防止高張力來損壞印刷機(jī)的系統(tǒng)與方法
【專利摘要】一種防止損壞印刷機(jī)的方法被提供。所述方法包括確定最小值，在所述最小值印刷機(jī)卷筒紙的張力有能力損壞至少一個(gè)印刷機(jī)的卷筒紙接觸元件；感測(cè)印刷機(jī)卷筒紙的張力；在感測(cè)到張力達(dá)到所確定張力值的最小值時(shí)切斷卷筒紙。一種印刷機(jī)也被提供。
【專利說明】防止高張力來損壞印刷機(jī)的系統(tǒng)與方法
[0001]本申請(qǐng)要求于2012年12月28日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)61/746，880的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容在此通過引用被加入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明一般涉及印刷機(jī)，更具體地說是涉及防止高張力損壞印刷機(jī)的系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0003]印刷機(jī)(特別是包裝印刷機(jī))可包括對(duì)過高的卷筒紙受力無防護(hù)能力的設(shè)備，所述過高的卷筒紙受力可能在使用厚重或牢固的基片(例如硬板紙)時(shí)產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種防止損壞印刷機(jī)的方法被提供。所述方法包括確定最小值，在所述最小值時(shí)印刷機(jī)的卷筒紙中的張力有能力損壞印刷機(jī)的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件；感測(cè)印刷機(jī)卷筒紙的張力；當(dāng)感測(cè)到張力達(dá)到所確定張力值的最小值時(shí)切斷卷筒紙。
[0005]一種印刷機(jī)也被提供。所述印刷機(jī)包括:在卷筒紙上進(jìn)行印刷或?qū)ζ涮幚淼闹辽僖粋€(gè)單元；與卷筒紙相接觸的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件；用于感測(cè)卷筒紙中的張力的至少一個(gè)傳感器；用于切斷卷筒紙的卷筒紙切斷器；以及控制器，其連接到所述至少一個(gè)傳感器與卷筒紙切斷器，所述控制器被配置與布置成可從至少一個(gè)傳感器接收所感測(cè)到的張力，并且在被感測(cè)到的張力達(dá)到當(dāng)卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值時(shí)指示卷筒紙切斷器切斷卷筒紙。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本發(fā)明通過引用以下附圖描述:
[0007]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0008]由相隔離的印刷系統(tǒng)的基片傳輸模塊的故障所引起的極高張力狀況會(huì)導(dǎo)致在使用卷紙筒基片(特別是硬板紙)時(shí)產(chǎn)生過高的張力。過高的卷筒紙受力可能引起無防護(hù)能力的設(shè)備從印刷區(qū)安裝座上移位，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重故障和/或設(shè)備損壞。包括有被卷繞的輥的設(shè)備可能在自然狀態(tài)下具有施加到它們上面的非中性力。所述力使得設(shè)備可能被在系統(tǒng)故障期間、由基底作用于設(shè)備上的較高張力所翻轉(zhuǎn)。例如，接紙架或接合器可能會(huì)制動(dòng)，和/或用于驅(qū)動(dòng)卷筒紙的馬達(dá)可能與印刷方向相反，這樣會(huì)在卷筒紙中迅速引起較大的張力峰值。在所述情況下的卷筒紙以牽引鏈或繩的形式作用于設(shè)備上，直到卷筒紙到達(dá)張力的臨界值(即破裂強(qiáng)度)然后卷筒紙斷裂，或者直到由卷筒紙纏繞和較高的張力在設(shè)備上所形成的力臂超過了設(shè)備安裝座所容許的橫向力然后卷筒紙將設(shè)備翻轉(zhuǎn)。[0009]設(shè)備翻轉(zhuǎn)問題可通過以下方式對(duì)被纏繞的輥上的張力進(jìn)行監(jiān)測(cè)而解決，即翻轉(zhuǎn)的狀況可觸發(fā)張力傳感裝置和系統(tǒng)來切斷卷筒紙。通過使用張力傳感裝置或換能器來感測(cè)張力，印刷機(jī)操作員可設(shè)定機(jī)械安裝座可容忍的最大機(jī)械橫向力的極限值。一旦張力達(dá)到最大機(jī)械橫向力，在設(shè)備由于從安裝座移位的卷筒紙?jiān)粡?qiáng)迫翻轉(zhuǎn)以及在災(zāi)難性事故發(fā)生之前，機(jī)械控制器會(huì)觸發(fā)快速作用型卷筒紙切割器以切斷基片。
[0010]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的印刷機(jī)10。印刷機(jī)10包括解繞單元12，其將卷筒紙(web)14沿卷筒紙方向D送進(jìn)至示意性示出的至少一個(gè)單元16，所述單元可以是至少一個(gè)印刷單元(例如卷筒紙膠印單元)，或者至少一個(gè)處理單元(例如折頁器)。在本實(shí)施例中，印刷機(jī)10是包裝印刷機(jī)且卷筒紙14是包裝基片，例如硬紙板。至少一個(gè)卷筒紙接觸元件(其在在本實(shí)施例中是輥18、20)用于接收卷筒紙14并將其引導(dǎo)至單元16。卷筒紙14卷繞于所述輥18、20中的每一個(gè)的外周邊的一部分。一個(gè)或多個(gè)附加卷筒紙接觸元件，例如輥18、20上游的輥或軸22、以及輥18、20下游的對(duì)輥24，被設(shè)置成幫助引導(dǎo)與傳送卷筒紙
