專利名稱：一種高速安全線防偽紙的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉紙張的制造方法，特別是一種高速施放安全線的、防偽紙張的制造方法。
背景技術：
在特種防偽紙，如鈔票中，埋入成品安全線是常用的防偽方法之一。通常安全線是塑料薄膜制成的寬0.8-2.5毫米、厚20-40微米的細窄線條，在特種紙的生產(chǎn)過程中，傳統(tǒng)的安全線施放方式是，通過一施放管將安全線(1)從放線裝置(參見圖1)上被動拖出導入紙漿料中，使紙漿纖維沉積在安全線(1)的周圍，從而使安全線(1)埋入紙內(nèi)，形成具有安全線(1)的特種防偽紙。由于所生產(chǎn)的紙屬于低克重的紙張，圓網(wǎng)紙機的車速較低，一般在20-80米/分，單位時間的產(chǎn)量要求較低，因此安全線(1)可以采用被動放線裝置(參見圖1)，低速時，安全線(1)不易翻轉、不易被扯斷。然而，對于生產(chǎn)高克重、高質量的卡紙、板紙來說，就必須采用高速紙機，而不宜采用低速(圓網(wǎng))紙機，實踐也證明，生產(chǎn)高克重、高質量的、高產(chǎn)量的卡紙、板紙，是不能夠采用被動放線裝置(參見圖1)的，否則，就會出現(xiàn)頻繁斷線、頻繁停機接線的現(xiàn)象，這對于大工業(yè)生產(chǎn)來說，是不能接受的。
在現(xiàn)代工業(yè)領域廣泛應用的機電一體化產(chǎn)品——交流伺服系統(tǒng)(或變頻控制系統(tǒng))，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設備的重要驅動源之一，是工業(yè)自動化不可缺少的基礎技術，已是一種廣泛應用的定型產(chǎn)品。交流伺服系統(tǒng)(或變頻控制系統(tǒng))是一種自動控制系統(tǒng)，它以足夠的位置控制精度(定位精度)、位置跟蹤精度(位置跟蹤誤差)和足夠快的跟蹤響應速度作為主要控制目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高速施放安全線的防偽紙張的制造方法。
本發(fā)明“一種高速安全線防偽紙的制造方法”的技術方案如下在紙機上，給每一條安全線(1)安裝一臺放線裝置，從而將安全線(1)施放埋入紙內(nèi)，其特征在于，它包括以下步驟a、在所述放線裝置上，安裝變頻控制器(13)及其變頻電機(14)，或者安裝伺服驅動器(13)及其伺服電機(14)，從而制成一種電動(主動)放線裝置；換言之，電動放線裝置是一種采用了變頻控制系統(tǒng)或交流伺服系統(tǒng)的主動(智能化)開卷器(參見圖7)；b、在所述電動放線裝置上，安裝編碼器(10)，以及緩沖阻尼器，并將編碼器(10)與緩沖阻尼器(通過轉動機構實現(xiàn))連動；緩沖阻尼器所起的作用是，一方面對安全線(1)的速度、張力急劇變化起緩沖作用，另一方面對安全線(1)的張力可做調節(jié)，再一方面是利用較小的安全線(1)的張力，獲取較大的轉矩以推動編碼器(10)工作，從而檢測出安全線(1)的速度變化、張力變化信號；c、將編碼器(10)信號輸出線與變頻控制器或伺服驅動器(13)線路連通，從而將檢測獲取的安全線(1)的速度變化信號、張力變化信號，傳輸給變頻控制器或伺服驅動器(13)，從而(通過相應程序)控制電動放線裝置跟蹤安全線(1)被拖動的張力或速度變化而主動放線。換言之，編碼器(10)將檢測到的安全線(1)的瞬間速度變化(含張力變化)，以電信號的方式反饋給變頻控制系統(tǒng)或交流伺服系統(tǒng)，從而驅動放線裝置的執(zhí)行電機運轉(加速、減速、保持勻速、停機)，使之跟蹤安全線(1)被拖動的速度變化而主動變化放線速度。
為了減少停機換線頻率，可在每一個主動放線裝置上，一次裝載5-20萬米/卷的安全線(1)。
