題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項目名稱：
- 單張紙膠印機印前自動抖紙機
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 抖紙是單張紙膠印前必須的工序。本項目研制了一種可以代替人工抖紙的全自動抖紙機。該機器由抖紙臺和自動取紙移紙叉車兩大部分組成，在以單片機為核心的控制系統(tǒng)控制下，實現(xiàn)自動叉車從取紙臺自動分紙、取紙，并移送到抖紙臺進行抖紙，然后叉車自動將抖好的紙叉起并移送到收紙臺。叉車的設(shè)計是依據(jù)紙堆的特點采用分離式插臂，實現(xiàn)分紙的功能。整個機器結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)對四開印刷銅版紙的分紙、移紙以及抖紙功能。
- 詳細介紹：
- 對于單張紙印刷來說，印刷前的抖紙過程不可避免，其目的是消除紙張靜電、粘連現(xiàn)象，使印刷時紙張便于分離，減少雙張、多張情況。目前的印刷過程一般采用人工抖紙。其操作過程大致如下：印刷工人從紙堆取出定量的紙，然后人工進行抖松操作。抖好后，工人將抖好的紙張進行堆放，到一定量后，搬至印刷機的收紙臺上。這種方法有以下缺點：其一是對于大幅面高克數(shù)的銅版紙，其紙張邊緣往往十分鋒利，容易對工人造成傷害；其二是抖紙過程不僅是體力活也是技術(shù)活，需要印刷熟練工才能完成，稍有差錯就會造成紙張的浪費；其三是印刷用紙張幅面較大，重量較沉，搬運紙堆過程耗時耗力。當(dāng)前膠印機速度越來越高，操作者的抖紙工作量也越來越大。這成為一個急需解決的技術(shù)問題。 此項目的任務(wù)，就在于通過機電一體化的控制方法，在嵌入式系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)印前抖紙的全自動化，從而代替人工作業(yè)，使紙張在印前充分分離，以適應(yīng)高速印刷，減輕工人的勞動強度，提高效率。 目前，國內(nèi)外廠家在印刷前抖紙大多數(shù)仍采用人工抖動，自動抖紙機的研發(fā)還處于萌芽階段，整個搬運紙張、抖紙過程全由人工完成。根據(jù)我們查閱相關(guān)資料，德國波拉公司研制的震紙機或闖紙機可以實現(xiàn)一定程度上分離紙張和整理紙張，但只用于印后裁切的抖松和整齊紙張工序。另外，國內(nèi)上海申威達公司運用于印后裁切生產(chǎn)線的機器包括升降車、闖紙機及卸紙機等輔助設(shè)備，也可完成紙張的送卸、整理、搬運，堆垛等工作，但這些機器均用于印后裁切流程，和印前的抖紙有相似之處但不盡相同。在印前搬運紙張、抖紙分離這一領(lǐng)域仍處于空白。 本項目的目的，是就目前我國印刷的實際情況，設(shè)計一種自動抖紙機，解決現(xiàn)有技術(shù)中人工手動抖紙時，工作效率低、勞動強度大、紙張邊緣容易劃傷手、對工人造成傷害的實際問題。本項目是基于印刷中實際情況提出，同時根據(jù)自己的現(xiàn)有條件以及試驗經(jīng)費,本著實用的原則，盡可能地尋找較簡便的設(shè)計方法，通過一系列的三維建模驗證，設(shè)計出一套能夠完成紙張搬運及分離紙張的合理機構(gòu)，再利用先進的機電控制理論和控制手段，對整套機構(gòu)運動進行控制，實現(xiàn)各個工位之間的準確配合。同時添加控制面板實現(xiàn)人機互動, 操作者可以根據(jù)需要選擇手動擋或自動擋來控制機器。 本項目的創(chuàng)新點在于實現(xiàn)了印前抖紙的自動化操作，填補了國內(nèi)印刷相關(guān)領(lǐng)域的空白。