14。輥18、20可利用安裝座28在安裝座28的支架A、B處被安裝在地板26上。對(duì)輥24、印刷單元16和其他印刷元件可由馬達(dá)M驅(qū)動(dòng)，正如本領(lǐng)域中已公知的。
[0011]如圖1所示，卷筒紙14的張力可產(chǎn)生作用于卷筒紙14的力，例如作用于輥18的力fxl和力fyl、以及作用于輥20的力fx2和力fy2。在卷筒紙14具有極高的張力時(shí)，輥18、20的合力，特別是在X方向上的橫向力，可能會(huì)通過翻轉(zhuǎn)輥18、20和安裝座28而損壞輥18、20。另外，輥18、20也可能被輥18、20中的一個(gè)或兩個(gè)上的力所損壞，使得輥18、20從安裝座28上移位。
[0012]至少一個(gè)傳感器30被提供以感測(cè)卷筒紙14中的至少一個(gè)張力。在圖1所示的實(shí)施例中，傳感器30是被安裝在輥18、20下游的換能器或傳感裝置；然而，在其他的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)換能器或傳感裝置可被安裝在輥或軸22處，和/或設(shè)置在輥18、20之間，以補(bǔ)充于或取代于換能器30來感測(cè)卷筒紙14上的張力。印刷機(jī)10還包括控制器40，所述控制器40用于接收表示所感測(cè)到的、來自一個(gè)或多個(gè)換能器30的一個(gè)張力或多個(gè)張力的信號(hào)，并且在印刷機(jī)中的卷筒紙14中的一個(gè)或多個(gè)張力的最小值有能力損壞至少一個(gè)輥18、20時(shí)指示卷筒紙切斷器42切斷卷筒紙14。卷筒紙切斷器42 (如圖1所示)可包括致動(dòng)器、刀片和砧座。
[0013]舉例而言，控制器40可以是一個(gè)或多個(gè)可編程邏輯控制器(PLC)，或者任何合適的基于硬件或基于軟件的電子控制器，比如具有一個(gè)或多個(gè)有相關(guān)支持電路的微型計(jì)算機(jī)，一個(gè)或多個(gè)有限靜態(tài)機(jī)，一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)，或一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)等等。盡管所示為一個(gè)單獨(dú)的控制器40，應(yīng)明確的是控制器40本身可由多個(gè)控制器組成，正如在此領(lǐng)域中所已公知的。
[0014]控制器40可確定卷筒紙14中的張力的如下最小值，其中在卷筒紙14的張力具有最小值時(shí)在一個(gè)或多個(gè)輥18、20處產(chǎn)生足以損壞一個(gè)或多個(gè)輥18、20的力，例如通過使一個(gè)或多個(gè)輥18、20從安裝座28移位或者使安裝座28翻轉(zhuǎn)。例如，控制器40可能維護(hù)一個(gè)數(shù)據(jù)庫，其將張力最小值指定作為卷筒紙?zhí)卣髦档暮瘮?shù)值，所述特征值比如材料、重量、厚度、寬度和/或彈性模量。印刷機(jī)的機(jī)械安裝座的屈服極限和由基片穿過印刷機(jī)時(shí)所形成的力臂可用于計(jì)算出機(jī)械安裝座可能發(fā)生失效時(shí)的值。控制器也可以直接用傳感器來測(cè)量力fxl或者fx2,或者基于經(jīng)驗(yàn)值估計(jì)這些力。[0015]在其他實(shí)施例中，印刷機(jī)10的操作員可確定最小值；其中在所述最小值時(shí)，卷筒紙14中的張力在一個(gè)或多個(gè)輥18、20上產(chǎn)生足以損壞一個(gè)或多個(gè)輥18、20的力，然后將最小值輸入控制器40。
[0016]在一個(gè)典型的實(shí)施例中，張力由張力換能器或傳感裝置進(jìn)行測(cè)量以便進(jìn)行自動(dòng)張力控制，其中張力傳感裝置已被設(shè)置在印刷機(jī)中。在這方面，卷筒紙印刷機(jī)的張力控制系統(tǒng)包括張力換能器或傳感裝置，其被集成到印刷機(jī)上的運(yùn)行控制器。運(yùn)行控制器中的張力控制系統(tǒng)持續(xù)地監(jiān)控卷筒紙的張力，并且控制印刷機(jī)的各個(gè)元件如滾筒和輥的速度以確保卷筒紙張力位于期望的設(shè)定值之內(nèi)。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，運(yùn)行控制器向系統(tǒng)控制器(如PLC，可編程邏輯控制器)發(fā)出信號(hào)，表示過高張力的情況發(fā)生。相應(yīng)地，系統(tǒng)控制器通過指令卷筒紙切斷器42切斷卷筒紙以回應(yīng)警告，從而避免印刷機(jī)設(shè)備的災(zāi)難性故障。根據(jù)本發(fā)明的其他或者進(jìn)一步的實(shí)施例，除了指令切斷器42切斷卷筒紙之外，運(yùn)行控制系統(tǒng)還可嘗試施加最大扭矩(在設(shè)備可在反向運(yùn)行而未損壞的情況時(shí))，以使印刷機(jī)10的選定馬達(dá)停止運(yùn)行或反向運(yùn)行。