為了防止埋有安全線(1)的位置紙面，因加入安全線(1)而凸起，所述安全線(1)的厚度最好為厚度≤5微米、或厚度≤8微米、或厚度≤12微米、或厚度≤15微米、或厚度≤20微米。
可取的是，所述緩沖阻尼器，至少由過線滑輪(3)構成(可應用于直線編碼器)，也可由杠桿(6)、轉軸(8)、過線滑輪(3)構成，還可包括補償彈簧(5)、調節(jié)錘(7)(參見圖2)。補償彈簧(5)和調節(jié)錘(7)是用來調節(jié)安全線(1)張力和杠桿(6)的平衡，旋緊、放松彈簧(5)或左右移動調節(jié)錘(7)，可改變安全線(1)的放線張力或杠桿(6)的平衡；使用中，當安全線(1)被拖動的速度(在這里，張力是安全線速度變化的力學特征)增加、減少時，安全線(1)必然通過過線輪(3)將杠桿(6)抬起、放下，從而通過轉軸(8)帶動編碼器(10)順時針、逆時針旋轉。換言之，安全線(1)被拖動的速度變化特征，通過緩沖阻尼器帶動編碼器(10)即時檢測到并輸出了其速度變化特征電信號。
可取的是，可在紙機上安裝壓輥(17、18)，由壓輥(17、18)拖動安全線(1)與紙張同步前進，最好使安全線(1)繞過壓輥(17)貼附于紙漿層(20)上。為了固定和調節(jié)安全線(1)間距，最好在壓輥(17、18)附近，安裝一根橫梁(19)，在橫梁(19)上安裝一個個過線輪(2)。
可取的是，所述變頻控制系統(tǒng)，是一種閉環(huán)變頻控制系統(tǒng)。
可取的是，所述交流伺服系統(tǒng)，是一種閉環(huán)數(shù)碼交流伺服系統(tǒng)。
可取的是，所述緩沖阻尼器，可安裝單個滑輪或至少兩個過線滑輪(3)，最簡單的設計方案是，僅僅依靠一個過線滑輪(3)的上下移動(物理位移)，直接推動直線編碼器(10)工作(參見圖8)。
可取的是，最好將所述安全線(1)于紙機的復合部，施放于紙張的面(正反數(shù)第一)層(20)與第二層(21)之間，并將面層(20)調配為半透明層，以便識別時，肉眼可透過該層直接看見安全線(1)上的文字、符號、圖形。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是1、車速高、不斷線由于設計了智能化、自動化、主動、電動、跟蹤放線裝置，因此，放線速度、張力完全可滿足高速紙機車速要求，不斷線、不翻轉，可實現(xiàn)高速度、高質量、不停機連續(xù)生產(chǎn)，試驗證明，本裝置可適應10-800米/分車速的紙機生產(chǎn)。
2、大卷放線、換線次數(shù)少、正品率高由于電動放線裝置可采用大卷安全線，每卷線長達5-10萬米，不用頻繁換線，因此，可減少換線所產(chǎn)生的廢次品，有利于提高紙張正品率。
3、張力均勻、大小可控，紙張平整由于電動放線裝置張力可調、均勻穩(wěn)定，因此，紙面不會出現(xiàn)因張力不勻所產(chǎn)生的皺褶現(xiàn)象，紙面平整光滑。
4、可使用超薄安全線因張力均勻、大小可控、不會斷線，所以，可使用超薄安全線，從而有利于制造表面平整度要求很高的紙張。


下面用

本發(fā)明，本發(fā)明并不限于附圖所示內(nèi)容，并且在附圖中，用相同的標號表示相同的部件或作用相同的部件。
圖1是一種現(xiàn)有被動放線裝置示意圖。
圖2是本發(fā)明采用的一種(雙輪)緩沖阻尼器示意圖。
圖3是本發(fā)明采用的一種(旋轉)編碼器傳動機構示意圖。
圖4是本發(fā)明采用的一種放線壓輥機構示意圖。
圖5是本發(fā)明采用的一種控制過程流程圖。
圖6是本發(fā)明電器部分示意圖。
圖7是本發(fā)明一種放線裝置(開卷器)外觀示意圖。
圖8是本發(fā)明采用的一種緩沖阻尼器(采用直線編碼器)的結構示意圖。
