ПЕЧАТНО-ОТДЕЛОЧНАЯ ЛИНИЯ Российский патент 1996 года по МПК B42C19/00 

Изобретение относится к полиграфической промышленности и может быть использовано при изготовлении книжных блоков или книг в обложке.

Известна печатно-отделочная линия, содержащая последовательно расположенные механизм подачи бумажного полотна с электродвигателем, соединенным с блоком управления подачей бумажного полотна, печатную машину, состоящую из двух офсетных печатных секций, цилиндры которых кинематически связаны с механизмами натиска, два фальцевально-подборочных устройства, каждое из которых работает со своей печатной секцией, включающие в себя дисковые ножи, разрезающие бумажное полотно на полосы, поворотные штанги для собирания полос в пакет, фальцворонки для продольного сгибания пакетов полос, механизмы поперечной рубки пакетов на тетради и подборочное устройство для собирания тетрадей в комплекты, машину для бесшвейного скрепления книжных блоков, машину для их трехсторонней обрезки и приемно-комплектующее устройство.

Основным недостатком известной печатно-отделочной линии являются чрезвычайно большие габариты и масса печатной машины, что обусловливает необходимость специального помещения и затрудняет ее эксплуатацию.

Целью настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.

На фиг. 1 показана компоновочная схема линии с элементами технологического процесса; на фиг. 2 принципиально-технологическая схема печатной машины линии; на фиг. 3 блок-схема системы управления секциями печатной машины линии; на фиг. 4 показана принципиально-технологическая схема фальцевально-подборочной секции линии; на фиг. 5 принципиально-технологическая схема окантовочной секции линии с устройством для приклейки форзацев.

Печатно-отделочная линия состоит из печатной машины (фиг. 1), фальцевально-подборочной секции, окантовочной секции с устройством для приклейки форзацев, машины для трехсторонней обрезки блоков и приемно-комплектующего устройства.

Далее более подробно будут изложены конструктивные особенности и рабочие процессы печатной машины и первых двух секций печатно-отделочной линии. Машина для трехсторонней обрезки и приемно-комплектующее устройство подробно не рассматриваются ввиду их общеизвестности.

Как показано на фиг. 2, печатная машина содержит размоточное устройство 1 с бумажным рулоном 2, закрепленным на его конусах, размоточные валы 3, которые подают в машину бумажное полотно 4, ряд офсетных печатных секций типа "резина к резине" и тянущие валы. Каждая печатная секция включает в себя два формных цилиндра 5 для установки офсетных пластин 6, два офсетных цилиндра 7 и механизм натиска 8, приводимый в действие линейным двигателем 9. Имеются также красочные и смачивающие аппараты. Для привода каждой печатной секции предусмотрены электродвигатели 10, напрямую связанные с одним из формных цилиндров каждой печатной секции. Линейный электродвигатель 9 и электродвигатели 10 электрически связаны с системой управления машиной. На валах электродвигателей 10 установлены датчики 11, выходы которых подсоединены к соответствующим входам электрического блока 12 (фиг. 3) системы управления.

Офсетные цилиндры 7 печатных секций связаны с механизмами натиска 8, приводимыми в действие линейными двигателями 9, входные электрические цепи которых соединены с соответствующими выходами электронного блока 12. К соответствующим выходам этого электронного блока 12 подключены также обмотки управления электродвигателей 10.

Система управления печатной машиной содержит подсистему управления приводом печатных секций, дополненную устройством доворота цилиндров печатных секций на угол, соответствующий незаполненной офсетными формами части формных цилиндров последней печатной секции, и подсистему управления механизмом натиска каждой печатной секции.

Подсистема управления приводом каждой печатной секцией с устройством доворота цилиндров печатной секции содержит микропроцессоры 13 (фиг. 3), один из входов которых подключен к выходу первого счетчика 14. Вход этого счетчика 14 соединен с выходом ведущего кварцевого генератора 15. К вторым входам микропроцессоров 13 подключены выходы датчиков 11. Микропроцессоры 13 имеют также третьи входы, к которым подключены выходы вторых ключей 16. Выходная цепь микропроцессора 13 подключена к входу цифроаналогового преобразователя 17, на выходе которого включен усилитель 18 с выходной цепью в виде обмотки управления электродвигателя 10, напрямую связанного с формным цилиндром 5. К одному из входов второго ключа 16 подключен выходной сигнал перепрограммируемого запоминающего устройства 19, соединенного с клавиатурой 20 задания угла доворота цилиндров печатных секций, а к второму входу подключен второй выход (переполнения) второго счетчика 21.

