專利名稱：一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置。
技術(shù)背景目前，國內(nèi)外的香煙、酒類、化妝品等產(chǎn)品的包裝，大量使用全 息膜復(fù)合材料或復(fù)合轉(zhuǎn)移材料，這種包裝材料不僅具有普通花色全息 產(chǎn)品的裝飾、點綴效果，而且含有用戶的專用信息和防偽功能，因此， 這種包裝材料廣泛用于中、高檔名牌產(chǎn)品的包裝。上述全息膜復(fù)合材料或復(fù)合轉(zhuǎn)移材料的生產(chǎn)過程如下首先，將 薄膜或具有涂布層的薄膜，通過模壓設(shè)備進行模壓處理，在薄膜上形 成全息光紋信息層；然后，通過真空鍍鋁的方式，在全息光紋信息層 上形成一層光亮的鏡面鋁層，以加強全息光紋的反射效果；隨后，將 全息膜通過復(fù)合或轉(zhuǎn)移的方式與例如紙張等基材結(jié)合，從而制成帶有 全息圖案的包裝材料；最后，在帶有全息圖案的包裝材料上印刷精美 的圖案和文字。在上述全息膜在模壓生產(chǎn)過程中，由于薄膜本身呈透明狀，薄膜 在模壓后鍍鋁前形成全息模壓膜，上述全息模壓膜也呈透明狀，全息 模壓膜上的有全息光紋的版面區(qū)域與無全息光紋版縫區(qū)域兩者的差別 很小，而全息光紋實際上是以光柵的方式體現(xiàn)，對于各個觀察角度均 有不同的呈現(xiàn)影像，人工手動測量時，由于測量者的身體狀況、觀察 角度等因素都會影響到全息模壓膜的重復(fù)長度測量結(jié)果，例如全息模 壓膜的等版幅測量結(jié)果，并且，人工手動測量需要采用離線測量，在 取樣時會因停機、再啟動而造成大量廢品。通過常規(guī)方法采用光電眼對全息模壓膜的版縫進行檢測時，由于 全息模壓膜，版面內(nèi)的光紋是一種光柵，會對投射的光在某一方向上 進行反射，隨著光紋的角度不同，反射的方向也會更改，因此，在全息模壓膜版面內(nèi)，會因光紋的角度不同而引起反射光強的變化，并且， 全息模壓膜上的有全息光紋的版面區(qū)域與無全息光紋版縫區(qū)域兩者的 差別很小，，造成光電眼輸出大量的干擾信號，從而使光電眼無法對全 息模壓膜的重復(fù)長度進行有效的檢測。同時，采用光電眼檢測時，為了避免因全息模壓膜在檢測點處發(fā) 生抖動而產(chǎn)生檢測誤差，光電眼的入射點(即檢測點)越接近傳動輥， 全息模壓膜檢測點的抖動越小，從入射點反射到光電眼的光線越穩(wěn)定， 因此，光電眼檢測到的信號越精確；但是，當入射光線射在輥上時， 由于全息模壓膜呈透明狀，所以，全息模壓膜對入射光的反射相當微 弱，而傳動輥則會對入射光進行強烈的反射，傳動輥的反射光線嚴重 地影響到全息模壓膜上版面區(qū)域與版縫區(qū)域反射光的微小變化，這樣 便影響到光電眼對檢測信號的采集，從而產(chǎn)生檢測誤差。目前，由于沒有有效的全息模壓膜重復(fù)長度的測量方法及其裝置， 現(xiàn)有模壓設(shè)備僅關(guān)注于保證張力的穩(wěn)定，在理想情況下可以得到版幅 長度比較穩(wěn)定的產(chǎn)品。然而，由于溫度、拉伸及熱縮形變、膜料厚度 及伸縮率的變化，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中版幅長度時刻發(fā)生變化，全息模壓 膜的版幅出現(xiàn)誤差， 一般達士0.5mm以上；由于誤差的存在，給后續(xù) 的印刷加工造成大量的損耗，以香煙包裝的凹印印刷方式為例，4拼 條盒的廢品率為50%， 15拼小盒的廢品率為20%。