CN115052751A

CN115052751A - 印刷机及操作印刷机的方法

Info

Publication number: CN115052751A
Application number: CN202180012221.9A
Authority: CN
Inventors: M·卡拉卡特萨尼斯; A·加布施; V·希尔德布兰德
Original assignee: Boster Bilefeld Ltd
Current assignee: Boster Bilefeld Ltd
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2041-01-20
Also published as: TW202132121A; WO2021151751A1; US20230066701A1; US11969989B2; EP4096929A1; EP4096929B1; BR112022013240A2; TWI821634B

Abstract

一种印刷机（10），包括刮墨刀（14）、用于将刮墨刀（14）推靠在印刷机（10）的印刷滚筒（16）上的驱动系统（20）、适用于感测将刮墨刀（14）推靠在印刷滚筒（16）上所用的力的传感器（32）和适用于将驱动系统（20）锁定在其运行位置的机械锁定元件（34）。此外，提出了一种操作印刷机（10）的方法。

Description

印刷机及操作印刷机的方法

技术领域

本发明涉及一种印刷机，特别是一种柔性版印刷机，以及一种操作这种印刷机的方法。

背景技术

在印刷机中，油墨被施加在印刷滚筒上，在随后的步骤中，油墨从该印刷滚筒被施加到基材上。典型地，使用多个印刷滚筒，其中油墨首先从贮墨器转移到第一印刷滚筒/网纹辊，油墨从第一印刷滚筒/网纹辊进一步转移到与基材接触的实际印刷滚筒。

柔性版印刷单元使用所谓的网纹辊作为印刷滚筒来吸收油墨。网纹辊在其收集油墨的表面上有雕刻。刮墨刀用于从网纹辊表面刮掉多余的油墨。

贮墨器也可以由所谓的腔式刮墨刀系统形成，该腔室刮墨刀系统在腔式刮墨刀的后侧和网纹辊之间形成的空腔内形成贮墨器。贮墨器在网纹辊的旋转方向上受到与网纹辊接触的两个刀片的限制。

为防止油墨从贮墨器中泄漏，必须用足够的力将腔式刮墨刀、特别是腔式刮墨刀的刀片压在网纹辊上。然而，由于网纹辊不断地转动，由于刀片和旋转的网纹辊之间的摩擦，腔式刮墨刀的刀片在印刷机运行期间随着时间而磨损。因此，可能会发生油墨泄漏和/或油墨飞溅，因为腔式刮墨刀可能不再充分压靠在网纹辊上，并且必须经常更换刀片。

在印刷机运行期间，供应到贮墨器中的油墨的粘度会发生变化。这种粘度变化会导致贮墨器内的压力变化，并可能导致腔式刮墨刀被推离网纹辊，从而导致油墨泄漏。

本发明的目的是提供一种允许防止油墨从腔式刮墨刀系统泄漏的印刷机，并提供一种用于操作这种印刷机的方法。

发明内容

本发明的目的通过一种印刷机来解决，该印刷机包括刮墨刀、用于将刮墨刀推靠在印刷机的基本上静止的印刷滚筒/网纹辊上的驱动系统、适于感测将刮墨刀推靠印刷滚筒/网纹辊所用的力的传感器和适于将驱动系统锁定在其运行位置的机械锁定元件。

当提及印刷机的印版滚筒是基本上静止时，是指印版滚筒肯定是在径向方向上运动，而不是基本上在径向方向上。

刮墨刀特别是腔式刮墨刀，印刷机特别是柔性版印刷机。印刷滚筒可以是网纹辊。

该驱动系统允许在刮墨刀上施加足够的力，以确保刮墨刀与印刷滚筒之间紧密且恒定的接触，从而可以防止油墨泄漏。

传感器测得的力可以分别根据驱动系统与刮墨刀之间以及刮墨刀与网纹辊之间的接触面转化为压力值。

此外，可以根据传感器获得的值调整印刷机的运行。

机械锁定元件确保了在印刷机运行期间驱动系统的安全位置，因此也确保了刮墨刀的位置。因此，防止了由于例如油墨粘度变化而导致刮墨刀远离印刷滚筒/网纹辊的运动，因为将刮墨刀保持在适当位置的驱动系统仍然被锁定机构锁定。

在一个实施方式中，驱动系统包括用于在刮墨刀上施加力的活塞。

活塞可以是电力驱动、气动驱动和/或液压驱动的。驱动系统特别可以是双作用气动气缸。

这种驱动系统允许对驱动系统的运动进行精确控制，并因此对施加在刮墨刀上的力进行精确控制。此外，驱动系统的活塞可以很容易地通过锁定元件锁定在它们的位置上，从而确保很好地控制将刮墨刀推靠在印刷滚筒/网纹辊上所用的力。