Подсистема управления механизмом натиска содержит второй счетчик 21, вход которого подключен к выходу кварцевого генератора 15. Первый выход счетчика 21 подключен к единичному входу первого триггера 22, а второй выход этого счетчика подключен к нулевому входу триггера 22 и второму входу второго ключа 16. К выходу первого триггера 22 подключен первый ключ 23, к второму входу которого подключено напряжение питания. На выходе первого ключа 23 подключена обмотка управления линейного электродвигателя 9, кинематически соединенного с механизмом натиска 8. Устройство также имеет триггер и ключ.

Первым устройством фальцевально-подборочной секции является механизм продольной резки бумажного полотна на полосы, состоящий из соответствующего количества пар дисковых ножей 25 (фиг. 4), а также ряда перфорационных (или биговальных) ножей 26. В зоне движения каждой полосы установлены фальцворонки 27 с парой обжимных роликов 28 на выходе каждой из них. После фальцворонок 27 размещается устройство для совмещения сложенных бумажных полос, включающее в себя пару тянущих валиков 29, одну или две пары регулировочных валиков 30 (в зависимости от числа полос, на которые разрезается бумажное полотно), установленных на поворотных рычагах 31, а также два или три клеевых аппарата 32 соплового типа.

За устройством совмещения сложенных полос установлены механизм 33 поперечной рубки и вторая пара тянущих валиков 34 для подачи отрубленных пакетов односгибных тетрадей на второй клеевой аппарат 35 соплового типа, который может совершать возвратно-поступательное движение в процессе работы. Завершается фальцевально-подборочная секция подборочным устройством, состоящим из приемного стола 36, пары подающих валиков 37, переднего упора 38, вакуумного ролика 39 и звездочек 40 с лопастями, которые заталкивают пакеты односгибных тетрадей на приемный стол 36. На выходной части приемного стола 36 установлен толкатель 41, осуществляющий вывод подобранных блоков со стола в окантовочную секцию.

Между окантовочной секцией и приемным столом 36 фальцевально-подборочной секции расположено устройство для приклейки форзацев к книжным блокам, содержащее транспортную систему 42 (фиг. 5), клеевой аппарат 43 и два самонаклада форзацев 44. На входе в окантовочную секцию установлены два клеевых аппарата 45 и 46. Клеевой аппарат 45 служит для нанесения клея на форзацы блоков под клапана окантовки, аппарат 46 для промазки клеем корешков блоков. На аппарате 46 имеется упор 47, который останавливает блоки, идущие по клеевым валикам. Окантовочная секция содержит также приемный стол 48, на котором смонтированы подающая планка 49, излучатель 50 электрического поля СВЧ, устройство для разрезки окантовочного материала между блоками, состоящее из пилообразного ножа 51 и угольника 52, а также толкатель 53, который выводит отделенные от стопы блоки со стола 48 для дальнейшей обработки. Имеется толкатель 54, который передвигает блоки из клеевого аппарата 46 на приемный стол 48. Перед клеевым аппаратом 46 установлено зарядное устройство для бобины 55 окантовочного материала.

В системе управления имеются также триггер 57 и ключ 58.

Печатно-отделочная линия работает следующим образом. Размоточные 3 и тянущие валы 24, как показано на фиг. 2, перемещают бумажное полотно 4, разматываемое с рулона 2, с заданной скоростью, Формные цилиндры 5 и офсетные цилиндры 7 всех секций во время печати вращаются таким образом, что линейная скорость их периферии равна скорости движения бумажного полотна. При этом нормальное положение печатных секций с выключенным натиском, т. е. офсетные цилиндры отведены друг от друга и не касаются бумажного полотна. По команде от системы управления включается механизм натиска 8 первой печатной секции, вследствие чего офсетные цилиндры 7 секции сходятся, прижимаясь друг к другу и к бумажному полотну, и делают один полный оборот. В результате этого на бумажном полотне 4 отпечатывается первая группа страниц, после чего натиск в первой печатной секции автоматически выключается и ее офсетные цилиндры расходятся. Когда конец первой группы страниц подойдет к вертикальной плоскости, проходящей через оси офсетных цилиндров 7 второй печатной секции, включается ее механизм натиска. Прижатые друг у другу и к бумаге офсетные цилиндры также делают один полный оборот и после отпечатывания второй группы страниц расходятся. Аналогичным образом происходит печать во всех последующих печатных секциях, вплоть до последней, где на формных цилиндрах 5 может быть расположен неполный комплект форм страниц.