就國內(nèi)來說，在印前的自動抖紙方面尚屬空白，其主要原因是國內(nèi)的整個印刷流程全自動化程度仍不高，印刷機及其他輔助機械多是對國外印刷機的簡單模仿，對于成本較高的有關(guān)系統(tǒng)進行了回避，這也就造成了國內(nèi)印刷自動化水平不高的現(xiàn)狀。本項目利用價格低廉的單片機來實現(xiàn)對分紙移紙叉車的有效控制，經(jīng)過實驗證明效果明顯，系統(tǒng)可靠。其技術(shù)關(guān)鍵在于利用曲柄搖桿機構(gòu)實現(xiàn)抖紙動作，利用絲杠絲母和光杠配合實現(xiàn)插臂上下及插臂座的前后移動，用直流電機實現(xiàn)分紙移紙叉車的運送紙張。主要的技術(shù)指標(biāo)是通過單片機的控制，實現(xiàn)印前分紙、移紙、抖紙的自動化操作，代替長期以來手工作業(yè)的過程。 本系統(tǒng)目前來說主要適用于四開印刷銅版紙，對其它類型的印刷用紙張有一定的借鑒作用。其成功實現(xiàn)，將填補我國印前自動化領(lǐng)域的一項空白，符合我國印刷業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新化和自主化趨勢。其成果也將具有很廣闊的應(yīng)用市場，相關(guān)的印前機械制造廠家會相應(yīng)地提高相關(guān)機器的品質(zhì)和檔次，提升國產(chǎn)印刷機的影響和聲譽。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 抖紙是單張紙膠印前必須的工序，這樣能夠避免出現(xiàn)空張和雙張等故障。當(dāng)前膠印機速度越來越高，操作者的抖紙工作量也越來越大，所以抖紙的效果也受到了人為因素的一些影響。本項目計劃設(shè)計一自動抖紙機，能夠?qū)崿F(xiàn)抖紙和移紙兩大功能。整個機器包括機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，機械系統(tǒng)由抖紙機構(gòu)和移紙機構(gòu)組成。移紙部分由自動移紙叉車來實現(xiàn)，叉車由兩個獨立叉臂組成，對于整堆紙張，一個叉臂可以先行插入，然后挑起紙張，另一個叉臂再從挑起的空隙中進入紙張，之后兩叉臂上升到同一高度，實現(xiàn)分紙功能。在這兩個機構(gòu)之上，為了保證紙張的整齊，在抖紙和取紙移紙的過程中還設(shè)計有齊紙機構(gòu)。控制系統(tǒng)是以嵌入式微控制器為核心的嵌入式控制系統(tǒng)，結(jié)合安裝在機械機構(gòu)上的傳感器以及行程開關(guān)，控制整個機器的有效和順序工作。整個機器實現(xiàn)操作者只需將未抖紙臺推到機器要求為止，啟動機器，抖紙機將會自動取紙并移紙到抖紙機構(gòu)上進行抖紙工作，完畢后將抖好的紙張堆放在機器的另一邊的紙臺上，反復(fù)進行，直至抖完紙臺上所有紙張。本項目是通過調(diào)研后確定的項目，具有實際意義和創(chuàng)新性。本項目的研究成果將填補國家在這方面的一個空白，為全自動的單張紙膠印提供基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進性
- 目前國內(nèi)大多數(shù)印刷廠家印前抖紙主要靠人工來完成，工人在印刷前進行系列的準備工作，力求使紙張于張之間有一定的空氣進入，從而方便遞紙機構(gòu)取紙。而在國外有些大型先進的裁紙機雖然也有抖紙機構(gòu)，但主要目的不是分離而是整齊，其機構(gòu)設(shè)計思想只關(guān)心紙堆是否整齊，是否便于裁切，而不關(guān)心紙堆內(nèi)部是否紙張分離。本次設(shè)計目的是設(shè)計出機構(gòu)能夠代替人工作業(yè)，使紙張在印前充分分離，以適應(yīng)高速印刷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月獲西安理工大學(xué)第十一屆?？萍脊?jié)一等獎。
