利用磁致伸缩致动器进行制版的装置及方法制造方法及图纸

一种刻头装置和用于刻制照相凹版滚筒的方法，刻头装置包括由ＴＥＲＦＥＮＯＬ－Ｄ↑［ＴＭ］形成的磁致伸缩元件，刻元件驱使尖点为金刚石的触针臂响应由偏压线圈和驱动线圈产生的交变磁场而往复运动，偏压线圈建立的直流偏压磁场使致动器的初始伸张量大约达到总伸张量的一半。驱动线圈集中设置在致动器和偏压线圈之间并调制由偏压线圈产生的磁场强度，以使致动器相对于初始伸张点产生附加的伸张和收缩。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制版机，特别在于制板机有一制板头架，它包括一个磁致伸缩致动器，用以根据磁场驱动切割工具或触针。过去的一些照相制板机包括一个或多个刻头，刻头具有一个用金钢石做的触针，该触针安装在一个从扭转振动的致动器轴伸出的臂上。一正弦波激励信号加在一对反向的电磁铁上，使致动器轴以3-5KHz间的最大频率转动，转动弧度最大约为0.25°。当扭转振动时，制动轴驱动金刚石触针进入或伸出照相凹版滚筒的镀铜表面，从而在圆柱面上形成或凿出小孔。照相凹版滚筒的长度约为6英寸-15英尺，直径为4-26英寸。一般，在照相凹版滚筒上每平方英寸有20,000-50,000个小孔。本专利技术的刻头在约3.2KHz的频率下工作时，每秒钟可在照相凹版滚筒的表面上刻3200个孔。因此，刻完一个滚筒所需的时间一般大约要一个多小时。该刻头的操作频率又受到用于致动触针的磁性材料的重量的限制。在美国专利US 3,964,382和U.S 4,357,633中，对已有类型的刻头及触针驱动器的例子都有描述。因此，我们需要的是刻头能在将金刚石触针移入或移出照相凹版滚筒的镀铜表面时，以比本专利技术刻头的频率更高的频率工作，由此利于减少刻完一个照相凹版滚筒所需的时间。所以，本专利技术的主要目的在于提供一种在某一便于减少刻版所需时间的频率下能使金刚石触针移入或移出照相凹版滚筒的圆柱形表面的刻头。本专利技术的第二个目的是提供一种带有磁致伸缩元件，以便于在超出5KHz甚至10KHz的频率下摆动触针的刻头。本专利技术的第三个目的是提供一种利用能被压缩从而具有多条应变曲线特征的磁致伸缩元件或致动器的刻头。本专利技术的第四个目的在于提供一种在设计上相对简便，制造上成本较低廉的方法和设备。按照本专利技术的一个方面，所提供的用于雕刻照相凹板滚筒的制板机有一个刻版面。该制版机包括一个制板机身，一个头架和一个可滑动地设置在机身上的尾架，其中，头架和尾架相互配合将照相凹版滚筒可旋转地支撑在制版机的制版位置；还包括一个安置在机身上的制版位置的刻头，使刻头在制版面上制版。刻头包括一个外壳，一个用于在固定于制版机的制版位置的滚筒上刻制的雕刻触针，一个位于外壳内并与刻版的触针操作地耦合的磁致伸缩元件，以及一个激励磁致伸缩元件以使刻版触针振动，从而在滚筒表面上刻制出设计好的图案网点的激励器。按照本专利技术的另一方面，制版机还包括用于驱动触针的触针驱动器，该驱动器又包括一个与触针耦合的磁致伸缩元件以及一个用于激励磁致伸缩元件的激励器，它使触针振动，以在固定于制版机制版位置的滚筒表面上刻制出预先设计好的图案网点。还有一方面，本专利技术提出了一种用于在旋转地固定于制版机中的滚筒上刻制预定图案的方法。这个方法包括以下步骤，即使触针与磁致伸缩元件耦合、使触针按与滚筒的近似关系定位、使滚筒旋转，以及激励磁致伸缩元件，使触针摆动，从而在滚筒上刻制出预定图案的网点。另外，本专利技术还提出了一种用于刻版机的刻头。该刻头包括一个外壳，一个用于在固定于制版机的制版位置的滚筒上刻制的触针，一个位于外壳内并与触针耦合使用的磁致伸缩元件，以及一个用于激励磁致伸缩元件以引起刻版触针摆动，从而在滚筒的表面上刻制预定图案的激励器。另一方面，本专利技术还提供了一种用于在照相凹版滚筒上制版的方法。其步骤包括，将照相凹版滚筒可旋转地固定在制版机的制版位置，将触针按与照相凹版滚筒的制板面近似的关系定位，使触针与磁致伸缩元件连接，以及在滚筒旋转时激励磁致伸缩元件以振动触针，使其在照相凹版滚筒表面上刻制设计好的图案网点。本专利技术的上述目的及优点将从以下的对实施例的描述、附图以及后附权利要求中得到更好的理解。