Первая секция включается повторно, после того как мимо нее пройдет весь участок бумажного полотна, на котором размещаются все страницы печатаемой книги и рабочий цикл печатной машины повторяется. В том случае, когда в последней печатной секции машины печатается неполная группа страниц, длина участка бумажного полотна, содержащего полный комплект страниц книги, не будет кратной длине развертки окружности формного и офсетного цилиндров (т. е. длине полной группы страниц, печатаемых в одной секции). В то же время при включении натиска офсетные цилиндры печатных секций должны входить в контакт с бумагой и друг с другом непосредственно перед началом печати своей группы страниц и при этом начало оттиска должно располагаться в заданном месте бумажного полотна. Для достижения этого цилиндры каждой секции должны быть довернуты на угол, соответствующий незаполненной офсетными формами части формного цилиндра последней печатной секции. Такой доворот согласно данному изобретению начинается сразу после отключения механизма натиска соответствующей секции в предыдущем цикле, причем он плавно заканчивается к последующему включению механизма натиска этой же секции. Угол доворота задается клавиатурой 20 (фиг. 3) при настройке печатной машины на очередной тираж. Если в последней печатной секции печатается полная группа страниц, доворот печатных секций не требуется.

Доворот печатных секций на заданный клавиатурой 20 угол производится их двигателями ЭД 10 по команде от подсистемы управления приводом, дополненной специально разработанным устройством доворота. Работа указанных подсистем происходит следующим образом. На вход первого счетчика 14 (фиг. 3) от кварцевого генератора (КГ) 15 поступают импульсы постоянной частоты с фиксированным периодом Т. На выходе первого счетчика (СЧ) 14 появляется параллельный двоичный код, возрастающий на одну двоичную единицу через каждый интервал времени Т. Этот интервал времени задает скорость нарастания двоичного кода и, следовательно, скорость вращения электродвигателя ЭД 10, соединенного с формными цилиндрами 5 (фиг. 2). Параллельный двоичный код с выхода первого СЧ 14 подается на первый вход микропроцессора (МП) 13, на второй вход которого подается параллельный двоичный код с датчика (ДОС) 11, соединенного с валом ЭД 10. Каждому угловому положению вала ЭД 10 соответствует определенный двоичный код на выходе ДОС 11. Алгоритм функционирования МП 13 выбирается таким, что на его выходе имеет место постоянный двоичный код, если коды с выходов ДОС 11 и СЧ 14 совпадают. Если же эти коды не совпадают, то выходной код МП 13 изменяется, что ускоряет или замедляет вращение ЭД 10 таким образом, чтобы выходной код ДОС 11 стал совпадать с выходным кодом первого СЧ 14 по кратчайшему пути. Выходной код МП 13 поступает на вход цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 17 и преобразуется в напряжение, которое поступает на вход усилителя 18. Напряжение усиливается и с выхода усилителя 18 поступает на обмотку управления ЭД 10. Таким образом, при постоянном выходном коде микропроцессора МП 13 двигатель 10 вращается с такой постоянной скоростью, что в каждый момент времени выходной код датчика ДОС 11 равен выходному коду СЧ 14. Подсистема управления приводом всех секций работает одинаково.

Подсистемы управления механизмом натиска 8 одинаковы для всех секций со второй по последнюю, и только подсистема управления механизмом натиска первой секции имеет небольшое отличие. Эти подсистемы состоят из перепрограммируемого запоминающего устройства (ППЗУ) 19, второго ключа 16, второго СЧ 21, первого триггера 22, первого ключа 23 и линейного электродвигателя 9. При настройке печатно-отделочной линии на печать каждой новой книги при помощи клавиатуры 20 в ППЗУ 19 заносится двоичный код, соответствующий незаполненной офсетными формами части окружности формных цилиндров последней печатной секции. Выходной двоичный код с ППЗУ 19 поступает на закрытые вторые ключи 16 всех секций, в т. ч. и в первую. На вход СЧ 21 первой секции все время поступают импульсы от КГ 15. Второй СЧ 21 имеет два выхода. На первом выходе появляется импульс после поступления M₁ импульсов на вход второго СЧ 21 M₁ количество импульсов, пропорциональное длине бумажного полотна, необходимой для размещения всех страниц книжного блока). Число M₁ заносится при настройке печатно-отделочной линии на выпуск каждой новой книги в СЧ 21, который является блоком установки интервала последовательного включения натиска офсетных цилиндров после прохождения участка бумажного полотна с полным комплектом страниц книги.

