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多工位烫印技术和张力控制及其在印刷检测系统中的应用

2020-07-13 09:04:12

【一】、多工位烫印技术

为满足人们的审美要求,视觉检品机使产品包装能够产生的视觉冲击力,通常会在同一款产品包装上同时应用3一4种烫印工艺,如普通的金、银烫印工艺加全息烫印工艺再加立体烫印工艺,有时还会加上能体现出精美效果的彩色纹路烫印工艺。

然而,传统烫金机基本上都是单工位烫金机,这是因为欧美地区的烫印,我国则长期处于借鉴欧美地区烫印技术的阶段。

但是,欧美地区的产品包装设计讲究简约大方,通常在包装上只采用一种或多两种烫印工艺,所以欧美地区的烫金设备只需单工位即可满足工艺需求。然而,我国产品包装设计复杂,通常需要完成3一4种烫印工艺,如果采用传统的单工位烫金机就经过3一4次烫印工序,这势必会增加设备能耗、延长生产时间、降低生产效率。

在节能降耗、提高生产效率的要求下,较强的烫金设备生产商纷纷投人财力、人力开始多工位烫印技术。近两三年,厂商都已经成功出了多工位烫金机并推向市场。在技术性能上,国产多工位烫金机已可与设备相媲美,这一点非常值得肯定,这是我国工业技术水平整体提高的一个缩影。

目前,我国多工位烫印技术主要分为两工位、三工位和四工位3种形式,采用多工位烫金机只需一道工序就能完成原先单工位烫金机的多次烫印工序,即完成相同的烫印任务,原先需要3一4台设备,现在只要1台设备就可完成,这样既降低了能耗又大幅提高了生产效率,能帮助包装印刷企业实现双赢。

【二】、张力控制及其在印刷检测系统中的应用

随着机器视觉技术的发展,和印刷品自动检测设备的不断完善,印刷品检品机对印刷检测系统中的张力控制也提出了高的要求,印刷检测系统中一个比较完善的张力控制系统,可以降低图像处理技术的要求,能够好地实现整个检测系统。

目前许多企业和机构对与印刷相关的张力控制有相关的研究,其中利用变频器滑差方式实现对纸页张力的控制,主要是利用变频器的特性来运动过程中的恒张力控制;利用浮动辊方式进行张力控制也是当前比较常用的控制方式,通过将运动控制中浮动辊的位置转化为电位信号,并反馈给控制系统,由控制系统根据设定的张力大小以及获得的浮动辊位置进行张力控制;基于PLC和现场总线的方式进行张力控制也已经有产品应用,这种控制方式能够满足远程控制的要求,能够实现对多台控制器同时控制及设备监控;采用普通直流电机作为执行机构,在保持线速度和其它参数不变的情况下,通过调节发电机的励磁电流来达到张力控制的目的;以电流变流体阻尼器作为张力控制的执行元件,以计算机控制的电压源作为控制电路来控制阻尼器的制动力矩,达到控制张力的控制方式也是比较常用的;目前应用广泛的是利用伺服系统进行张力控制,通过对伺服系统的参数进行设置,可以实现系统的无轴运动,通过设定凸轮比,实现不同轴之间的跟随特性,减少了传统共轴驱动的机械磨损,而且利用伺服系统可以实现运动过程中的定位。本课题就是在此技术上利用无轴特性,电子凸轮和电子齿轮的方式,应用开放式软PLC系统,通过变频器控制普通直流电机的形式实现印刷品检测过称程中的张力控制。

从控制方式来看,早期的张力控制系统受设备和技术水平的限制,大多数采用模拟量的方式,其控制主要以电流电势复合张力调节系统和大力矩张力调节系统为主。前一种方法要求电动机磁通的弱磁倍数与卷径变化倍数相等,当卷径变化倍数大时,要求电动机的弱磁倍数也要相应的变大。当前卷绕系统生产都采用大卷加工的方式,卷径变化倍数的增加往往都在10倍左右,很难选到与弱磁倍数相应的直流电动机,所以电流电势复合张力调节系统不能适应系统的控制要求;后一种方法控制系统加复杂,调试和维护比较困难,系统环节多,误差比较大,根本不能满足生产的要求。

近几年来,随着各类卷绕张力控制系统技术智能化、自动化的迅猛发展,很多企业都将MCU(微控制器)、PLC和工业PC等高性能的控制器引入张力控制系统中来,出现大量的数字式控制系统。大部分卷绕张力控制系统都己实现了微型计算机控制,而在国内某些低成本的卷绕张力控制系统中数字化的程度还较低,大多数张力控制系统都采用张力环和速度环的双闭环控制结构。在控制算法方面,PID控制、自适应控制、优控制、模糊控制、鲁棒控制、神经网络控制等控制技术和控制手段的广泛应用,使得张力控制系统朝着高控制精度方向发展。张力控制广泛应用于各类卷绕系统中,随着技术的发展,人们生活水平的不断提高以及新型的包装材料的出现等,都对标签检测控制系统提出了高的要求。

国内对标签检测控制系统的张力控制研究也越来越多,设计出了多种多样的张力控制器,但性能与的同类产品相差甚远,控制精度不是很高,功能不是很丰富。比如的标签、包装印刷质量离线检测系统,虽然在标签检测方面有所突破,与同类产品相比还是存在许多差距,在标签的检测误检、漏检方面还有待提高。

整体来说,目前印刷品市场发展,需要快的处理速度,优的处理算法,简洁的系统控制,稳定的系统特性。这就为对不干胶标签检测提出新的要求,在低成本的情况下不仅要检测质量,还要检测速度。


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