CN104691099A - 一种卷筒纸多工位烫金方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷筒纸多工位烫金方法及烫金设备，所述方法包括：在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位；在放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机；在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张张力相等。采用本发明提供的方法，通过控制烫金纸张的若干位置处的张力，使整个纸张不至于松动掉落或拉伸变形，能够实现纸张的多工位烫金。

Description

一种卷筒纸多工位烫金方法及设备

技术领域

本发明涉及烫金印刷领域，具体涉及一种卷筒纸多工位烫金方法及烫金设备。

背景技术

随着消费者对于商品外观审美要求的不断提高，对商品外包装物的视觉要求也是越来越高。而作为主要包装物之一的各种纸类印刷品的档次和工艺越来越复杂。烫金工艺作为提升外包装物效果、档次乃至防伪功能的重要方式之一，已经在各种外包装物上发挥越来越重要的作用。

“烫金”是一种印刷装饰工艺，简单来讲就是将金属印版加热、施箔，在印刷品上压印出彩色文字或图案，具有图案清晰美观，色彩鲜艳夺目、耐磨、立体感强的特点，而且随着科技的发展，烫金图案还具有全息、携带可变信息防伪等一系列新的功能。烫金技术按照压印方式主要分为：平压平式、圆压圆式、圆压平式三种，而按照来料加工方式分为单张纸和卷筒纸两种。卷筒纸烫金技术与单张纸烫金技术相比较，由于其具有高速高精度、节约原材料等显著特点正在迅速发展替代单张纸烫金技术成为烫金加工的主要方式。目前国内外所提供的卷筒纸烫金设备无论其压印方式如何，主要结构均为放卷单元+烫金工位+收卷单元(收卷、裁切单张、分切卷盘等)，其中烫金工位只能配置一组，这是因为纸卷在走料运动过程中会由于张力、温度、湿度等因素的影响出现变形问题，特别是张力变化是造成纸张变形的主要因素，所以目前卷筒纸烫金控制技术均为单工位烫金单元。一旦包装物要求对多个图案(文字)进行烫金按照现有的卷筒纸烫金控制技术就需要进行多台烫金设备反复进行烫金才能完成。例如：包装物要求对四个不同位置或不同形状的图文进行不同颜色的烫金，使用现有的卷筒纸烫金控制技术需要四台设备分别对不同图文进行烫金，或者说单台设备按照放卷→烫印→收卷的方式反复烫金四次才能完成。而如果能够实现对卷筒纸多个烫金工位进行连线控制，如上例要求，一台卷筒纸四工位烫金设备走料一次即可完成对四个不同位置或不同形状的图文进行不同颜色的烫金，生产效率将提升300％，而且也解决了由于多次换卷所带来的接头废品问题，降低对能源及资源的浪费。

现有卷筒纸烫金设备是利用放卷单元的电机与收卷单元的电机之间的速度差实现对控制纸张走料张力的控制，可以参见图1，当线速度V2＞V1，两者之间的速度差使纸张形成一定程度的绷紧而产生张力。如果有两组烫金工位，参见图2，在烫金工位1和烫金工位2之间的纸张张力同样是由线速度V2、V1两者之间的速度差所控制，但是由于纸张路径变长，所以同样的速度差所产生的张力会导致烫金工位1和烫金工位2之间的纸张出现拉伸变形导致烫金图案位置、形状发生变化成为废品，连接的工位越多，纸张走料路径越长，这种现象越明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种卷筒纸多工位烫金方法及烫金设备，通过控制烫金纸张的若干位置处的张力，使整个纸张不至于松动掉落或拉伸变形，能够实现纸张的多工位烫金。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种卷筒纸多工位烫金方法，所述方法包括：

S1、在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位；

S2、在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机；

S3、在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张张力相等。

另一方面，本发明提供了一种卷筒纸多工位烫金设备，所述设备包括：

烫金工位安装模块，用于在烫金机的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位；

张力控制点设置模块，用于在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机；

转速调整模块，在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，用于通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张的张力相等。

本发明提供的一种卷筒纸多工位烫金方法及设备，在烫金工位的放卷单元和收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每一个张力控制点处安置一伺服电机，通过调整伺服电机的转速，使纸张上的每一个张力控制点处的张力均相等，使整个纸张不至于松动掉落或拉伸变形，能够实现纸张的多工位烫金，解决了传统的烫金设备无法进行多工位的烫金问题。