При появлении импульса на первом выходе СЧ 21 первый триггер 22 устанавливается в положение "1" и открывает первый ключ 23, через который подключается напряжение питания к обмотке линейного двигателя 9. Линейный двигатель 9 срабатывает и приводит в движение механизм натиска 8, благодаря чему офсетные цилиндры 7 входят в контакт с бумагой и дpуг с другом. На втором выходе второго СЧ 21 импульс появляется после поступления M₁+m₁ импульсов на его вход. (Здесь m₁ количество импульсов, пропорциональное длине бумажного полотна, на которой размещается группа страниц, печатаемая в первой печатной секции, т. е. длине окружности офсетных цилиндров). Значение числа m₁ обеспечивается соответствующим изготовлением второго СЧ 21. Импульс со второго выхода второго СЧ 21 ставит первый триггер 22 в положение "0", при этом размыкается первый ключ 23 и таким образом отключается питание обмоток линейного двигателя 9, после чего механизм натиска возвращается в исходное положение под действием пружины.

Импульс со второго выхода второго СЧ 21 открывает также второй ключ 16, при этом двоичный код с выхода ППЗУ 19 поступает на третий вход МП 13 и добавляется к двоичному коду с выхода первого СЧ 14. Благодаря работе подсистемы управления приводом печатных секций, после окончания переходного процесса код с выхода датчика 11 сравнивается с новым кодом, задающим положение ротора электродвигателя 10, после чего формные 5 и офсетные цилиндры 7 секции дополнительно довернутся на угол, равный углу незаполненной офсетными формами части формного цилиндра последней печатной секции. Импульс со второго выхода второго СЧ 21 первой печатной секции поступает также на запуск подсистемы управления механизмами натиска следующей (второй) секции. Эта подсистема управления отличается от подсистемы управления механизмом натиска 8 первой секции наличием дополнительного второго триггера 57 и третьего ключа 58. Она работает следующим образом. Импульс с второго выхода второго СЧ 21 первой секции поступает на первый вход второго триггера 57 второй секции и ставит его в положение "1", при этом открывается третий ключ 58 и импульсы от КГ 15 начинают поступать на вход второго СЧ 21. В дальнейшем работа подсистемы управления механизмом натиска 8 второй секции соответствует работе подсистемы управления механизмом натиска первой секции. При этом первый триггер 22 второй секции устанавливается в положение "1" после поступления M₂ импульсов на вход второго счетчика 21. (Число M₂ пропорционально шагу между печатными секциями). Значение числа M₂ обеспечивается соответствующим изготовлением второго СЧ 21 второй печатной секции.

Во всех последующих секциях подсистема управления механизмом натиска 8 работает так же, как и во второй секции. Необходимо отметить только, что импульсы с второго выхода второго СЧ 21 последней секции поступают на второй вход второго триггера 57 и не поступают на запуск системы следующей секции ввиду ее отсутствия. Необходимо отметить также, что второй выход второго СЧ 21 последней секции должен быть перестраиваемым, т. к. m_N количество импульсов, пропорциональное длине участка бумажного полотна, запечатываемого в последней секции, а она может быть различной для разных изданий.

Таким образом, после прохождения всех секций из печатной машины выходит участок бумажного полотна с полным комплектом страниц книги.

