專利名稱：用于轉(zhuǎn)動式印刷機印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及印刷機中的印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及轉(zhuǎn)動式印刷機的印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)以及用于控制印版定位機構(gòu)的方法。
現(xiàn)代的卷筒紙印刷機使卷筒紙通過數(shù)個印刷滾座(printingstand)并在每個滾座執(zhí)行印刷功能。例如，在卷筒紙上印刷多種顏色的印刷操作中便是如此。當對移動著的卷筒紙施以多種顏色時，極其重要的是要被進行印刷的每一連續(xù)區(qū)域應(yīng)當精確地定位。因而，在連續(xù)的印刷滾座中的印版滾筒上的印版必須就橫向位置和圓周位置被精確地定位。當?shù)玫秸_的對準時，就說印版被套準定位了。
印刷機制造者一直努力于改善印版定位控制系統(tǒng)的精度。這些制造者提出的幾種控制印版定位的方法都有某種程度的缺點。用于調(diào)節(jié)圓周或橫向定位的裝置在美國專利NOS.4,207,815，4,336,755和4,709,634中披露了。
印版定位控制系統(tǒng)的精度嚴重地影響著印版定位機構(gòu)的性能。因此，制造者一直在設(shè)計改進的精確、可靠而價廉的控制系統(tǒng)，舊的控制系統(tǒng)使用人工操作控制，其中利用手輪絲杠與/或齒輪系統(tǒng)。
后來研制了電子控制系統(tǒng)代替這些舊的人工系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)一般包括交流電動機，例如同步電動機，它驅(qū)動印版定位機構(gòu)的合適的絲杠和齒輪系統(tǒng)。交流電動機的操作一般由常規(guī)的反饋電路控制。反饋電路包括反饋網(wǎng)絡(luò)，由檢測電機軸的位置的傳感器構(gòu)成。這位置信息然后由微處理器或其它邏輯器件用來控制交流電機的操作。遺憾的是，在這些先前的控制電路中必須有反饋網(wǎng)絡(luò)，這便增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜性及其費用。此外，這些反饋系統(tǒng)的精度和響應(yīng)也比需要的小。
然后制造者設(shè)計了使用步進電機的控制系統(tǒng)，根據(jù)時間來控制電機的操作。例如，假定步進電機在10秒內(nèi)轉(zhuǎn)動7000步。為了使電機轉(zhuǎn)動7000步，控制系統(tǒng)每10秒鐘對電機接通電源。電機表面上在10秒鐘轉(zhuǎn)動了7,000步，但是，這是不精確的。
步進電機不會瞬時達到全速度。因此，在10秒的開始部分步進電機的速度小于全速，因而在10秒內(nèi)不能轉(zhuǎn)動完整的7000步。這便在先有的控制系統(tǒng)中產(chǎn)生精度誤差。此外，這些誤差隨電機的連續(xù)工作而積累。
因而，需要一種改進的印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)，它能精確而經(jīng)濟地控制印刷機中的印版定位。
這一需要由用于控制印刷機中印版定位機構(gòu)的印版滾筒位置的控制系統(tǒng)和方法滿足了，其中產(chǎn)生脈沖串信號，脈沖的數(shù)量代表印版滾筒的所需的調(diào)整量。通過使用脈沖數(shù)目控制印版調(diào)節(jié)機構(gòu)，本發(fā)明不用反饋電路提供了精確的控制。
按照本發(fā)明的一個方面，用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動式印刷機的印版滾筒位置的印版定位機構(gòu)控制系統(tǒng)包括計算機電路，用來接收來自印刷機操作者的代表所需印版調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令，并用來產(chǎn)生脈沖串信號，脈沖串信號具有代表所需印版調(diào)節(jié)量的脈沖數(shù)；驅(qū)動單元，用來根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)提供驅(qū)動功率，驅(qū)動機構(gòu)用來響應(yīng)驅(qū)動功率驅(qū)動印版定位機構(gòu)，從而產(chǎn)生所需的印版調(diào)節(jié)量。
計算機電路可以包括定位裝置，用來根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)確定印版滾筒的橫向位置。此外還有一種定位裝置，用來根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)確定印版滾筒的圓周位置。驅(qū)動機構(gòu)最好包括至少一個步進電動機，用來響應(yīng)驅(qū)動功率驅(qū)動印版定位機構(gòu)。
計算機電路可以響應(yīng)需要的印版調(diào)節(jié)量來產(chǎn)生驅(qū)動啟動信號，用來選擇至少一個步進電機中的一個。響應(yīng)驅(qū)動啟動信號，在驅(qū)動機構(gòu)中的至少一個繼電器向所選的至少一個步進電機中的一個提供驅(qū)動功率。
本發(fā)明的這些或其它的特點和優(yōu)點從下面的詳細說明、附圖和所附權(quán)利要求中會看得更加清楚。