传感器可以布置在锁定元件和刮墨刀之间。然而，传感器也可以布置在印刷机内的任何位置，该位置确保可靠地测量将刮墨刀推靠在网纹辊上所用的力，并且将取决于腔式刮墨刀相对于驱动系统的具体布置。

即使驱动系统被机械锁定元件锁定，传感器也可以测量力，确保在印刷机的每个运行状态下，传感器都可以获得力值。

可以由传感器测量的以牛顿为单位的力具有在10到20N范围内、优选为10N的分辨率。这种力传感器价格便宜，并且可以在市场上买到。

印刷机可以包括控制单元，该控制单元优选地通过可编程逻辑控制器(PLC)连接到驱动系统、锁定元件和/或传感器。

控制单元可以适于操作驱动系统并且用于限定目标力，利用该目标力将刮墨刀推靠在基本上横向的静态印刷滚筒上。

此外，控制单元可以用作人机界面(HMI)，并且可以用于向印刷机的操作者显示警告和有关印刷机当前状态的信息。借助于此，例如操作者可以被警告发生了变化(例如油墨的错误粘度)。

控制单元还可以具有用于存储从传感器接收的传感器值的存储模块。这允许在较长时期内评估印刷机的运行。

这允许气缸在大多数时间被机械地锁定。因此，如果突然发生变化，可以保持对网纹辊的恒定接触力。尽管如此，该系统能够对如油墨粘度或油墨流量的任何永久性变化做出反应。

为了防止在上墨启动过程中不受控制的油墨泄漏，该系统还能够自动地检测错误的腔式刮墨刀设置。

在一个实施方式中，控制单元还包括分析模块，该分析模块被配置为分析传感器值随时间和/或频率的变化。在这种情况下，优选地，较长时期的传感器值可从存储模块获得。

分析模块允许确定导致传感器测量的变化的力的各种过程变化(例如油墨粘度或油墨流量)。

分析模块获得的数据可以显示在人机界面上，以便操作者可以轻松查看是否需要采取任何行动来正确操作印刷机，特别是防止油墨泄漏和用于最大的刮墨刀寿命周期。

本发明的目的进一步通过一种操作印刷机的方法来解决，其中印刷机包括刮墨刀、用于将刮墨刀推靠在印刷机的印刷滚筒/网纹辊上的驱动系统、适用于感测将刮墨刀推靠在印刷滚筒/网纹辊上所用的力的传感器、适用于将驱动系统锁定在其运行位置的机械锁定元件和控制单元，其中该方法包括以下步骤：

a)设定用于将刮墨刀推靠在印刷滚筒/网纹辊上的目标力，

b)移动在运行位置的驱动系统，其中在运行位置，由传感器测量的力是目标力，

c)通过机械锁定元件锁定驱动系统的位置，

d)通过传感器测量实际力，并将实际力与目标力进行比较，和

e)如果实际力不等于目标力，则解锁驱动系统的位置并重复步骤b)和c)，

其中步骤d)在设定的时间间隔后至少重复一次。

印刷机可以是如前所述的印刷机。

根据本发明的方法允许自动调节驱动系统的位置，即，该方法允许印刷机以这样的方式运行，使得将刮墨刀推靠在印刷滚筒/网纹辊上所用的压力可以在必要时被再次调整。同时，驱动系统可以被机械地锁定，以确保可靠地将力施加在刮墨刀上，并防止刮墨刀被推离印刷滚筒/网纹辊。

传感器一直监控朝向网纹辊的力/压力，一旦传感器自动检测到任何永久性变化，自动考虑变化的时间和频率以及排斥力(它是粘度或油墨流量的指标)，它会解锁锁定元件(例如，包括气动气缸)并通过例如电动/气动变换器改变例如在气缸上的压力，直到传感器回到新的设定点，然后气缸将再次被锁定。

目标力也可以是能够保证印刷机安全运行的目标力范围。这允许印刷机的运行具有一定的灵活性，防止在仅发生较小的力变化时不必要地重复解锁和再次锁定驱动系统。

设定时间间隔(之后，重复步骤d))也可以很短，从而可以完成对力的基本实时测量。这允许对印刷机进行特别精确的控制，并进一步降低油墨泄漏的风险。

控制单元可以是用于操作者与印刷机交互的人机界面(HMI)。

可以通过控制单元设置目标力，特别是当控制单元是HMI时。目标力可以从控制单元的存储器中读取，或者可以由印刷机的操作者设置。

当步骤d)中测得的实际力不等于目标力时，印刷机的控制单元会发出警告。

如果在驱动系统被锁定元件锁定后无法达到目标力，则很可能是印刷机的设置存在问题。例如，可能没有安装或安装了错误的刮墨刀，和/或刮墨刀没有正确到达网纹辊的表面。使用根据本发明的方法可以可靠地检测这种情况。