綜上所述，由于全息模壓膜檢測點的抖動和傳動輥對入射光的強 烈反射兩者存在矛盾，所以，采用光電眼對全息模壓膜的版縫進行檢 測時，需要在上述矛盾中尋找到解決矛盾的最佳平衡點，即光電眼的 安裝位置，從而對全息模壓膜的重復(fù)長度進行精確的測量，為生產(chǎn)高 精度的等版幅全息膜材料奠定良好的基礎(chǔ)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長 度測量裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置，包括光電眼、安裝 座、編碼器和計算及顯示單元，上述光電眼通過安裝座安裝在模壓機 傳動輥的上方；上述光電眼的光束與全息模壓膜的相交點為光束的入 射點，上述全息模壓膜與傳動輥的相交點為全息模壓膜的導(dǎo)入點；上 述計算及顯示單元的一個信號輸入端與光電眼的信號輸出端連接，其 另一個信號輸入端與編碼器的信號輸出端連接；其特征在于上述光 電眼位于使其光束的入射點盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo)入點、又使其 光束不與傳動輥表面相交的位置，上述編碼器同軸安裝在傳動輥上。所述光束的入射點與全息模壓膜的導(dǎo)入點之間的距離最好小于 100毫米。這樣，光束的入射點便會盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo)入點。所述安裝座為一個可調(diào)整高度和角度的安裝座，經(jīng)過上述光束的 入射點存在傳動輥第一切線和傳動輥第二切線，上述傳動輥第一切線 位于全息模壓膜上；通過調(diào)整安裝座的高度和角度，使安裝座上光電 眼的光束經(jīng)過上述入射點后，位于傳動輥第二切線上或位于傳動輥第 二切線與全息模壓膜之間。安裝光電眼時，先將安裝座及其上的光電眼最大限度地逼近傳動 輥，并使安裝座上光電眼其光束的入射點盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo) 入點，再將安裝座固定；然后，通過調(diào)整安裝座的高度和角度，使安 裝座上光電眼的光束經(jīng)過上述入射點后，位于傳動輥第二切線上或位 于傳動輥第二切線與全息模壓膜之間，最后，根據(jù)全息模壓膜版面內(nèi) 光紋的光柵特性，即對投射的光在某一方向上進行反射的特性，通過 不斷修整光電眼的位置和光電眼光束的入射方向，使光電眼接收到版 面區(qū)域的反射值與版縫區(qū)域的反射值兩者的差異達到最大，從而得到 光電眼的最佳安裝位置，這樣便將全息模壓膜檢測點的抖動和傳動輥 對入射光的強烈反射兩者對光電眼檢測的影響同時降到最低，從而找 到解決全息模壓膜檢測點的抖動和傳動輥對入射光的強烈反射之間的 矛盾的最佳平衡點，大大降低了光電眼的檢測誤差，使光電眼能夠?qū)?全息模壓膜的重復(fù)長度進行精確的測量，為生產(chǎn)高精度的等版幅全息 膜材料奠定良好的基礎(chǔ)。設(shè)置好光電眼后，調(diào)整光電眼的設(shè)定值，即設(shè)定光電眼反射強度 的閾值，使得版縫經(jīng)過檢測光點時，光電眼能精確地檢測到版縫信息， 并將該信息輸送給計算及顯示單元。所述光電眼最好是小光束激光光電眼，小光束激光光電眼主要用 于探測全息模壓膜的版縫，其光束的寬度根據(jù)全息模壓膜的版縫寬度 而定，其光束的寬度最好小于全息模壓膜的版縫寬度。上述計算及顯示單元可以由PLC或單片機構(gòu)成，主要用于接收光 電眼和編碼器檢測到的信號。上述光電眼將檢測到的版縫信號輸送給 計算及顯示單元，計算及顯示單元根據(jù)兩次版縫信號間收到編碼器的 脈沖信號，計算出實際版幅長度(即重復(fù)長度)，并將該計算值與預(yù)先 設(shè)定的目標長度進行比較，從而得出版幅長度誤差，并將版幅長度、 版幅長度誤差等計算結(jié)果以動態(tài)波形圖的方式進行顯示。假設(shè)安裝編碼器的傳動輥的周長為L，編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù) 為P，則編碼器發(fā)出每個脈沖寬度所表示的材料長度為(L/P)，計算 及顯示單元根據(jù)光電眼產(chǎn)生信號間所接收的脈沖數(shù)M，計算得到版幅 長(即重復(fù)長度)為(L/P) XM，并將該計算值與預(yù)先設(shè)定的目標長 度進行比較，從而得出版幅長度誤差，最后，將版幅長度、版幅長度 誤差等計算結(jié)果以動態(tài)波形圖的方式進行顯示。