用于在生产期间测量卷筒纸的未张紧产品长度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于确定在张力下穿过印刷机的卷筒纸的未张紧产品长度的系统和方法。控制器确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的跨度内的张紧重复长度；确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的弹性应变；并且根据所述张紧重复长度和所述弹性应变计算在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的未张紧产品长度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于测量印刷机中卷筒纸的未张紧产品长度的系统和方法。本申请与同一日期提交的序列号为No.13/890,485、题为“CLOSED-LOOP CONTROL OF UNTENSIONED PRODUCT LENGTH ON A WEB PRESS”、代理人案件号为[6003.1280，HEM2013/602]的共有的美国专利申请有关，其全部公开内容在此通过引用并入。
技术介绍
在卷筒纸印刷机工业中需要控制最终的未张紧产品的长度。这在利用例如在包装工业中所使用的薄的、低硬度基材工作时尤为重要。一般地，薄的、低硬度基材具有从约0.0003到约0.0030英寸的厚度，和低于每英寸约500磅的抗拉硬度(tensile stiffness)。这样的材料的非限制性示例是PET膜(0.00048英寸，360磅/英寸)，EUR70膜(0.0026英寸，423磅/英寸)，以及BOPP膜(0.0009英寸，223磅/英寸)。为了控制未张紧产品长度，必须首先测量所述长度。在当今的工业中，有时直接测量未张紧产品长度。这可以通过如下实现：从卷筒纸切割出样品，将其平坦而未张紧地铺在工作台上，并通过机械或视频测量系统对其进行测量。也已经尝试通过估计给定基材在去除过程张力时将“迅速恢复”的量来定义未张紧产品长度。这种尝试的一个示例是Muller Martini的“Stretch Correct”系统，如在Narro WebTech4-2009，第12-14页(2009年11月)中的题为“Web-offset to gain new fields of application：StretchCorrect-a striking innovation for film printing”的技术文章中所描述的。TecScan’s Web Ranger系统要求“实时显示每次重复的打印长度测量结果”。TecScan Web Ranger Brochure(2005)。假定该系统如所述的那样工作，相信其最多仅能够接近于拉紧的(张紧的)卷筒纸的重复长度。
技术实现思路
根据本专利技术的第一实施例，提供了用于确定在张力下穿过印刷机的卷筒纸的未张紧产品长度的系统和方法。根据该系统和方法，控制器确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的跨度内的张紧重复长度。所述控制器确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的弹性应变，并且根据所述张紧重复长度和所述弹性应变计算在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的未张紧产品长度。上述实施例还可以包括其他可选构件和特征。例如：根据第一实施例的其它方面，确定所述张紧重复长度的步骤可以包括根据参考重复长度和所述跨度内的速度增益计算所述张紧重复长度。此外，可以根据用于在所述跨度内驱动卷筒纸的电机的驱动设定值计算所述速度增益，其中所述驱动设定值包括用于针对张力的传送增益的驱动设定值和用于针对重复长度的传送增益的驱动设定值。根据第一实施例的其它方面，卷筒纸在印刷机的所述跨度内的张紧重复长度可以替代地通过摄像机确定。根据第一实施例的又另一方面，确定卷筒纸在印刷机的所述跨度内的张紧重复长度的步骤可以替代地包括测量卷筒纸在所述跨度内的速度V1；以及计算张紧重复长度L1，L1＝(trepeat)(V1)，其中trepeat是用于印刷机的印版滚筒印刷一个非重复图像的时间。根据第一实施例的再另外的方面，确定弹性应变的步骤可以包括通过传感器测量所述跨度内的张力、确定卷筒纸的硬度、以及根据所述张力和所述硬度计算所述弹性应变。此外，确定卷筒纸的硬度的步骤可以包括测量在两个不同的速度增益处卷筒纸中的张力。此外，所述两个不同的速度增益可以包括在第一电机处的第一速度增益，和在第二电机处的第二速度增益，所述第一电机通过第一辊驱动卷筒纸，所述第二电机通过第二辊驱动卷筒纸。根据第一实施例的又另一方面，计算未张紧产品长度的步骤可以包括：在生产运行期间计算随时间t的未张紧产品长度L0(t)：L0(t)＝L1(t)/(1+ε1(t))，其中，在任何给定时间t，L0是未张紧产品长度，L1是在所述跨度处的拉紧重复长度，以及ε1是卷筒纸在所述跨度内的弹性应变；并且其中ε1＝T1(t)/E(t)，其中T1是在所述跨度处的张力，以及E是卷筒纸模量。根据本专利技术的第二实施例，提供了一种卷筒进纸印刷机，其用于在连续的卷筒纸上印刷并且将所述卷筒纸切割为具有未张紧产品长度的印刷产品。所述印刷机包括印刷单元，所述印刷单元包括印版滚筒、胶印滚筒和压印滚筒，其中所述印版滚筒具有参考重复长度。多个辊位于印刷单元的下游，并且当卷筒纸穿过印刷机时，所述卷筒纸在张力下穿过所述印刷单元和所述多个辊。控制器被配置和布置成当卷筒纸在张力下穿过印刷机时生成所述卷筒纸的未张紧产品长度。所述控制器确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在位于所述多个辊中相邻的一对之间的跨度内的张紧重复长度；确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的弹性应变，并且根据所述张紧重复长度和所述弹性应变计算在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的未张紧产品长度。