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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 單張紙膠印機(jī)印前自動(dòng)抖紙機(jī)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 抖紙是單張紙膠印前必須的工序。本項(xiàng)目研制了一種可以代替人工抖紙的全自動(dòng)抖紙機(jī)。該機(jī)器由抖紙臺(tái)和自動(dòng)取紙移紙叉車兩大部分組成，在以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)叉車從取紙臺(tái)自動(dòng)分紙、取紙，并移送到抖紙臺(tái)進(jìn)行抖紙，然后叉車自動(dòng)將抖好的紙叉起并移送到收紙臺(tái)。叉車的設(shè)計(jì)是依據(jù)紙堆的特點(diǎn)采用分離式插臂，實(shí)現(xiàn)分紙的功能。整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)對(duì)四開印刷銅版紙的分紙、移紙以及抖紙功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 對(duì)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(shí)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(jìn)行抖松操作。抖好后，工人將抖好的紙張進(jìn)行堆放，到一定量后，搬至印刷機(jī)的收紙臺(tái)上。這種方法有以下缺點(diǎn)：其一是對(duì)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(duì)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(cuò)就會(huì)造成紙張的浪費(fèi)；其三是印刷用紙張幅面較大，重量較沉，搬運(yùn)紙堆過程耗時(shí)耗力。當(dāng)前膠印機(jī)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(gè)急需解決的技術(shù)問題。 此項(xiàng)目的任務(wù)，就在于通過機(jī)電一體化的控制方法，在嵌入式系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)印前抖紙的全自動(dòng)化，從而代替人工作業(yè)，使紙張?jiān)谟∏俺浞址蛛x，以適應(yīng)高速印刷，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)，自動(dòng)抖紙機(jī)的研發(fā)還處于萌芽階段，整個(gè)搬運(yùn)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(jī)或闖紙機(jī)可以實(shí)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(dá)公司運(yùn)用于印后裁切生產(chǎn)線的機(jī)器包括升降車、闖紙機(jī)及卸紙機(jī)等輔助設(shè)備，也可完成紙張的送卸、整理、搬運(yùn)，堆垛等工作，但這些機(jī)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(yùn)紙張、抖紙分離這一領(lǐng)域仍處于空白。 本項(xiàng)目的目的，是就目前我國印刷的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)抖紙機(jī)，解決現(xiàn)有技術(shù)中人工手動(dòng)抖紙時(shí)，工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、紙張邊緣容易劃傷手、對(duì)工人造成傷害的實(shí)際問題。本項(xiàng)目是基于印刷中實(shí)際情況提出，同時(shí)根據(jù)自己的現(xiàn)有條件以及試驗(yàn)經(jīng)費(fèi),本著實(shí)用的原則，盡可能地尋找較簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)方法，通過一系列的三維建模驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出一套能夠完成紙張搬運(yùn)及分離紙張的合理機(jī)構(gòu)，再利用先進(jìn)的機(jī)電控制理論和控制手段，對(duì)整套機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工位之間的準(zhǔn)確配合。同時(shí)添加控制面板實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng), 操作者可以根據(jù)需要選擇手動(dòng)擋或自動(dòng)擋來控制機(jī)器。 本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了印前抖紙的自動(dòng)化操作，填補(bǔ)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(dòng)抖紙方面尚屬空白，其主要原因是國內(nèi)的整個(gè)印刷流程全自動(dòng)化程度仍不高，印刷機(jī)及其他輔助機(jī)械多是對(duì)國外印刷機(jī)的簡(jiǎn)單模仿，對(duì)于成本較高的有關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了回避，這也就造成了國內(nèi)印刷自動(dòng)化水平不高的現(xiàn)狀。本項(xiàng)目利用價(jià)格低廉的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)分紙移紙叉車的有效控制，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抖紙動(dòng)作，利用絲杠絲母和光杠配合實(shí)現(xiàn)插臂上下及插臂座的前后移動(dòng)，用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)分紙移紙叉車的運(yùn)送紙張。主要的技術(shù)指標(biāo)是通過單片機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)印前分紙、移紙、抖紙的自動(dòng)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(duì)其它類型的印刷用紙張有一定的借鑒作用。其成功實(shí)現(xiàn)，將填補(bǔ)我國印前自動(dòng)化領(lǐng)域的一項(xiàng)空白，符合我國印刷業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新化和自主化趨勢(shì)。