附图说明

图1为现有技术配置一个烫金工位的烫金设备示意图；

图2为现有技术假设配置两个烫金工位的烫金设备示意图；

图3为本发明实施例1的一种卷筒纸多工位烫金方法流程图；

图4为本发明实施例1中配置多个烫金工位的烫金设备示意图；

图5为本发明实施例1中在张力控制点之间配置浮动辊***的烫金设备示意图；

图6为本发明实施例2的一种卷筒纸多工位烫金设备示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1、一种卷筒纸多工位烫金方法。下面结合图3-图5对本发明提供的方法进行详细描述。

参见图3，S1、在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位。

具体的，可以参见图4，若需要对纸张进行多工位烫金，就需要在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位，能够对纸张进行多工位烫金。其中，烫金工位的数量由需要在纸张上烫金的不同位置个数或需要烫金的不同图文个数来确定，比如，包装物要求对四个不同位置或四个不同形状的图文进行不同颜色的烫金，则需要在放卷单元和收卷单元之间配置四个烫金工位。

S2、在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机。

具体的，为了能够实现对纸张的多工位进行烫金，在所述放卷单元与收卷单元之间的纸张上设置若干个张力控制点。具体在设置张力控制点时，首先在放卷单元和收卷单元附近位置各设置一张力控制点，并在各个烫金工位的入口和出口附近位置设置一张力控制点，对这些张力控制点进行顺序编号，比如，从放卷单元处的张力控制点到收卷单元的张力控制点的编号依次为A、B、C、D…，并在每一个张力控制点处安置一带有编码器的独立伺服电机。

S3、在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张张力相等。

具体的，在步骤S2中设置了张力控制点，并在每一个张力控制点处安置了一伺服电机，在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，通过调整每一个张力控制点处的伺服电机的转速来控制此张力控制点处的纸张的运行速度，进而保证每相邻两个张力控制点之间的纸张张力相等。具体工作原理为：以在放卷单元和收卷单元之间安装两个烫金工位为例，按照前述方式在放卷单元与收卷单元设置张力控制点，总共设置6个张力控制点，编号分别为A、B、C、D、E、F。放卷单元到烫金工位1的纸张张力表述为Vba＝Vb-Va，烫金工位1内部的纸张张力表述为Vcb＝Vc-Vb，烫金工位1到烫金工位2的纸张张力表述为Vdc＝Vd-Vc，以此类推，烫金工位2到收卷单元之间的纸张张力表述为Vfe＝Vf-Ve，这样就形成了烫金多工位连线控制技术的基础。要实现烫金多工位连线的纸张张力控制，本质上就是对A、B、C、D、E、F六个张力控制点的速度控制。即只要满足Vba＝Vcb＝Vdc＝Ved＝Vfe的条件，纸张就不会出现拉伸变形的问题，所以需要在A、B、C、D、E、F六个张力控制点通过独立伺服电机分别对纸张速度进行调节，实现Vba＝Vcb＝Vdc＝Ved＝Vfe。以C、D段纸张张力控制为例：以电机C的速度Vc为参照值，如在D点检测张力过大(即Vd过大，Vd可通过电机D的转速知道)，调节电机D转速下降；如在D点检测张力过小，调节电机D转速上升；通过对电机D转速Vd的调整，使Vdc＝Vcb实现前后两段纸张张力保持一致的目的。

