3所示，放卷机构110包括固定在两个放卷装置墙板101之间的放卷芯轴111，在放卷芯轴111的两个端部分别装有角接触球轴承，两个角接触球轴承分别安装在两个放卷装置墙板101上，两个放卷装置墙板101面上设置有轴承端盖，轴承端盖用于限制角接触球轴承窜动；放卷芯轴111的一端伸出其中一个放卷装置墙板101外并通过第一联轴器113与放卷伺服电机112相连接，放卷伺服电机112通过第一电机架116固定在其中一个放卷装置墙板101上，放卷芯轴111上设有两个料卷固定件114用于将空心料卷003夹紧。
料卷固定件114的顶部为外斜面45°的倒角，其与空心料卷003端部的内斜面45°倒角相互吻合，料卷固定件114上设置有锁紧螺钉115，锁紧螺钉115用于调节料卷固定件114在放卷芯轴111上的位置，以便于夹紧不同宽度的空心料卷003。
导向辊120的两端分别装有滚珠轴承，两个滚珠轴承分别安装在两个放卷装置墙板101上，两个放卷装置墙板101面上设置有轴承端盖，用于限制滚珠轴承窜动，空心料卷003放出的料带002经过导向辊120，改变料带002的输送方向。
如图4所示，摆辊机构130包括固定在两个放卷装置墙板101之间的转轴131，转轴131的两端均装有滚珠轴承并分别安装在两个放卷装置墙板101上，两个放卷装置墙板101面上设置有轴承端盖，用于限制滚珠轴承窜动；转轴131的两端均伸出两个放卷装置墙板101外，转轴131的一端通过第二联轴器133连接有角位移传感器132，角位移传感器132固定在其中一个放卷装置墙板101上，转轴131的另一端固定有弹簧臂134，弹簧臂134上挂有平衡弹簧135，平衡弹簧135的一端固定在另一个放卷装置墙板101上；
转轴131上固定有两个摆杆136，两个摆杆136位于两个放卷装置墙板101之间，两个摆杆136之间连接有浮动辊137，具体的是，浮动辊137两端装有滚珠轴承，两个滚珠轴承分别安装在两个转轴131下部，两个转轴131上装有轴承端盖，用于限制滚珠轴承窜动；两个放卷装置墙板101的内侧分别固定有限位螺钉138，两个限位螺钉138均位于转轴的下方，用于限制浮动辊137的摆动范围，浮动辊137的摆动范围为[-30°，+30°]。
如图2所示，放卷牵引机构140包括固定在两个放卷装置墙板101之间的驱动辊141和压力辊142，驱动辊141位于压力辊142的下方，驱动辊141的两个端部分别装有角接触球轴承，两个角接触球轴承分别安装在两个放卷装置墙板101上，两个放卷装置墙板101面上设置有轴承端盖，轴承端盖用于限制角接触球轴承窜动；驱动辊141的一端伸出其中一个放卷装置墙板101外并通过第三联轴器144与放卷牵引伺服电机143相连接，放卷牵引伺服电机143通过第二电机架145固定在放卷装置墙板101上，压力辊142上连接有第一压紧装置146，第一压紧装置146中的双头螺柱一端固定在放卷装置墙板101上，另一端设有锁紧螺母，在放卷装置墙板101和锁紧螺母之间有压紧块和弹簧，通过调节锁紧螺母来挤压弹簧，压紧块压紧压力辊142端部的轴承，进一步调节压力辊142和驱动辊141之间的中心距离，从浮动辊137出来的料带002从驱动辊141和压力辊142之间穿过。
如图1所示，印刷装置组200包括两组或两组以上结构相同的印刷装置210，且两个相邻的印刷装置210之间均设有张力检测装置400。根据实验要求可以扩展相同结构的印刷装置210，得到更多色的张力系统实验平台。
如图5所示，印刷装置210包括两个结构相同的单色印刷装置211，两个单色印刷装置211之间设置有张力检测装置400；
单色印刷装置211包括两个相对设置的印刷装置墙板211-1，两个印刷装置墙板211-1固定在基台001上，两个印刷装置墙板211-1之间设有印版滚筒211-2和压印滚筒211-3，印版滚筒211-2位于压印滚筒211-3的下方，印版滚筒211-2的两端安装有滚珠轴承，两个滚珠轴承分别安装在两个印刷装置墙板211-1上，两个印刷装置墙板211-1面上分别装有轴承端盖，用于放置滚珠轴承窜动；
印版滚筒211-2的一端伸出其中一个印刷装置墙板211-1外并通过第四联轴器211-5与印刷伺服电机211-4相连接，印刷伺服电机211-4通过第三电机架211-6固定在其中一个印刷装置墙板211-1上；压印滚筒211-3上连接有第二压紧装置211-7，第二压紧装置211-7与第一压紧装置146结构相同，通过调节锁紧螺母来挤压弹簧，压紧块压紧压印滚筒211-3端部的轴承，进一步调节压印滚筒211-3和印版滚筒211-2之间的中心距离，从张力检测装置400出来的料带002，从印版滚筒211-2和压印滚筒211-3之间穿过。
如图6所示，收卷装置300与放卷装置100相同且在基台001上对称设置。
如图7所示，张力检测装置400，包括两个相对设置的传感器底座401和检测辊403，传感器底座401固定在放卷装置墙板101和/或印刷装置墙板211-1上，每个传感器底座401上设置有张力传感器402，检测辊403的两端分别设置有带立式座外球面球轴承404，两个带立式座外球面球轴承404分别固定在轴承座405上，两个轴承座405分别通过螺钉固定在张力传感器402上。