圖1是用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動式印刷機中印版滾筒的橫向和周向位置的印版定位機構(gòu)的局部剖視圖；以及圖2是用來控制圖1所示的印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)的方塊圖。
圖2中用標號100表示用于印版定位機構(gòu)102的控制系統(tǒng)，它對轉(zhuǎn)動式印刷機中的用標號104表示的印版滾筒的橫向和圓周位置提供精確的控制。印版定位機構(gòu)102包括印版定位機構(gòu)框106，用來把機構(gòu)102固定在印刷機上。
第一步進電機108對在印版滾筒104的一端上的輥頸110的橫向(一般指側(cè)向)位置進行控制。電機108通過蝸輪114帶動側(cè)放的驅(qū)動齒輪112。側(cè)放的驅(qū)動齒輪112驅(qū)動側(cè)放的鏈輪116，它接著驅(qū)動輥驅(qū)動齒輪118。
輥驅(qū)動齒輪118使外面有螺紋的軸120轉(zhuǎn)動，帶動輥頸110橫向運動，因而通過輥頸連接機構(gòu)122帶動印版滾筒104運動。軸120和內(nèi)部有螺紋的固定的側(cè)放螺母124呈螺紋接合，因而軸120的轉(zhuǎn)動會使其沿縱向運動。因而，第一步進電機108控制印版滾筒104的橫向運動。
第二步進電機126控制印版滾筒104的周向位置。第二電機126通過蝸輪130驅(qū)動周向驅(qū)動齒輪128。蝸輪130接著使周向鏈輪132轉(zhuǎn)動，周向鏈輪132具有和周向轉(zhuǎn)動齒輪134的齒嚙合的齒。周向轉(zhuǎn)動齒輪134和內(nèi)部有螺紋的套筒136以及輥驅(qū)動齒輪連接機構(gòu)138呈剛性連接。輥驅(qū)動齒輪連接機構(gòu)138包括凸肩138a，被剛性地固定在套筒136上，以及止推軸承138b，位于凸肩138a和連接環(huán)138c之間，連接環(huán)138c和安裝在輥頸110的一端上的主滾筒驅(qū)動齒輪140相連。
帶螺紋的套筒136的內(nèi)螺紋和軸120的外螺紋嚙合，因此，套筒136的轉(zhuǎn)動使套筒136向著輥驅(qū)動齒輪118或離開輥驅(qū)動齒輪118而運動。套筒136的軸向運動在止推軸承138b中產(chǎn)生軸向應(yīng)力，該應(yīng)力被傳遞給主滾筒驅(qū)動齒輪140。驅(qū)動齒輪140上的螺旋齒把這軸向力變?yōu)橛“鏉L筒104的轉(zhuǎn)動或周向運動。因為在印版定位機構(gòu)102后面的具體結(jié)構(gòu)和形狀對本發(fā)明而言除去響應(yīng)第一第二步進電機108、126而產(chǎn)生印版輥104的橫向和周向調(diào)節(jié)之外并不重要，因此不再詳述。不過，這種機構(gòu)的詳細說明在美國專利No.4,709,634中披露了，在此列出供參考。雖然所示的印版定位機構(gòu)102是用來調(diào)整印版滾筒104的橫向和周向位置的一個裝置，但本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以很好地被用于只包括橫向或圓周位置調(diào)節(jié)的印版調(diào)節(jié)機構(gòu)。
圖2中示出了控制系統(tǒng)100的方塊圖，用來控制印版定位機構(gòu)102的操作，調(diào)節(jié)印版滾筒104的位置。所示的系統(tǒng)100具有第一、第二、第三和第四步進電機108、126、142、144，用來提供雙卷筒紙印刷機的橫向和圓周定位。電機108、126，142和144最好是MO62-TE09 SLO-SYN直流步進電動機，由Superior Electric of Bris-tol，Connecticut制造。第一和第三電機108、126控制每個卷筒紙的印版輥的橫向調(diào)節(jié)，第二和第四電機142，144控制每個卷筒紙的周向調(diào)節(jié)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，第三和第四電機142，144和以上述的印版定位機構(gòu)102的操作類似的方式操作的印版定位機構(gòu)相連。
印刷機的操作者對主計算機148提供印版調(diào)節(jié)指令146。印版調(diào)節(jié)指令146代表所需的印版滾筒定位，最好包括橫向和周向，這一般由操作者以熟知的方式根據(jù)印刷的卷筒紙的視覺檢查確定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，操作者可以使用若干裝置，例如鍵盤、鼠標，觸屏之類對主計算機148提供指令146。
主計算機148把這些指令146或代表指令的信號送入微處理器150。作為一種組合，主計算機148和微處理器150構(gòu)成計算機電路152。響應(yīng)來自主計算機148的指令，微處理器150發(fā)出被送到驅(qū)動單元156去的脈中串信號。在本發(fā)明中優(yōu)先采用的一個驅(qū)動單元是Superior Electric SLO-SYNModel SS2000MID4 Translator/Drive。在脈沖串信號中的脈沖數(shù)目代表所需的印版滾筒調(diào)節(jié)量。微處理器150還向驅(qū)動單元156發(fā)出代表要被驅(qū)動的一個步進電機的方向(順時針或逆時針)的方向信號158。