由于该警告，印刷机的操作者可以意识到印刷机可能存在问题，并且可以在发生油墨泄漏之前修复设置。

在进一步的实施方式中，步骤d)中测量的实际力的值被存储，特别是存储在控制单元的存储模块中，并且在控制单元的分析模块中分析实际力的值根据时间和/或频率的变化。

印刷机运行期间的典型问题可以表现为传感器值随时间和/或频率的已知变化。通过保持作用在网纹辊上的最低所需力，可以减少刀片磨损。控制单元还可以将变化与来自印刷机其他部分的信息进行比较，例如通过从混合单元接收信息，该混合单元准备供应到贮墨器的油墨。这允许基于来自印刷机不同部分的相互关联的效果来识别印刷机的行为和性能的原因。

如果观察到的时间和/或频率变化在预设范围内，也可以跳过步骤e)。这允许精确定义力值的公差，已知其仍然提供可靠的印刷状况，同时防止驱动系统不必要的重新调整，从而增加印刷机的寿命和性能。

也可以监控和记录实际力值，以分析印刷机的运行。这允许为相应的印刷机找到优化的参数。

此外，根据本发明的方法允许不太合格的人员操作印刷机，因为可以容易地检测和纠正设置中的错误。

在另一个实施方式中，当在步骤b)中不能达到目标力时，控制单元给出警告。在这种情况下，很可能没有安装或安装了错误的刮墨刀，和/或驱动系统的可移动部件发生了机械碰撞。由于警告，操作者可以轻松识别这些情况。

此外，在步骤a)之前，可以进行校准，其中驱动系统在校准位置移动，其中在校准位置，传感器测量最大力。

校准位置等于驱动系统的末端位置。因此，额外的校准步骤确保了驱动系统的整个范围的位置实际上是可用的。

如果无法到达末端位置，则可以发出警告，特别是通过控制单元发出警告，因为在这种情况下，印刷机很可能已损坏或未正确设置。

在该实施方式中，力在步骤b)期间被减小，因为力被设置为从最大力到目标力。因此，也可以检查驱动系统的这种转变，如果不能进行这种运动，则显示警告。

在又一个实施方式中，在步骤b)和步骤c)之间由传感器测量第二预设时间的力，并且仅当在第二预设时间期间力恒定时才执行步骤c)。否则，优选地由控制单元发出警告。

测量步骤b)和c)之间的力可以检查是否将刮墨刀推靠在网纹辊上所用的力可以由驱动系统本身保持恒定。如果不是这种情况，则驱动系统的错误是可能的，并且可以通过根据本发明的方法容易地识别。

附图说明

从本发明的以下描述和附图中，进一步的优点和特征将变得明显，这些附图示出了本发明的非限制性示例性实施方式，其中：

-图1示出了根据本发明的一个优选实施方式的印刷机的示意图；

-图2示出了根据本发明的另一实施方式的印刷机的详细视图；和

-图3示出了根据本发明的用于操作图1的印刷机的方法的框图。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的印刷机10的示意图。

印刷机10具有形成在腔式刮墨刀14和印刷滚筒16之间的贮墨器12，印刷滚筒16是网纹辊。因此，印刷机10是柔性版印刷单元。

网纹辊沿图1中箭头A所示的方向旋转，并在其旋转过程中将油墨从贮墨器12吸收到刻在网纹辊表面上的单元中。

腔式刮墨刀14从网纹辊表面刮去多余的油墨。

来自网纹辊的油墨然后被转移到印刷机10的其他印刷滚筒上，其中只有一个印版滚筒18在图1中部分地示出。因此，用于基材上实际印刷的印刷机10的其他部分在图1中没有示出，并且是本领域中已知的。