附图说明图1是本专利技术可采用的典型凹版制版机的透视图；图2是本专利技术制版刻头的透视图；图3是本专利技术制版刻头的部件分解图；图4是图2所示制版刻头的侧视图；图5是制版刻头沿图2中线5-5的截面图；图6是制版刻头沿图2中线6-6的纵向截面图；图7a-7d是在交变磁场中工作的磁致伸缩致动器的局部剖视图；图8是表示磁致伸缩致动器的长度或应变磁场强度的曲线图；图9是表示各种压力值下的磁致伸缩致动器的长度或应变磁场强度的曲线图；图10是典型的刻头驱动电路的方框图；图11是AC分量信号，DC分量信号和用于激励磁致伸缩元件的驱动信号的示意图。图1表示的是例如照相凹版制版机的典型制版机械或制版机10。制版机10可有一个环绕着的可滑动的安全壳体结构，为了便于说明，在图中未示出。制版机10包括一个框架或机身12。机身上的刻版位置处包含有一个可滑动地安置的头架14和尾架16，它们共同支承着滚筒24。滚筒24的长和直径均可改变。头架14和尾架16分别包括可驱动的支撑轴14a和16a，它们可旋转地支撑滚筒24，并且使滚筒24与滚筒驱动马达(未图示)相耦合。滚筒24可以是塑料或金属的，如锌，典型的是包铜的制版面28，在其上制版的刻头30有一个下文将作进一步讨论的切割工具或触针95(图3)。制版刻头30安置在支架32上(图1)，使得刻头驱动回路34可引起切割工具或触针95(图6)向着滚筒24的方向进退，而此方向通常是滚筒24的中心轴的径向方向。支架32也可滑动地安装在框架12上，使得它可以沿双箭头36所示的方向在滚筒24的全长上往返移动，这与导杆/驱动马达装置相一致(未图示)。一个可编程控制器38控制着制版机10的运作，并控制着刻头30和用于头架14、尾架16、滚筒24和支架32的驱动马达(未图示)的操作。刻头驱动回路34可与控制器38结合成一体，也可如图1所示那样分离。控制器的实施例在1993年2月25日递交的美国专利申请系列U.S.08/022.127，现已授权的美国专利5,424,845中有过披露，该专利申请转让给本专利申请的受让人，因此，本专利申请文件中含有上述专利的内容并作为对比文件。图2-6中更详地描述了本专利技术的刻头30。刻头30包括一个外壳39(图6)，外壳39有一个纵轴42(如图6)和一壳体40，一个固定于壳体40的一端40a处的端壁体44，一个固定于壳体40的另一端40b处的承压滚筒体46，以及一个固定于承压滚筒体46上，远离壳体40的触针臂体48。特别地参看图5，壳体40包括一个内部通道或空腔50，其内装有一个制动器或磁致伸缩元件52。在此实施例中，制动器52通常被设置在壳体40的中心并沿壳体40的纵轴42延伸。制动器52通常为圆柱形，并由磁控制材料制成，磁致伸缩膨胀系数至少为500ppm。一种合适的磁致伸缩材料是一种磁性异向的补偿合金TbxDY1-xFe2，商业上统称TERFENOL-DTM，它包括元素铽(Tb)，镝(Dy)和铁(Fe)。铽和镝都是高磁致伸缩性的镧系元素。TERFENOL-DTM可以从地址为306 South 16th Street，Ames，Iowa 50010的Etrema制造公司购到。在本实施例中，致动器52由七片纵向延伸的通常是细长的TERFENOL-DTM薄片制成。每片厚度约为0.070英寸，它们叠置在一起以形成直径约为0.5英寸、长约3英寸的圆柱棒，其横截面视图如图5所示。致动器52有一个约为4KHz的基本频率，和频率约为12KHz的三次谐波。在所示的实施例中，三次谐波是下面还要描述的刻头30的工作频率。最好，致动器52的长度等于或小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于刻制具有刻版面的照相凹板滚筒的制版机，它包括：一个制版机身；装置在所述刻版机身上的一个头架和一个尾架，所述头架和尾架共同将所述照相凹板滚筒旋转支撑在上述制版机的刻制位置；一个安置在位于所述刻制位置的所述机身上的刻头，使该刻头 可刻制上述刻制面；所述刻头包括：一个外壳；一个用于刻制位于上述制版机制版位置的滚筒的刻制触针；一个位于壳体内并与上述刻版触针耦合的磁致伸缩元件；和一个用于激励所述磁致伸缩元件，引起触头振动，以在所述滚筒刻面上刻出呈预定图案的 小孔的激励器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：里斯特W巴歇尔，
申请(专利权)人：俄亥俄电子刻板公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]