作為本發(fā)明的進一步改進，所述計算及顯示單元接收到編碼器的 兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B后，根據(jù)兩相脈沖信號A、 B相 差90度相位的特性，對兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B進行正 交邏輯運算處理。假設(shè)安裝編碼器的傳動輥的周長為L，編碼器的脈沖分辨率為P， 編碼器輸出兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B，即編碼器每轉(zhuǎn)輸出 P個脈沖信號A、 B，兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B經(jīng)過正交 邏輯運算處理后，得到4倍頻的脈沖信號，則經(jīng)過正交邏輯運算后得 到的每個脈沖所表示的材料長度為L/ (4P)，計算及顯示單元根據(jù)光 電眼產(chǎn)生信號間所接收的脈沖數(shù)M，計算得到版幅長度為(L/ (4P)〕 XM，并將該計算值與預(yù)先設(shè)定的目標長度進行比較，從而得出版幅長度誤差，并將版幅長度、版幅長度誤差等計算結(jié)果以動態(tài)波形圖的 方式進行顯示。上述正交邏輯運算屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細描述。當脈沖信號A和脈沖信號B其中任一個信號發(fā)生變化時，經(jīng)過正交邏 輯運算后，計算及顯示單元中計數(shù)器的值便加1。經(jīng)過正交邏輯運算 處理后，系統(tǒng)的測量精度提高了4倍。所述計算及顯示單元通過移動平均算法和上下限比較算法過濾掉 不合理的測量值。上述移動平均算法和上下限比較算法均屬于現(xiàn)有技 術(shù)，在此不再詳細描述。通過過濾處理后，將超出誤差范圍的信號過 濾掉，即過濾掉不合理的信號，最大限度地降低干擾信號造成的影響。本發(fā)明對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，由于全息模壓膜在輸送過程 中會沿其導(dǎo)入點上下抖動，越接近于導(dǎo)入點處的全息模壓膜其抖動越 小，所以，光電眼其光束的入射點盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo)入點時， 全息模壓膜在入射點即檢測點處發(fā)生的抖動越小，從而最大可能地減 小光電眼的檢測誤差，但是，光束的入射點只能盡量接近于全息模壓 膜的導(dǎo)入點，而不能與全息模壓膜的導(dǎo)入點重疊，因為入射點與導(dǎo)入 點重疊時，光束正好與傳動輥表面相交，而傳動輥會對入射光產(chǎn)生強 烈反射，傳動輥的反射光線嚴重地影響到全息模壓膜上版面區(qū)域與版 縫區(qū)域反射光的微小變化，這樣便影響到光電眼對檢測信號的采集， 從而產(chǎn)生檢測更大的誤差；由于光電眼的光束不與傳動輥表面相交， 所以，避免了傳動輥對入射光的強烈反射，這樣，當版面區(qū)域與版縫 區(qū)域處于光點之下時，光電眼接收到版面區(qū)域的反射值與版縫區(qū)域的 反射值兩者的差異大，因而大大提高了光電眼的檢測精度。這樣便同 時解決了全息模壓膜檢測點的抖動和傳動輥對入射光的強烈反射兩者 的矛盾，大大降低了光電眼的檢測誤差，使光電眼能夠?qū)θ⒛耗?的重復(fù)長度進行精確的測量，為生產(chǎn)高精度的等版幅全息膜材料奠定 良好的基礎(chǔ)。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的說明。


圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中正交邏輯運算的原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本優(yōu)選實施例中的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置，包括光電眼l、安裝座2、編碼器3和計算及顯示單元4，光 電眼1優(yōu)選小光束激光光電眼，小光束激光光電眼的光束寬度小于全 息模壓膜的版縫寬度，上述光電眼1可以選用德國SICK (施克)公 司生產(chǎn)的型號為SICK ST130—S29的光電眼；編碼器3為一旋轉(zhuǎn)編 碼器，上述編碼器3可以選用日本內(nèi)密控(NEMICON)旋轉(zhuǎn)編碼器， 其型號為NOC — S5000—2MHC;計算及顯示單元4可以由PLC或單 片機構(gòu)成；上述光電眼1通過一個可調(diào)整高度和角度的安裝座2安裝 在模壓機傳動輥5的上方；上述光電眼1的光束與全息模壓膜6的相 交點為光束的入射點C，上述全息模壓膜6與傳動輥5的相交點為全 息模壓膜6的導(dǎo)入點D;上述光電眼1位于使其光束的入射點C盡量 接近于全息模壓膜6的導(dǎo)入點D、又使其光束不與傳動輥5表面相交 的位置；編碼器3同軸安裝在傳動輥5上；計算及顯示單元4的一個 信號輸入端與光電眼1的信號輸出端連接，其另一個信號輸入端與編 碼器3的信號輸出端連接。安裝光電眼1時，先將安裝座2及其上的光電眼1最大限度地逼 近傳動輥5，并使安裝座2上光電眼1其光束的入射點C盡量接近于 全息模壓膜6的導(dǎo)入點D，再將安裝座2固定；經(jīng)過上述入射點C存 在傳動輥第一切線和傳動輥第二切線10，上述傳動輥第一切線位于全 息模壓膜6上；通過調(diào)整安裝座2的高度和角度，使安裝座2上光電 眼1的光束經(jīng)過上述入射點C后，位于傳動輥第二切線10上，顯然， 通過調(diào)整安裝座2的高度和角度，也可以使光電眼1的光束經(jīng)過上述 入射點C后，位于傳動輥第二切線10與全息模壓膜6之間，此時， 光電眼1的位置如圖1中虛線所示；設(shè)置好光電眼1后，調(diào)整光電眼 1的設(shè)定值，即設(shè)定光電眼1反射強度的閾值，使得版縫經(jīng)過檢測光 點時，光電眼1能精確地檢測到版縫信息，并將該信息輸送給計算及 顯示單元4。上述計算及顯示單元4的工作原理如下當計算及顯示單元4接收到光電眼1檢測到的版縫信號后，通過 移動平均算法和上下限比較算法過濾掉不合理測量值；再對兩次版縫 信號間收到編碼器3的脈沖信號A、 B進行正交邏輯運算處理，計算 出實際版幅長度(即重復(fù)長度)，并將該計算值與預(yù)先設(shè)定的目標長度 進行比較，從而得出版幅長度誤差，最后，將版幅長度、版幅長度誤 差等計算結(jié)果以動態(tài)波形圖的方式進行顯示。假設(shè)安裝編碼器3的傳動輥5的周長為L，編碼器3的脈沖分辨 率為P，編碼器3輸出兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B，即編碼 器3每轉(zhuǎn)輸出P個脈沖信號A、 B，兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B經(jīng)過正交邏輯運算處理后，得到4倍頻的脈沖信號，則經(jīng)過正交邏 輯運算后得到的每個脈沖所表示的材料長度為L/ (4P)，計算及顯示 單元4根據(jù)光電眼1產(chǎn)生信號間所接收的脈沖數(shù)M，計算得到版幅長 度為〔L/(4P)〕 XM，并將該計算值與預(yù)先設(shè)定的目標長度進行比較， 從而得出版幅長度誤差，最后，將版幅長度、版幅長度誤差等計算結(jié) 果以動態(tài)波形圖的方式進行顯示。上述正交邏輯運算的原理如圖2所示，當脈沖信號A和脈沖信號 B其中任一個信號發(fā)生變化時，經(jīng)過正交邏輯運算后，計算及顯示單 元4其計數(shù)器的值便加1。例如，開始時，脈沖信號A和脈沖信號B 均為O，經(jīng)過(1/4)脈沖信號周期后，脈沖信號A變?yōu)?，經(jīng)過正交 邏輯運算后，計算及顯示單元4其計數(shù)器的值便加1，此時，計數(shù)器 的當前值為1;經(jīng)過(1/2)脈沖信號周期后，脈沖信號B變?yōu)?,經(jīng) 過正交邏輯運算后，計算及顯示單元4其計數(shù)器的值便加1，此時計 數(shù)器的當前值為2;依次類推，經(jīng)過正交邏輯運算處理后，從而使系 統(tǒng)的測量精度提高了4倍。