上述第二实施例还可以包括其他可选构件和特征。例如：根据第二实施例的另一方面，所述控制器可以通过以下来计算未张紧产品长度：在生产运行期间计算随时间t的未张紧产品长度L0(t)：L0(t)＝L1(t)/(1+ε1(t))，其中在任何给定时间t，L0是未张紧产品长度，L1是在所述跨度处的张紧重复长度，以及ε1是卷筒纸在所述跨度内的弹性应变；并且其中ε1＝T1(t)/E(t)，其中T1是在所述跨度处的张力，以及E是卷筒纸模量。根据第二实施例的又另一方面，所述印刷机可以包括用于感测跨度内张力的张力传感器，所述控制器被连接到所述传感器以检测所述张力T1。根据第二实施例的再另一方面，在上述段落中描述的张力传感器例如可以是第一张紧辊，并且所述第一张紧辊可以是所述多个辊中的一个。所述第一张紧辊可以位于第一从动辊上游并且邻近第一从动辊，其中所述第一从动辊是所述多个辊中的一个。根据第二实施例的还另一方面，所述印刷机可以包括用于检测张力T2的第二张紧辊，并且所述第二张紧辊可以是所述多个辊中的一个。所述第二张紧辊可以位于第二从动辊上游并且邻近第二从动辊，其中所述第二从动辊是所述多个辊中的一个。根据本专利技术的第三实施例，提供了一种用于确定在张力下穿过印刷机的卷筒纸的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定在张力下穿过印刷机的卷筒纸的未张紧产品长度的方法，包括使用控制器来：确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的跨度内的张紧重复长度；确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的弹性应变；以及根据所述张紧重复长度和所述弹性应变，计算在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的未张紧产品长度。

【技术特征摘要】
2013.05.09 US 13/890,4751.一种用于确定在张力下穿过印刷机的卷筒纸的未张紧产品长度的方
法，包括使用控制器来：
确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的跨度内的张紧
重复长度；
确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的
弹性应变；以及
根据所述张紧重复长度和所述弹性应变，计算在卷筒纸在张力下穿过
印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的未张紧产品长度。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述张紧重复长度的步骤包括
根据参考重复长度和所述跨度内的速度增益计算所述张紧重复长度。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述速度增益根据用于在所述跨度
内驱动卷筒纸的电机的驱动设定值被计算，所述驱动设定值包括用于针对张
力的传送增益的驱动设定值和用于针对重复长度的传送增益的驱动设定值。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定所述弹性应变的步骤包括：
通过传感器测量所述跨度内的张力，
确定卷筒纸的硬度，以及
根据所述张力和所述硬度计算所述弹性应变。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述确定卷筒纸的硬度的步骤包括
测量在两个不同的速度增益处卷筒纸中的张力。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述两个不同的速度增益包括在第
一电机处的第一速度增益，和在第二电机处的第二速度增益，所述第一电机
通过第一辊驱动卷筒纸，所述第二电机通过第二辊驱动卷筒纸。
7.如权利要求1所述的方法，其中计算所述未张紧产品长度的步骤包
括：
在生产运行期间计算随时间t的未张紧产品长度L0(t)：
L0(t)＝L1(t)/(1+ε1(t))，其中在任何给定时间t，L0是未张紧产品长度，
L1是在所述跨度处的拉紧重复长度，以及ε1是卷筒纸在所述跨度内的弹性
应变；
并且其中ε1＝T1(t)/E(t)，其中T1是在所述跨度处的张力，以及E是卷
筒纸模量。
8.如权利要求1所述的方法，其中卷筒纸在印刷机的所述跨度内的张
紧重复长度通过摄像机确定。
9.如权利要求1所述的方法，其中确定卷筒纸在印刷机的所述跨度内
的张紧重复长度的步骤包括：
测量卷筒纸在所述跨度内的速度V1；以及
计算张紧重复长度L1为L1＝(trepeat)(V1)，其中trepeat是用于印刷机的印
版滚筒印刷一个非重复图像的时间。
10.一种卷筒进纸印刷机，其用于在连续的卷筒纸上印刷并且将所述
卷筒纸切割为具有未张紧产品长度的印刷产品，所述印刷机包括：
印刷单元，所述印刷单元包括印版滚筒、胶印滚筒和压印滚筒，所述
印版滚筒具有参考重复长度；
位于所述印刷单元下游的多个辊，当卷筒纸穿过印刷机时，所述卷筒
纸在张力下穿过所述印刷单元和所述多个辊；
控制器，其被配置和布置成当卷筒纸在张力下穿过印刷机时生成所述
卷筒纸的未张紧产品长度，所述控制器确定在卷筒纸在张力下穿过印刷机时
卷筒纸在位于所述多个辊中相邻的一对之间的跨度内的张紧重复长度、确定
在卷筒纸在张力下穿过印刷机时卷筒纸在印刷机的所述跨度内的弹性应变、
并且根据所述张紧重复长度和所述弹性应变计算在卷筒纸在张力下穿过印
刷机时卷...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·道利，D·M·珀杜，D·E·基夫阿贝，
申请(专利权)人：高斯国际美洲公司，
类型：发明
国别省市：美国;US