印版滚筒18与网纹辊相比是反向旋转的，如图1中的箭头B所示。

油墨通过(未示出的)油墨供应被供应到腔式刮墨刀14中，并因此供应到贮墨器12中。

腔式刮墨刀14被驱动系统20推靠在网纹辊上。驱动系统20可以沿图1所示的双箭头C所示的方向移动。

驱动系统20包括双作用气动气缸22，其可以通过经由第一入口26或第二入口28供应空气来移动活塞24。双作用气动气缸22由气动/电动/气电转换器30控制。

驱动系统20也可以使用单作用气动气缸。可替代地，驱动系统20可以使用液压或电动驱动的活塞和/或气缸。

驱动系统20推动腔式刮墨刀14抵靠网纹辊所用的实际力F可以由传感器32测量。

传感器32可以测量实际力并，具有10到20N范围内、优选10N的数字化/分辨率，。

传感器32可以是允许测量所需力的任何形式。作为示例，传感器32可以是压缩力转换器、张力/压缩力转换器、柱力转换器、环力转换器、应变仪、弯曲梁、剪切梁、荷重元、负载销和/或张力调节器。

测量的实际力F也可以转换成将腔式刮墨刀14压靠在网纹辊上所用的压力。

在所示实施方式中，传感器32布置在气动气缸22和腔式刮墨刀14之间。

然而，所使用的传感器32的类型和传感器32相对于腔式刮墨刀14和相对于驱动系统20的布置可以与所示实施方式不同，只要确保实际力F的可靠测量即可。

此外，印刷机10包括机械锁定元件34，该机械锁定元件34适于将活塞24以及因此将驱动系统20锁定在适当位置。

机械锁定元件34由锁定控制单元36控制，该锁定控制单元36也可以是第二气电转换器。

即使当比F_max大得多的力作用在驱动系统20上时，机械锁定元件34也能够确保驱动系统20的牢固锁定。在所示实施方式中，锁定元件34确保驱动系统20的可靠锁定，即使高达2000N的力沿图1中双箭头C所示的方向作用在驱动系统20上。

印刷机10还包括控制单元38，该控制单元38通过可编程逻辑控制器(PLC)40经由气电转换器30连接到驱动系统20，经由锁定控制单元36连接到机械锁定元件34并连接到传感器32。

控制单元38包括操作者可以用来与控制单元38交互的控制元件42。

控制单元38还包括显示器44。

显示器44也可以是触敏显示器。在这种情况下，也可以省略控制元件42，因为操作者可以使用显示器44与控制单元38进行交互。

控制单元38还包括存储模块46和分析模块48。

下面，将描述一种操作印刷机10的方法，该方法可用于确保在印刷过程中油墨不会从贮墨器12中漏出。

首先，操作者可以通过控制单元38设置用于将腔式刮墨刀14推靠在网纹辊上的目标力F_目标(图3中的步骤S1)。可替代地，可以从存储模块46中读取目标力F_目标。

之后，气电转换器30被启动并驱动气动气缸22内的活塞24，从而导致驱动系统20的运动。由于该运动，腔式刮墨刀14被压靠在网纹辊上。

实际力F由传感器32测量并发送到控制单元38，当达到目标力F_目标时，即当驱动系统20处于运行位置时，控制单元38停止驱动系统20(图3中的步骤S2)。

随后，驱动系统20被机械锁定元件34锁定在运行位置(图3中的步骤S3)。

如果根本无法达到目标力F_目标，则在显示器44上显示警告，以便操作者可以检查腔式刮墨刀14是否正确安装以及驱动系统20是否未被挡住。

此时，印刷机10可以开始印刷而没有漏墨的危险，因为腔式刮墨刀14与网纹辊紧密接触且驱动系统20被牢固地锁定。

实际力F由传感器32测量，传感器值被传送到控制单元38，与目标力F_目标比较并保存在存储模块46中(图3中的步骤S4)。如果实际力F仍等于F_目标，则印刷机10将在当前状态下继续运行。

在设定的时间间隔t₁之后，例如5至60秒后，传感器32再次测量实际力F，将其传送至控制单元38并与目标力F_目标进行比较。

只要实际力F等于F_目标，就每t₁重复测量实际力F并将测量的实际力F与目标力F_目标进行比较的过程。印刷机10的这种模式称为监测模式，即不主动调整驱动系统20的位置，而是通过传感器32监控实际力F。

如果在某个点实际力F不再等于F_目标，则控制单元38在显示器44上显示警告以通知操作者。

控制单元38将向锁定控制单元36发送信号以解锁驱动系统20。

然后，驱动系统20将再次在运行位置移动，即活塞24将移动，使得由传感器32测量的实际力F再次等于F_目标。一旦再次达到F_目标，驱动系统20的位置就被机械锁定元件34锁定，并且恢复监测模式(图3中的步骤S5)。