權(quán)利要求
1、一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置，包括光電眼、安裝座、編碼器和計算及顯示單元，上述光電眼通過安裝座安裝在模壓機傳動輥的上方；上述光電眼的光束與全息模壓膜的相交點為光束的入射點，上述全息模壓膜與傳動輥的相交點為全息模壓膜的導(dǎo)入點；上述計算及顯示單元的一個信號輸入端與光電眼的信號輸出端連接，其另一個信號輸入端與編碼器的信號輸出端連接；其特征在于上述光電眼位于使其光束的入射點盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo)入點、又使其光束不與傳動輥表面相交的位置，上述編碼器同軸安裝在傳動輥上。
2、 如權(quán)利要求1所述的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置， 其特征在于所述光束的入射點與全息模壓膜的導(dǎo)入點之間的距離小 于100毫米。
3、 如權(quán)利要求2所述的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置， 其特征在于所述安裝座為一個可調(diào)整高度和角度的安裝座，經(jīng)過上 述光束的入射點存在傳動輥第一切線和傳動輥第二切線，上述傳動輥 第一切線位于全息模壓膜上；通過調(diào)整安裝座的高度和角度，使安裝 座上光電眼的光束經(jīng)過上述入射點后，位于傳動輥第二切線上或位于 傳動輥第二切線與全息模壓膜之間。
4、 如權(quán)利要求3所述的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置， 其特征在于所述光電眼為小光束激光光電眼。
5、 如權(quán)利要求3所述的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置， 其特征在于所述計算及顯示單元接收到編碼器的兩相相位相差90 度的脈沖信號A、 B后，根據(jù)兩相脈沖信號A、 B相差90度相位的特 性，對兩相相位相差90度的脈沖信號A、 B進行正交邏輯運算處理。
6、 如權(quán)利要求5所述的在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置， 其特征在于所述計算及顯示單元通過移動平均算法和上下限比較算 法過濾掉不合理的測量值。
全文摘要
一種在線式全息模壓膜的重復(fù)長度測量裝置，包括光電眼、安裝座、編碼器和計算及顯示單元，光電眼通過安裝座安裝在模壓機傳動輥的上方；光電眼的光束與全息模壓膜的相交點為光束的入射點，全息模壓膜與傳動輥的相交點為全息模壓膜的導(dǎo)入點；計算及顯示單元的一個信號輸入端與光電眼的信號輸出端連接，其另一個信號輸入端與編碼器的信號輸出端連接；其特征在于光電眼位于使其光束的入射點盡量接近于全息模壓膜的導(dǎo)入點、又使其光束不與傳動輥表面相交的位置，編碼器同軸安裝在傳動輥上。因此，全息模壓膜在入射點處發(fā)生的抖動小，最大可能地減小光電眼的檢測誤差，同時，避免了傳動輥對入射光的強烈反射，大大提高了光電眼的檢測精度。
文檔編號G01B11/04GK101216292SQ20071003292
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者張俊健, 王培學(xué), 謝名優(yōu), 鎮(zhèn) 趙, 陸維強, 黃佳兒, 黃炳文 申請人:汕頭市鑫瑞紙品有限公司