其成果也將具有很廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，相關(guān)的印前機(jī)械制造廠家會(huì)相應(yīng)地提高相關(guān)機(jī)器的品質(zhì)和檔次，提升國產(chǎn)印刷機(jī)的影響和聲譽(yù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、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(jī)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(xiàng)目計(jì)劃設(shè)計(jì)一自動(dòng)抖紙機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)抖紙和移紙兩大功能。整個(gè)機(jī)器包括機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)由抖紙機(jī)構(gòu)和移紙機(jī)構(gòu)組成。移紙部分由自動(dòng)移紙叉車來實(shí)現(xiàn)，叉車由兩個(gè)獨(dú)立叉臂組成，對(duì)于整堆紙張，一個(gè)叉臂可以先行插入，然后挑起紙張，另一個(gè)叉臂再從挑起的空隙中進(jìn)入紙張，之后兩叉臂上升到同一高度，實(shí)現(xiàn)分紙功能。在這兩個(gè)機(jī)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(jì)有齊紙機(jī)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(jī)械機(jī)構(gòu)上的傳感器以及行程開關(guān)，控制整個(gè)機(jī)器的有效和順序工作。整個(gè)機(jī)器實(shí)現(xiàn)操作者只需將未抖紙臺(tái)推到機(jī)器要求為止，啟動(dòng)機(jī)器，抖紙機(jī)將會(huì)自動(dòng)取紙并移紙到抖紙機(jī)構(gòu)上進(jìn)行抖紙工作，完畢后將抖好的紙張堆放在機(jī)器的另一邊的紙臺(tái)上，反復(fù)進(jìn)行，直至抖完紙臺(tái)上所有紙張。本項(xiàng)目是通過調(diào)研后確定的項(xiàng)目，具有實(shí)際意義和創(chuàng)新性。本項(xiàng)目的研究成果將填補(bǔ)國家在這方面的一個(gè)空白，為全自動(dòng)的單張紙膠印提供基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)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(jìn)行系列的準(zhǔn)備工作，力求使紙張于張之間有一定的空氣進(jìn)入，從而方便遞紙機(jī)構(gòu)取紙。而在國外有些大型先進(jìn)的裁紙機(jī)雖然也有抖紙機(jī)構(gòu)，但主要目的不是分離而是整齊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)目的是設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)能夠代替人工作業(yè)，使紙張?jiān)谟∏俺浞址蛛x，以適應(yīng)高速印刷。
獲獎(jiǎng)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(jiǎng)。
作品所處階段
- 已制作出樣機(jī)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實(shí)施許可
作品可展示的形式
- 樣機(jī) 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該作品為機(jī)電一體化設(shè)備，通過抖紙部進(jìn)行抖紙，移紙部進(jìn)行移紙，在嵌入式控制系統(tǒng)的控制下，實(shí)現(xiàn)印前抖紙的全自動(dòng)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(bǔ)了國產(chǎn)設(shè)備的一個(gè)空白。該設(shè)備可用于各種單張紙印刷機(jī)的印前準(zhǔn)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(shí)際問題，所以市場(chǎng)前景好。將會(huì)受到國內(nèi)大型印刷廠家的歡迎。經(jīng)濟(jì)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(jìn)行闖紙的機(jī)構(gòu)，可供參考。該闖紙機(jī)構(gòu)目的是為了以紙堆的形式分層準(zhǔn)備裁切物，在周期不斷變動(dòng)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(shí)，減少人工進(jìn)行參與。該闖紙系統(tǒng)以紙堆的形式準(zhǔn)備分切的裁切物為目的。包括紙堆升降裝置、自動(dòng)闖齊裝置和卸紙系統(tǒng)。 自動(dòng)闖齊裝置：確保印好的印張邊緣精確對(duì)齊，然后再裁切。闖齊裝置裝有防腐蝕的臺(tái)面和自動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置。由于可設(shè)定闖齊的強(qiáng)度，改變臺(tái)面傾斜角度，達(dá)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(dòng)將裁切好的材料從高速切紙機(jī)上推出，可用于完整或分切的紙張。卸紙系統(tǒng)用于自動(dòng)將裁切好的材料從高速切紙機(jī)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(gè)紙臺(tái)上或交錯(cuò)疊放在紙堆上。便于后續(xù)工序。 該機(jī)構(gòu)其闖齊紙的工序值得借鑒，但和本次設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)還有一定差別。闖紙機(jī)構(gòu)其目的是為了讓待裁切紙張邊緣精確對(duì)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(jī)輸紙機(jī)構(gòu)取紙。而紙堆升降裝置和卸紙系統(tǒng)也會(huì)有一定改進(jìn)，力求讓其工作更加平穩(wěn)，對(duì)紙張損耗更小。 而紙張分離機(jī)構(gòu)目前尚無可借鑒的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)械手動(dòng)作，模擬人手進(jìn)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(jī)印前抖紙工作主要還是由人工來完成，很難實(shí)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(shí)現(xiàn)了無人化作業(yè)，由機(jī)械車將紙張運(yùn)到合適位置，再由自動(dòng)抖紙?jiān)O(shè)備進(jìn)行自動(dòng)抖紙。但由于國外紙張質(zhì)量好，易松紙，只需簡(jiǎn)單的抖動(dòng)即可達(dá)到抖紙效果。而國內(nèi)紙張相對(duì)來說難松，對(duì)抖紙的手法和強(qiáng)度要求高，所以國外抖紙?jiān)O(shè)備一直以來未能引進(jìn)到國內(nèi)。本研發(fā)是根據(jù)國內(nèi)紙張?zhí)攸c(diǎn)，將抖紙的強(qiáng)度設(shè)為可調(diào)，符合國內(nèi)的實(shí)際生產(chǎn)要求。