另外，从理论上讲，在伺服电机对纸张的运行速度进行控制的过程中，电机C的速度Vc不能进行调节，否则将会影响电机D对速度Vd的调节，电机C的速度Vc调节控制的是B、C段纸张的张力，以此类推…；因此，在整个调节的过程中，首先设定烫金设备的放卷单元处速度值V＝Va，Vb根据Va自动调节在Va值上下波动，即Vba＝Vb-Va在预定数值范围内，且该数值范围比较小，尽量使Vb与Va接近，Vc根据Vb自动调节在Vb值上下波动，以此类推…，最终实际运行速度Vf的调整，且最终Vf在一个预定速度附近，即Vf≈V，并且V与Va的差值保持在一个较小的数值范围。以上即为对烫金多工位连线的纸张张力控制原理，但是在实际应用中，由于独立伺服电机的个体差异可能会出现速度Va(b、c、d、e、f)的调节曲线并不完全一致的情况，而纸张的可承受张力范围是有限的，以C、D段纸张为例，假设纸张可承受张力范围为0～50kg，张力控制在此范围内，纸张不会出现拉伸变形，一旦超过此范围，纸张就会出现拉伸变形，比如张力控制范围用速度进行表述：0≤Vdc＝Vd-Vc≤1，如果Vd-Vc＞1，纸张被拉伸变形；如果Vd-Vc＜0，纸张松动掉落。以上两种情况均会造成纸张报废，为了防止以上情况的发生，因此在每相邻两个张力控制点之间增加一套浮动辊***(也称为纸张消化***)，比如，在C、D段纸张中增加一套浮动辊***，可以参见图5，图5中的C、D表示带编码器的独立伺服电机所连接的辊筒，辊筒与胶辊合压后带动纸张沿走纸方向进行运动；1、2、3三根导辊共同组成一套浮动辊***(纸张消化***)，其中2、3两根导辊固定不动，而1号导辊连接带电位器(位置检测传感器)的气缸(或其它低摩擦驱动机构)可沿上、下方向(也即竖直方向)进行运动，L1代表1号导辊可以上升的最高极限位置，L3代表1号导辊可以下降的最低极限位置，而L2代表1号导辊正常状态的工作位置。正常工作状态，我们设定张力标准为25kg，1号导辊在气缸的作用下将处于L1与L3的中间位置，当Vd＞Vc时，在电机D完成减速调节这段时间内，1号导辊上升释放出储存的纸张确保纸张不会出现拉升变形，同时电位器输出的模拟量信号(能够标识1号导辊上升或下降的高度)控制电机C加速进纸，直至1号导辊在气缸作用下回到正常工作位置；同理，当Vd＜Vc时，在电机D完成加速调节这段时间内，1号导辊下降吸收电机C多送入的纸张确保纸张不会出现松动掉落，同时电位器输出的模拟量信号控制电机C减速进纸，直至1号导辊在气缸作用下回到正常工作位置；通过以上过程最终实现对纸张张力的稳定控制。烫金工位内部的张力控制与以上控制过程略有不同，但基本原理近似，以B、C段纸张为例，纸张因为在烫金工位内纸张烫金图案需要与金属印版进行直接接触进行烫印，还涉及横向定位及纵向定位控制，所以其张力控制主要由Vc、Vb及金属印版的运转速度共同进行运算调节控制。

实施例2、一种卷筒纸多工位烫金设备。下面结合图6对本实施例提供的设备进行描述。

参见图6，本实施例提供的设备包括烫金工位安装模块601、张力控制点设置模块602和转速调整模块603，其中，转速调整模块603包括第一转速调整模块6031和第二转速调整模块6032。

烫金工位安装模块601用于在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位。

张力控制点设置模块602用于在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机。

具体的，为了能够实现对纸张的多工位进行烫金，张力控制点设置模块602在所述放卷单元与收卷单元之间的纸张上设置若干个张力控制点。具体在设置张力控制点时，首先在放卷单元和收卷单元附近位置各设置一张力控制点，并在各个烫金工位的入口和出口附近位置设置一张力控制点，对这些张力控制点进行顺序编号，比如，从放卷单元出的张力控制点到收卷单元的张力控制点的编号依次为A、B、C、D…，并在每一个张力控制点处安置一带有编码器的独立伺服电机。

转速调整模块603用于在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，用于通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张的张力相等。

转速调整模块603包括第一转速调整模块6031和第二转速调整模块6032，其中，第一转速调整模块6031具体用于通过调整第一张力控制点处的伺服电机的转速，设定第一个张力控制点处的纸张运行速度。

转速调整模块603还包括第二转速调整模块6032，具体用于根据第一个张力控制点处的纸张运行速度，调整第二个张力控制点处的伺服电机的转速，将第二个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度。

分别根据前一个张力控制点处的纸张的运行速度，调整每一个张力控制点处的伺服电机的转速，将每一个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度，且使每相邻两个张力控制点处纸张的运行速度差值相等。

其中，第一个张力控制点处的纸张运行速度与最后一个张力控制点处的纸张运行速度之间的差值满足预定数值范围，且第一个张力控制点处的纸张运行速度与最后一个张力控制点处的纸张运行速度之间的差值满足预定数值范围。