作品所處階段
- 已制作出樣機。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 樣機 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該作品為機電一體化設(shè)備，通過抖紙部進行抖紙，移紙部進行移紙，在嵌入式控制系統(tǒng)的控制下，實現(xiàn)印前抖紙的全自動化。該設(shè)備就目前來說尚未看到國內(nèi)有同類功能設(shè)備出現(xiàn)，該設(shè)備的研發(fā)填補了國產(chǎn)設(shè)備的一個空白。該設(shè)備可用于各種單張紙印刷機的印前準備，適用于印務(wù)廠家。由于沒有尚無同類設(shè)備出現(xiàn)，而且此設(shè)備確能解決實際問題，所以市場前景好。將會受到國內(nèi)大型印刷廠家的歡迎。經(jīng)濟效益可觀。
同類課題研究水平概述
- 目前，抖紙結(jié)構(gòu)國內(nèi)外尚無同類型產(chǎn)品，但德國海德堡公司有兩款為裁切紙張而進行闖紙的機構(gòu)，可供參考。該闖紙機構(gòu)目的是為了以紙堆的形式分層準備裁切物，在周期不斷變動的情況下增加工作流程效率。在印刷標(biāo)簽、條帶、各種卡片、空白包裝和包裝插頁時，減少人工進行參與。該闖紙系統(tǒng)以紙堆的形式準備分切的裁切物為目的。包括紙堆升降裝置、自動闖齊裝置和卸紙系統(tǒng)。 自動闖齊裝置：確保印好的印張邊緣精確對齊，然后再裁切。闖齊裝置裝有防腐蝕的臺面和自動翻轉(zhuǎn)裝置。由于可設(shè)定闖齊的強度，改變臺面傾斜角度，達到了最佳的闖齊結(jié)果。 紙堆升降裝置：將裁切物抬升或下降到工作高度，因此操作起來特別便利。紙堆升降裝置便于操作。該紙堆升降裝置將裁切物抬升或下降到工作高度，因此操作起來特別便利。由于不再需要彎腰，可防止產(chǎn)生常見的職業(yè)病。 卸紙系統(tǒng)：用于自動將裁切好的材料從高速切紙機上推出，可用于完整或分切的紙張。卸紙系統(tǒng)用于自動將裁切好的材料從高速切紙機上推出，可用于完整或分切的紙張。有了卸紙系統(tǒng)，印張可推到幾個紙臺上或交錯疊放在紙堆上。便于后續(xù)工序。 該機構(gòu)其闖齊紙的工序值得借鑒，但和本次設(shè)計機構(gòu)還有一定差別。闖紙機構(gòu)其目的是為了讓待裁切紙張邊緣精確對齊，便于裁切，而我們的目的是不僅讓紙張邊緣整齊，還能夠讓紙張膨松，張于張之間有一定間隙，消除靜電。便于印刷機輸紙機構(gòu)取紙。而紙堆升降裝置和卸紙系統(tǒng)也會有一定改進，力求讓其工作更加平穩(wěn)，對紙張損耗更小。 而紙張分離機構(gòu)目前尚無可借鑒的機構(gòu)，該機構(gòu)設(shè)計目的是在不損傷紙張的前提下，從整堆紙張上精確快速的分離出所需紙張，這需要克服紙張之間的靜電和紙張之間的紙毛粘連。目前初步打算參考工業(yè)機械手動作，模擬人手進行這一工序。 國內(nèi)尚無此類設(shè)備出現(xiàn)，現(xiàn)在印務(wù)公司的單張紙印刷機印前抖紙工作主要還是由人工來完成，很難實現(xiàn)印刷車間的無人化作業(yè)。國外很多大型的印刷公司的印刷車間均已實現(xiàn)了無人化作業(yè)，由機械車將紙張運到合適位置，再由自動抖紙設(shè)備進行自動抖紙。但由于國外紙張質(zhì)量好，易松紙，只需簡單的抖動即可達到抖紙效果。而國內(nèi)紙張相對來說難松，對抖紙的手法和強度要求高，所以國外抖紙設(shè)備一直以來未能引進到國內(nèi)。本研發(fā)是根據(jù)國內(nèi)紙張?zhí)攸c，將抖紙的強度設(shè)為可調(diào)，符合國內(nèi)的實際生產(chǎn)要求。