在印刷机10的较长运行期间，多个传感器值将存储在存储模块46中。分析模块48可以使用这些传感器值来识别和/或分类传感器值随时间和/或频率的变化。

可选地，在上述方法之前，可以进行校准步骤。在校准期间，驱动系统20移动到校准位置，在该校准位置用最大力F_max将腔式刮墨刀14压靠在网纹辊上。

如果在驱动系统20启动后根本无法达到或在预期时间间隔内没有达到最大力F_max，则在显示器44上显示警告。

为了进一步确保印刷机10的正确功能，可以在驱动系统20已经在运行位置移动之后并且在锁定驱动系统20之前，在第二预设时间t₂内测量实际力F。这允许检查实际力F是否也可以仅由驱动系统20本身来充分控制，即使在没有机械锁定元件34的情况下。

根据本发明的方法允许可靠地操作印刷机10而没有油墨泄漏的危险。通过不断监测将刮墨刀推靠在网纹辊上所用的力，可以立即调整所述力。

如图2中更详细地示出的，适用于感测力的传感器32布置在驱动系统20的气缸22和腔式刮墨刀14的安装支架50之间，不断监测朝向网纹辊的力。气缸22以恒定的力朝向网纹辊被机械地锁定，不受任何短期过程变化(如油墨粘度、系统中的空气或油墨流动波动)的影响。

一旦传感器32检测到朝向网纹辊的力的永久变化，就在新的力被设定和锁定之前考虑时间、变化的频率以及力。

下面描述了一个示例性连续事件。

-考虑设定压力和排斥力设置气缸压力；

-解锁气缸22；

-改变气缸22上的压力，例如通过电动/气动变换器，直到达到新的设定压力；

-锁定气缸。

Claims

1.印刷机，包括：刮墨刀（14），用于将刮墨刀（14）推靠在印刷机（10）的印刷滚筒（16）上的驱动系统（20），适用于感测将刮墨刀（14）推靠在基本静止的印刷滚筒（16）上所用的力的传感器（32），以及适用于将驱动系统（20）锁定在其运行位置的机械锁定元件（34）。

2.根据权利要求1所述的印刷机，其中驱动系统（20）包括用于在刮墨刀（14）上施加力的活塞（24）。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的印刷机，其中传感器（32）布置在机械锁定元件（34）和刮墨刀（14）之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的印刷机，其中印刷机（10）包括控制单元（38），所述控制单元（38）优选地通过可编程逻辑控制器（40）连接到驱动系统（20）、机械锁定元件（34）和传感器（32）。

5.根据权利要求4所述的印刷机，其中控制单元（38）具有用于存储从传感器（32）接收的传感器值的存储模块（46）。

6.根据权利要求5所述的印刷机，其中控制单元（38）包括分析模块（48），所述分析模块（48）被配置为分析传感器值依赖于时间和/或频率的变化。

7.一种操作印刷机的方法，其中印刷机（10）包括刮墨刀（14）、用于将刮墨刀（14）推靠在印刷机（10）的基本上静止的印刷滚筒（16）上的驱动系统（20）、适用于感测将刮墨刀（14）推靠在印刷滚筒（16）上所用的力的传感器（32）、适用于将驱动系统（20）锁定在其运行位置的机械锁定元件（34）以及控制单元（38），其中该方法包括以下步骤：

a）设置用于将刮墨刀（14）推靠在印刷滚筒（16）上的目标力F_目标，

b）移动在运行位置的驱动系统（20），其中在运行位置，由传感器测量的力是目标力F_目标，

c）通过机械锁定元件（34）锁定驱动系统（20）的位置，

d）通过传感器（32）测量实际力F，并将实际力F与目标力F_目标进行比较，和

e）如果实际力F不等于目标力F_目标，则解锁驱动系统（20）的位置并重复步骤b）和c），

其中步骤d）在设定的时间间隔t₁之后至少重复一次。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当在步骤d）中测量的实际力F不等于目标力F_目标时，由印刷机（10）的控制单元（38）给出警告。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在步骤d）中测量的实际力F的值被存储，特别是存储在控制单元（38）的存储模块（46）中，并且在控制单元（38）的分析模块（48）中分析实际力F的值随时间和/或频率的变化。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中当在步骤b）中不能达到目标力F_目标时，由控制单元（38）给出警告。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中在步骤a）之前进行校准步骤，其中驱动系统（20）在校准位置被移动，其中在校准位置，由传感器（32）测量最大力F_max。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中在步骤b）和步骤c）之间，所述力由传感器（32）测量第二预设时间t₂，并且仅当所述力在第二预设时间t₂内保持恒定时进行步骤c），否则给出警告。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中印刷机（10）是根据权利要求1至6中任一项所述的印刷机。