[0017]綜上所述，本發(fā)明公開了一種防止印刷機(jī)發(fā)生損壞的方法，包括:確定印刷機(jī)中的卷筒紙的張力在有能力損壞印刷機(jī)的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值；感測(cè)印刷機(jī)的卷筒紙中的張力；在感測(cè)到的張力達(dá)到所確定的張力的最小值時(shí)切斷卷筒紙。
[0018]優(yōu)選的，卷筒紙中的張力被至少一個(gè)換能器所感測(cè)。至少一個(gè)卷筒紙接觸元件位于用于在卷筒紙上進(jìn)行印刷的或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的至少一個(gè)單元的上游。至少一個(gè)卷筒紙接觸元件包括至少一個(gè)輥，其中卷筒紙纏繞在至少一個(gè)輥的外周邊的一部分周圍。印刷機(jī)控制器確定卷筒紙的張力在有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值，接收表示所感測(cè)到的張力的信號(hào)，并且指示卷筒紙切斷器切斷卷筒紙。卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值是這樣的一個(gè)值，其中在所述一個(gè)值時(shí)，卷筒紙中的張力使支撐著至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座發(fā)生翻轉(zhuǎn)、或者使至少一個(gè)卷筒紙接觸元件從支撐著所述至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座處移位。印刷機(jī)控制器向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其停止。印刷機(jī)控制器向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其進(jìn)行反向。
[0019]本發(fā)明還公開了一種印刷機(jī)，包括:在卷筒紙上進(jìn)行印刷或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的至少一個(gè)單元；與卷筒紙相接觸的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件；用于感測(cè)卷筒紙中的張力的至少一個(gè)傳感器；用于切斷卷筒紙的卷筒紙切斷器；控制器，其連接到所述至少一個(gè)傳感器與卷筒紙切斷器，所述控制器被配置與布置成可從至少一個(gè)傳感器接收所感測(cè)到的張力，并且在被感測(cè)到的張力達(dá)到當(dāng)卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值時(shí)指示卷筒紙切斷器切斷卷筒紙。
[0020]優(yōu)選的，至少一個(gè)傳感器是一種換能器。至少一個(gè)卷筒紙接觸元件位于用于在卷筒紙上進(jìn)行印刷的或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的所述至少一個(gè)單元的上游。至少一個(gè)卷筒紙接觸元件包括至少一個(gè)輥，其中卷筒紙纏繞在至少一個(gè)輥的外周邊的一部分周圍。印刷機(jī)控制器確定卷筒紙中的張力的一最小值，其中卷筒紙的張力在所述最小值時(shí)有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件。卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值是這樣的一個(gè)值，其中在所述一個(gè)值時(shí)，卷筒紙中的張力使支撐著至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座發(fā)生翻轉(zhuǎn)、或者使至少一個(gè)卷筒紙接觸元件從支撐著所述至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座處移位。印刷機(jī)控制器根據(jù)被感測(cè)的張力向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其停止。印刷機(jī)控制器根據(jù)被感測(cè)的張力向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其進(jìn)行反向。
[0021]在上述說明書中，本發(fā)明參照特定的典型實(shí)施例和例子描述。然而，應(yīng)明確的是在沒有背離廣泛的精神和如前所述的發(fā)明權(quán)利要求的范圍的各種修改和變化是可能的。說明書和附圖因此被認(rèn)為是說明方式而非限制性的含義。
【權(quán)利要求】