(1)安全線，(2)固定過線輪，(3)運動過線輪，(4)大卷安全線，(5)補償彈簧，(6)杠桿，(7)平衡錘，(8)傳動軸，(9)編碼器旋轉軸，(10)編碼器(10a為直線編碼器探測頭，10b為直線編碼器傳感棒)，(11)傳動軸上的主動輪，(12)編碼器上的從動輪，(13)變頻控制器或伺服驅動器，(14)變頻電機或伺服電機，(15)電機轉軸，(16)連接電線，(17)壓輥，(18)壓輥，(19)橫梁，(20)面紙層，(21)第二層紙，(22)側立鋼板。
具體實施例方式實施例一參見圖2-8，選購中國常州弘電工業(yè)控制設備有限公司生產(chǎn)的MR-J2S交流伺服系統(tǒng)，其技術參數(shù)為，電源200-230VAC±10％，50HZ±5％，功率范圍50W～7KW，速度頻率響大于250Hz，分辨率131072P/rev編碼器；內(nèi)置RS-232C通訊接口。
在轉軸(15)上設置一直徑為152mm的軸芯套筒，以適應5-20萬米/卷的大卷安全線(1)，將軸芯套筒、伺服電機(14)通過同一轉軸(15)安裝到400mm×380mm×8mm的側立鋼板(22)上，并將4個過線輪(2)、以及緩沖阻尼器安裝到側立鋼板(22)上。
選用300mm×30mm×5mm的鋁板作為杠桿(6)，在其一端安裝兩個3mm厚、直徑為280mm的過線輪(3)，在其另一端100mm處安裝一轉軸(8)，在其100mm以內(nèi)安裝1-2個200g的平衡錘(7)，固定一補償彈簧(5)，并將杠桿(6)通過轉軸(8)安裝到側立鋼板(22)上，在轉軸(8)的另一端，安裝一皮帶輪(11)，再通過皮帶與安轉固定在側立鋼板(22)上編碼器(10)軸(9)上的從動輪(12)連動，其主/從動皮帶輪的周長比為5/1。
將伺服電機(14)、編碼器(10)與變頻控制器或伺服驅動器(13)連接起來，接通電源，即構成自動化、電動化、主動、跟蹤安全線(1)拖動速度變化的放線裝置，即安全線開卷器。
將上述安全線開卷器安裝到造紙機上，再在紙機復合部安裝一對直徑180mm的壓輥(17、18)，該壓輥最好一根為橡膠輥，將安全線(1)穿過壓輥(17、18)，開啟開卷器和紙機，即可將安全線(1)貼附于紙層(20、21)之間，從而制出安全線防偽紙。為了滿足不同的用戶需求，紙張上相鄰兩條安全線(1)的距離，應易于調整，因此，最好在壓輥(17、18)附近安裝一與壓輥平行的橫梁(19)，將定位輪(2)安裝于橫梁(19)上，以便于定位輪(2)左右調整，以確定安全線(1)的間距。
實施例二參見圖2-8，選購中國常州弘電工業(yè)控制設備有限公司生產(chǎn)的MR-J2S交流伺服系統(tǒng)，其技術參數(shù)為，電源200-230VAC±10％，50HZ±5％，功率范圍50W～7KW，速度頻率響大于250Hz，分辨率131072P/rev編碼器；內(nèi)置RS-232C通訊接口。
在轉軸(15)上設置一直徑為152mm的軸芯套筒，以適應5-20萬米/卷的大卷安全線(1)，將軸芯套筒、伺服電機(14)通過同一轉軸(15)安裝到400mm×380mm×8mm的側立鋼板(22)上，并將4個過線輪(2)安裝到側立鋼板(22)上。
在側立鋼板(22)上開一個長500mm，寬20mm的長孔，長孔外側安裝一個3mm厚、直徑為280mm的過線輪(3)，過線輪(3)通過一個15mm長的軸與直線編碼器探測頭(10a)連接，直線編碼器傳感棒(10b)固定安裝在側立鋼板(22)上，直線編碼器探測頭(10a)可在直線編碼器傳感棒(10b)上方上下移動。
將伺服電機(14)、編碼器(10)與伺服驅動器(13)連接起來，接通電源，即構成自動化、電動化、主動、跟蹤安全線(1)拖動速度變化的放線裝置，即安全線開卷器。
將上述安全線開卷器安裝到造紙機上，再在紙機復合部安裝一對直徑180mm的壓輥(17、18)，該壓輥最好一根為橡膠輥，將安全線(1)穿過壓輥(17、18)，開啟開卷器和紙機，即可將安全線(1)貼附于紙層(20、21)之間，從而制出安全線防偽紙。為了滿足不同的用戶需求，紙張上相鄰兩條安全線(1)的距離，應易于調整，因此，最好在壓輥(17、18)附近安裝一與壓輥平行的橫梁(19)，將定位輪(2)安裝于橫梁(19)上，以便于定位輪(2)左右調整，以確定安全線(1)的間距。