微處理器150根據(jù)各種因素確定在脈沖串信號154中所含的脈沖數(shù)目，例如為完成在印版定位機構(gòu)102中的步進電機軸的轉(zhuǎn)動和齒輪機構(gòu)的齒輪傳動比所需的脈沖數(shù)目。例如，一般步進電機每轉(zhuǎn)具有200步或每轉(zhuǎn)具有400個半步。在印版定位機構(gòu)102中的齒輪機構(gòu)例如可以這樣選擇，使得大約用90,000個脈沖在其整個運動范圍內(nèi)進行側(cè)向或圓周定位。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，上述數(shù)字只是例子而已，對于本發(fā)明的任何具體應(yīng)用都可容易地進行設(shè)計。
微處理器150在存儲器159中存儲脈沖串信號154中所含的脈沖數(shù)目。定位裝置160跟蹤發(fā)送的脈沖數(shù)，以便連續(xù)地監(jiān)視印版滾筒104的側(cè)向和周向位置。在本發(fā)明的一個實施例中，微處理器150發(fā)出許多脈沖用來驅(qū)動電機108、126，142，144的軸進入機械停止位置。這提供一個參考位置，微處理器150可以根據(jù)這一位置監(jiān)視每個電機108，126，142，144的軸的位置。
驅(qū)動單元156響應(yīng)脈沖串信號154提供驅(qū)動功率161。驅(qū)動功率161被供給第一第二第三第四繼電器162，164，166，168。每個繼電器162，164，166，168連接于一個相應(yīng)的步進電機108，126，142，144。當被激勵時，每個繼電器162，164，166，168把驅(qū)動功率161連接于各個電機108，126，142，144。繼電器162，164，166，168和電機108，126，142，144組合構(gòu)成驅(qū)動機構(gòu)170。
每個繼電器162，164，166，168被來自微處理器150的一個相應(yīng)的驅(qū)動啟動信號172，174，176，178激勵。例如，微處理器150向繼電器162發(fā)出驅(qū)動啟動信號172，從而把驅(qū)動功率連接于電機108。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易看出，微處理器150可被編程，從而在任一瞬時激勵一個或幾個繼電器。微處理器150發(fā)出重置信號180，用來啟動和禁止驅(qū)動單元156中的輸出晶體管。因而本發(fā)明可以用一個驅(qū)動單元156來操作四個步進電機108，126，142，144。在本發(fā)明的商品化的實施例中，繼電器162，164，166，168是一般的四極雙擲繼電器。
至此參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明。顯然，不脫離在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的構(gòu)思可以作出其它的變形和修正。
權(quán)利要求
1.一種用于印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)，用來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動式印刷機中印版輥的位置，所述控制系統(tǒng)包括計算機電路，用來接收來自印刷機操作員的代表所需的印版調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令，并產(chǎn)生由代表所需印版調(diào)節(jié)量的許多個脈沖構(gòu)成的脈沖串信號；驅(qū)動單元，用來根據(jù)在脈沖串信號中的脈沖數(shù)目提供驅(qū)動功率；以及驅(qū)動機構(gòu)，用來響應(yīng)驅(qū)動功率驅(qū)動印版定位機構(gòu)，從而產(chǎn)生所需的印版調(diào)節(jié)量。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中計算機電路包括定位裝置，用來根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)目確定印版滾筒的橫向位置。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中計算機電路包括定位裝置，用來根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)目確定印版滾筒的圓周位置。
4.如權(quán)利要求1的控制系統(tǒng)，其中的驅(qū)動機構(gòu)包括至少一個步進電機，用來響應(yīng)驅(qū)動功率驅(qū)動印版定位機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4的控制系統(tǒng)，其中計算機電路響應(yīng)所需的印版調(diào)節(jié)量產(chǎn)生驅(qū)動啟動信號，以便選擇至少一個步進電機中的一個，以及所述驅(qū)動機構(gòu)包括至少一個繼電器，用來響應(yīng)驅(qū)動啟動信號向至少一個步進電機中所選的一個提供驅(qū)動功率。
6.一種用于控制轉(zhuǎn)動式印刷機中的印版滾筒位置的方法，所述印刷機具有用于調(diào)節(jié)印版滾筒位置的印版定位機構(gòu)，所述方法包括下列步驟接收代表所需的印版滾筒位置調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令；產(chǎn)生由若干脈沖構(gòu)成的代表所需調(diào)節(jié)量的脈沖串信號；以及根據(jù)脈沖串信號啟動印版定位機構(gòu)，從而產(chǎn)生印版滾筒位置的所需調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求6的方法，其中接收印版調(diào)節(jié)指令的步驟包括接收代表所需的印版滾筒橫向位置調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令的步驟。