如图8所示，检测辊403安装的位置高于两边的驱动辊141和/或印版滚筒211-2，料带002从检测辊403上面经过，料带002两边形成的夹角为120°，在实验时张力传感器402检测的力大小不需要换算，即为料带所受的力。
本发明实验平台使用时，首先松动锁紧螺钉115，将料卷固定件114移到放卷芯轴111的两端至靠近两个放卷装置墙板101，取空芯料卷003，根据空芯料卷003宽度，拧紧锁紧螺钉115分别固定放卷芯轴111上的料卷固定件114，使空芯料卷003夹紧在实验装置的中间；
然后从空芯料卷003上扯出料带002，分别经过导向辊120、浮动辊137，再从驱动辊141和压力辊142之间穿过，再从检测辊403的上表面经过用于检测料带002的张力，进入印刷装置组200进行印刷，依次类推，最终固定到收卷装置300的收卷芯轴上，完成一次实验。
本发明公开的一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，采用了电子轴传动技术，省去了结构复杂且空间要求大的自动供墨系统和烘干系统，实验装置为模块化，可对印刷装置组中的印刷装置进行增减，实现多色印刷系统的张力控制，且能满足研究多轴的同步控制和多色组的张力控制的目的，方便控制，结构稳定，拆装方便，节约研制成本。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，包括基台，所述基台上从右向左依次设有放卷装置、印刷装置组和收卷装置，所述放卷装置与所述印刷装置组之间、所述印刷装置组与所述收卷装置之间均设有张力检测装置。
2.根据权利要求1所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述放卷装置，包括两个相对设置的放卷装置墙板，两个所述放卷装置墙板分别固定在所述基台上，两个所述放卷装置墙板之间沿料带运行方向依次固定有放卷机构、导向辊、摆辊机构和放卷牵引机构。
3.根据权利要求2所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述放卷机构包括固定在两个所述放卷装置墙板之间的放卷芯轴，所述放卷芯轴的一端伸出其中一个所述放卷装置墙板外并通过第一联轴器与放卷伺服电机相连接，所述放卷芯轴上设有两个料卷固定件，所述料卷固定件的顶部为外斜面45°的倒角，所述料卷固定件上设置有锁紧螺钉。
4.根据权利要求2或3所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述摆辊机构包括固定在两个所述放卷装置墙板之间的转轴，所述转轴的两端均伸出两个所述放卷装置墙板外，所述转轴的一端通过第二联轴器连接有角位移传感器，所述转轴的另一端通过弹簧臂连接有平衡弹簧；所述转轴上固定有两个摆杆，两个所述摆杆位于两个所述放卷装置墙板之间，两个所述摆杆之间连接有浮动辊。
5.根据权利要求4所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，两个所述放卷装置墙板的内侧分别固定有限位螺钉，两个所述限位螺钉均位于所述转轴的下方，用于限制所述浮动辊的摆动范围，所述浮动辊的摆动范围为[-30°，+30°]。
6.根据权利要求2、3或5所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述放卷牵引机构包括固定在两个所述放卷装置墙板之间的驱动辊和压力辊，所述驱动辊位于所述压力辊的下方，所述驱动辊的一端伸出其中一个所述放卷装置墙板外并通过第三联轴器与放卷牵引伺服电机相连接，所述压力辊上连接有第一压紧装置，所述第一压紧装置用于调节所述压力辊和所述驱动辊之间的中心距离。
7.根据权利要求1所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述印刷装置组包括两组或两组以上结构相同的印刷装置，且两个相邻的所述印刷装置之间均设有所述张力检测装置。
8.根据权利要求7所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述印刷装置包括两个结构相同的单色印刷装置，两个所述单色印刷装置之间设置有所述张力检测装置；
所述单色印刷装置包括两个相对设置的印刷装置墙板，两个所述印刷装置墙板之间设有印版滚筒和压印滚筒，所述印版滚筒位于所述压印滚筒的下方，所述印版滚筒的一端伸出其中一个所述印刷装置墙板外并通过第四联轴器与印刷伺服电机相连接，所述压印滚筒上连接有第二压紧装置，所述第二压紧装置用于调节所述压印滚筒和所述印版滚筒之间的中心距离。
9.根据权利要求6所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述收卷装置与所述放卷装置相同且在所述基台上对称设置。
10.根据权利要求1、7或8所述的卷筒料印刷电子装备张力系统实验平台，其特征在于，所述张力检测装置，包括两个相对设置的传感器底座和检测辊，所述传感器底座固定在所述放卷装置墙板和/或所述印刷装置墙板上，每个所述传感器底座上设置有张力传感器，所述检测辊的两端分别设置有带立式座外球面球轴承，两个所述带立式座外球面球轴承分别固定在轴承座上，两个所述轴承座分别固定在所述张力传感器上。
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