1.一種防止印刷機(jī)發(fā)生損壞的方法，包括: 確定印刷機(jī)中的卷筒紙的張力在有能力損壞印刷機(jī)的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值； 感測(cè)印刷機(jī)的卷筒紙中的張力； 在感測(cè)到的張力達(dá)到所確定的張力的最小值時(shí)切斷卷筒紙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:卷筒紙中的張力被至少一個(gè)換能器所感測(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:至少一個(gè)卷筒紙接觸元件位于用于在卷筒紙上進(jìn)行印刷的或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的至少一個(gè)單元的上游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:至少一個(gè)卷筒紙接觸元件包括至少一個(gè)輥，其中卷筒紙纏繞在至少一個(gè)輥的外周邊的一部分周圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:印刷機(jī)控制器確定卷筒紙的張力在有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值，接收表示所感測(cè)到的張力的信號(hào)，并且指示卷筒紙切斷器切斷卷筒紙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值是這樣的一個(gè)值，其中在所述一個(gè)值時(shí)，卷筒紙中的張力使支撐著至少一個(gè)卷筒 紙接觸元件的安裝座發(fā)生翻轉(zhuǎn)、或者使至少一個(gè)卷筒紙接觸元件從支撐著所述至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座處移位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:印刷機(jī)控制器向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其停止。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:印刷機(jī)控制器向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其進(jìn)行反向。
9.一種印刷機(jī),包括: 在卷筒紙上進(jìn)行印刷或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的至少一個(gè)單元； 與卷筒紙相接觸的至少一個(gè)卷筒紙接觸元件； 用于感測(cè)卷筒紙中的張力的至少一個(gè)傳感器； 用于切斷卷筒紙的卷筒紙切斷器； 控制器，其連接到所述至少一個(gè)傳感器與卷筒紙切斷器，所述控制器被配置與布置成可從至少一個(gè)傳感器接收所感測(cè)到的張力，并且在被感測(cè)到的張力達(dá)到當(dāng)卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值時(shí)指示卷筒紙切斷器切斷卷筒紙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:至少一個(gè)傳感器是一種換能器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:至少一個(gè)卷筒紙接觸元件位于用于在卷筒紙上進(jìn)行印刷的或?qū)ζ溥M(jìn)行處理的所述至少一個(gè)單元的上游。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:至少一個(gè)卷筒紙接觸元件包括至少一個(gè)輥，其中卷筒紙纏繞在至少一個(gè)輥的外周邊的一部分周圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:印刷機(jī)控制器確定卷筒紙中的張力的一最小值，其中卷筒紙的張力在所述最小值時(shí)有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:卷筒紙中的張力有能力損壞至少一個(gè)卷筒紙接觸元件時(shí)的最小值是這樣的一個(gè)值，其中在所述一個(gè)值時(shí)，卷筒紙中的張力使支撐著至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座發(fā)生翻轉(zhuǎn)、或者使至少一個(gè)卷筒紙接觸元件從支撐著所述至少一個(gè)卷筒紙接觸元件的安裝座處移位。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)，其特征在于:印刷機(jī)控制器根據(jù)被感測(cè)的張力向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其停止。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的印刷機(jī)， 其特征在于:印刷機(jī)控制器根據(jù)被感測(cè)的張力向印刷機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)發(fā)出指示以使其進(jìn)行反向。
【文檔編號(hào)】B41F13/58GK103909729SQ201310741230
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】M·R·朗古, R·B·小羅伯特 申請(qǐng)人:高斯國(guó)際美洲公司