8.如權(quán)利要求6的方法，其中接收印版調(diào)節(jié)指令的步驟包括接收代表所需的印版滾筒圓周位置調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令的步驟。
9.如權(quán)利要求6的方法，包括下列步驟存儲脈沖串信號中的脈沖數(shù)目；以及根據(jù)存儲的脈沖數(shù)監(jiān)控印版滾筒的位置。
10.如權(quán)利要求6的方法，其中啟動印版定位機構(gòu)的步驟包括下列步驟向驅(qū)動單元提供脈沖串信號；由驅(qū)動單元根據(jù)在脈沖串信號中的脈沖數(shù)目產(chǎn)生驅(qū)動功率；以及響應(yīng)驅(qū)動功率啟動驅(qū)動機構(gòu)，從而驅(qū)動印版定位機構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10的方法，其中啟動驅(qū)動機構(gòu)的步驟包括向至少一個步進電機提供驅(qū)動功率的步驟。
12.如權(quán)利要求6的方法，包括響應(yīng)印版調(diào)節(jié)指令產(chǎn)生至少一個驅(qū)動啟動信號的步驟，以及其中啟動印版定位機構(gòu)的步驟包括下列步驟對連接于印版定位機構(gòu)的驅(qū)動機構(gòu)提供驅(qū)動功率；以及根據(jù)至少一個驅(qū)動啟動信號啟動驅(qū)動機構(gòu)，從而驅(qū)動印版定位機構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12的方法，其中啟動驅(qū)動機構(gòu)的步驟包括對至少一個步進電機提供驅(qū)動功率的步驟。
14.一種用于控制轉(zhuǎn)動式印刷機中印版滾筒的位置的方法，所述印刷機具有印版定位機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)印版滾筒的位置，所述方法包括下列步驟接收代表所需印版滾筒的位置調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令；根據(jù)代表所需調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令產(chǎn)生由若干脈沖組成的脈沖串信號根據(jù)印版調(diào)節(jié)指令產(chǎn)生驅(qū)動啟動信號；根據(jù)脈沖串信號中的脈沖數(shù)目由驅(qū)動單元產(chǎn)生驅(qū)動功率；以及根據(jù)驅(qū)動啟動信號向至少一個連接于印版定位機構(gòu)的步進電機提供驅(qū)動功率，以驅(qū)動印版定位機構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14的方法，其中提供驅(qū)動功率的步驟包括下列步驟對至少一個繼電器提供驅(qū)動功率；以及響應(yīng)驅(qū)動啟動信號向至少一個步進電機傳送來自至少一個繼電器的驅(qū)動功率。
16.如權(quán)利要求14的方法，其中接收印版調(diào)節(jié)指令的步驟包括接收代表所需印版滾筒橫向位置的調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令的步驟。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中接收印版調(diào)節(jié)指令的步驟包括接收代表所需印版滾筒圓周位置的調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令的步驟。
18.如權(quán)利要求14的方法，其中接收印版調(diào)節(jié)指令的步驟包括接收代表所需印版滾筒的橫向位置和圓周位置的調(diào)節(jié)量的印版調(diào)節(jié)指令的步驟。
19.如權(quán)利要求14的方法，包括下列步驟存儲脈沖串信號中的脈沖數(shù)目、以及根據(jù)存儲的脈沖數(shù)目監(jiān)控印版滾筒的位置。
全文摘要
一種用于印版定位機構(gòu)的控制系統(tǒng)，用來控制轉(zhuǎn)動式印刷機中的印版滾筒的橫向與/或圓周位置，其中滾筒所需調(diào)節(jié)量由脈沖串信號代表，并根據(jù)脈沖串信號啟動印版定位機構(gòu)。微處理器存儲被送到驅(qū)動單元的脈沖數(shù)，并用該脈沖數(shù)確定印版滾筒的瞬時位置。驅(qū)動單元根據(jù)脈沖串信號向連接于多個步進電機的多個繼電器提供驅(qū)動功率。微處理器激勵一個繼電器，該繼電器使相應(yīng)的步進電機和驅(qū)動功率相連。每個步進電機和印版定位機構(gòu)連接，操作印版定位機構(gòu)，從而控制印版滾筒(104)的位置。
文檔編號B41F13/08GK1138526SQ96105869
公開日1996年12月25日 申請日期1996年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月17日
發(fā)明者斯坦利·莫莫, 里查德·非德里岡 申請人:洛克維爾國際公司