權利要求
1.一種高速安全線防偽紙的制造方法，它包括在造紙機上給每一條安全線(1)安裝一臺放線裝置，從而將安全線(1)施放埋入紙內(nèi)，其特征在于，它包括以下步驟a、在所述放線裝置上，安裝變頻控制器(13)及其變頻電機(14)，或者安裝伺服驅動器(13)及其伺服電機(14)，從而制成一種電動放線裝置；b、在所述電動放線裝置上，安裝編碼器(10)以及緩沖阻尼器，并將編碼器(10)與緩沖阻尼器連動；c、將編碼器(10)信號輸出線與變頻控制器或伺服驅動器(13)電路連通，從而將檢測獲取的安全線(1)的速度變化信號、張力變化信號，傳輸給變頻控制器或伺服驅動器(13)，控制電動放線裝置跟蹤安全線(1)被拖動的張力或速度變化而主動放線。
2.按照權利要求1所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于所述變頻控制器(13)及其變頻電機(14)，構成一種閉環(huán)變頻控制系統(tǒng)。
3.按照權利要求1所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于所述伺服驅動器(13)及其伺服電機(14)，構成一種閉環(huán)數(shù)碼交流伺服系統(tǒng)。
4.按照權利要求1、2或3所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟在紙機上安裝壓輥(17)，由壓輥(17)拖動安全線(1)與紙張同步前進。
5.按照權利要求4所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟所述壓輥(17)附近，安裝一根橫梁(19)，再在橫梁(19)上安裝一個個過線輪(2)。
6.按照權利要求4所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟所述安全線(1)繞過壓輥(17)貼附于紙漿層(21)上。
7.按照權利要求1、2或3所述的一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟將所述安全線(1)于紙機的復合部，施放于紙張的面層(20)與第二層(21)之間，并將面層(20)調配為半透明層。
8.按照權利要求1至7所述的任何一種高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于，它包括以下步驟在每一個電動放線裝置上，一次裝載5-20萬米/卷的安全線(1)。
9.按照權利要求1至7所述的任何一種中高速安全線防偽紙的制造方法，其特征在于所述安全線(1)的厚度≤5微米、或厚度≤8微米、或厚度≤12微米、或厚度≤15微米、或厚度≤20微米。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高速安全線防偽紙的制造方法，它在紙機上安裝了自動、主動、電動放線裝置，該裝置上的緩沖阻尼器與編碼器能夠檢測并輸出脈沖信號，從而通過變頻控制系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)跟蹤安全線的速度、張力變化而主動放線，使用該方法造紙，使用安全線薄、不斷線、換線頻率低、車速高、紙面平整無凸起、產(chǎn)品正品率高。
文檔編號D21H21/42GK1584203SQ2004100596
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月16日 優(yōu)先權日2004年6月16日
發(fā)明者陸航程 申請人:海南亞元防偽紙業(yè)有限公司