本实施例提供的设备还包括浮动辊安装模块，用于在每相邻两个张力控制点之间安装一套浮动辊***，使其在竖直方向上调整纸张长度，以实现纸张张力的稳定。

本发明提供的一种卷筒纸多工位烫金方法及设备，在烫金工位的放卷单元和收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每一个张力控制点处安置一伺服电机，通过调整伺服电机的转速，使纸张上的每一个张力控制点处的张力均相等，使整个纸张不至于松动掉落或拉伸变形，可以实现多个烫金工位之间的连线控制，一台烫金设备共用一套放卷单元和收卷单元，并在放卷单元和收卷单元之间可以配置两个或两个以上的烫金工位同时进行烫印，对于具有多种烫金图文的包装物可以一次性烫印完成，解决了传统烫金设备受限于只有一个烫金工位而需要多次进行重复倒料问题，可以成倍数提高生产效率并降低由于重复倒料而产生接头废品；设备制造与采购成本明显降低；同时降低能源及不可再生资源的消耗，具有积极的环保作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位；

S2、在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机；

S3、在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张张力相等。

2.如权利要求1所述的一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

分别在所述放卷单元和收卷单元附近设置一个张力控制点，且在每一个烫金工位的入口和出口位置处设置一个张力控制点，对每一个张力控制点进行顺序编号。

3.如权利要求1所述的一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

S31、通过调整第一张力控制点处的伺服电机的转速，设定第一个张力控制点处的纸张运行速度；

S32、根据所述第一个张力控制点处的纸张运行速度，调整第二个张力控制点处的伺服电机的转速，将第二个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度；

S33、分别根据前一个张力控制点处的纸张运行速度，调整每个张力控制点处的对应伺服电机的转速，将每一个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度，且使每相邻两个张力控制点处纸张的运行速度差值相等。

4.如权利要求3所述的一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述每相邻两个张力控制点处纸张运行速度差值满足预定的数值范围。

5.如权利要求4所述的一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述第一个张力控制点处的纸张运行速度与最后一个张力控制点处的纸张运行速度之间的差值满足预定数值范围。

6.如权利要求5所述的一种卷筒纸多工位烫金方法，其特征在于，所述每相邻两个张力控制点之间均安装有一套浮动辊***，在竖直方向上调整纸张长度，以实现纸张张力的稳定。

7.一种卷筒纸多工位烫金设备，其特征在于，所述设备包括：

烫金工位安装模块，用于在烫金设备的放卷单元与收卷单元之间安装多个烫金工位；

张力控制点设置模块，用于在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点，并在每个张力控制点处安置一伺服电机；

转速调整模块，在采用安装有多个烫金工位的烫金设备对纸张进行烫金的过程中，用于通过调整每个张力控制点处的伺服电机的转速，以使每相邻两个张力控制点之间的纸张的张力相等。

8.如权利要求7所述的一种卷筒纸多工位烫金设备，其特征在于，所述张力控制点设置模块，用于在所述放卷单元与收卷单元之间设置若干个张力控制点具体包括：

分别在所述放卷单元和收卷单元附近设置一个张力控制点，且在每一个烫金工位的入口和出口位置处设置一个张力控制点，对每一个张力控制点进行顺序编号。

9.如权利要求8所述的一种卷筒纸多工位烫金设备，其特征在于，所述转速调整模块包括：

第一转速调整模块，用于通过调整第一张力控制点处的伺服电机的转速，设定第一个张力控制点处的纸张运行速度；

第二转速调整模块，用于根据所述第一个张力控制点处的纸张运行速度，调整第二个张力控制点处的伺服电机的转速，将第二个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度；

分别根据前一个张力控制点处的纸张运行速度，调整每个张力控制点处的对应伺服电机的转速，将每一个张力控制点处的纸张运行速度调整至预定速度，且使每相邻两个张力控制点处纸张的运行速度差值相等。

10.如权利要求9所述的一种卷筒纸多工位烫金设备，其特征在于，所述设备还包括：

浮动辊安装模块，用于在每相邻两个张力控制点之间安装一套浮动辊***，使其在竖直方向上调整纸张长度，以实现纸张张力的稳定。