Отпечатанное в печатной машине бумажное полотно 4 (фиг. 3) с полными комплектами страниц книги поступает в фальцевально-подборочную секцию, где оно сначала разрезается дисковыми ножами 25 на полосы, которые перфорируются (бигуются) ножами 26 по линии будущего сгиба и подаются на фальцворонки 27. На фальцворонках осуществляется продольное складывание полос пополам. Ролики 28 обжимают места сгиба полос. Сложенная пополам полоса содержит последовательный ряд односгибных (четырехстраничных) тетрадей книги. Сложенные на фальцворонках 27 полосы собираются в комплект на тянущих валиках 29. На пути от роликов 28 до валиков 29 на крайние полосы клеевыми аппаратами 32 наносятся узкие полоски клея шириной 2-3 мм, расположенные у сгибов полос. Полоски клея скрепляют сложенные полосы в комплекте. Средняя сложенная полоса огибает регулировочные валики 30, закрепленные на поворотном рычаге 31. Валики 30 устанавливаются таким образом, чтобы длина средней полосы на участке от роликов 28 до валиков 29 была бы такой же, как у крайних полос. Таким образом будет обеспечено одинаковое расположение страниц на всех полосах комплекта. Затем комплект полос поступает в механизм поперечной рубки 33, который разрубает комплект полос на пакеты односгибных тетрадей, из которых будет составляться книжный блок.

На все пакеты односгибных тетрадей, составляющих книжный блок, за исключением первого, клеевой аппарат 35 наносит такую же узкую полоску клея, также расположенную в районе сгиба, как на сложенных полосах. Отрубленные пакеты односгибных тетрадей подающими валиками 37 по одному вводятся на приемный стол 36, доводясь до переднего упора 38. В случае отскока пакета от упора 38 вакуумный ролик 39 притолкнет пакет к нему обратно. Лопасти вталкивающих звездочек 40, воздействуя на пакет односгибных тетрадей у корешка и переднего обреза, проталкивают его по приемному столу к горизонтальной стопе ранее набранных пакетов, прижимая его к крайнему, и вся стопа продвигается по столу на один шаг. Таким образом, на приемном столе образуется стопа из книжных блоков, состоящих из односгибных тетрадей, склеенных друг с другом узкими полосками клея у корешков сгибов.

Книжные блоки с приемного стола 36 фальцевально-подборочной секции подаются выводным толкателем 41 на транспортирующую систему 42 устройства для приклейки форзацев (фиг. 5). Книжный блок, перемещаясь транспортирующей системой 42, проходит через клеевой аппарат 43, ролики которого наносят полоски клея на крайние листы книжного блока у корешка. Самонаклады 44 отделяют от стоп форзацы и подают их в позиции приклейки, расположенные по обе стороны книжного блока. При прохождении блоком этих позиций происходит приклеивание форзацев к книжному блоку. Прижим форзацев к блоку осуществляется роликами клеевого аппарата 45, который одновременно наносит клей на форзацы для приклейки клапанов окантовки. Когда блок проходит по роликам клеевого аппарата 46, на его корешок наносится клей для приклейки окантовочного материала. Пройдя клеевой аппарат 46, блок останавливается упором 47, после чего толкатель 54 перемещает его на приемный стол 48. При подходе к кромке стола 48 блок встречает окантовочный материал, поднятый подающей планкой 49, после чего она быстро опускается вниз, освобождая блоку дорогу. Блок, продолжая движение, заходит на приемный стол 48 вместе с окантовочным материалом, разматываемым с бобины 55. В крайнем положении толкателя 54 первый форзац блока находится в одной плоскости с краем стола 48. Подающая планка 49 поднимается вверх над верхней поверхностью стола на ширину клапана окантовки, увлекая за собой окантовочный материал, после чего стол готов к приему следующего блока. В результате этого корешковая часть блока оказывается обтянутой окантовочным материалом. В процессе перемещения по столу блоки проходят зону действия электрополя СВЧ (50) и высушиваются. Перед сходом крайнего блока стопы с приемного стола 48 окантовочный материал между крайним блоком и соседним разрезается ножом 51. При этом угольник 52 захватывает крайний блок и отводит его от соседнего на 5-6 мм, в результате чего образуется щель для свободного захода ножа 51. Рабочие положения угольника 52 и ножа 51 регулируются в соответствии с толщиной изготовляемого блока. Толкатель 53 выводит крайний блок с приемного стола 48 на транспортер (не показан), подающий его на машину для трехсторонней обрезки. После обрезки блоки направляются в приемно-комплектующее устройство, где собираются в стопы.

Сущность изобретения: печатная отделочная машина линии составляется из ряда печатных секций типа "резина к резине", каждая из которых печатает на бумажном полотне, разматываемом с рулона, свою группу страниц. Нормальное положение печатных секций - с выключенным натиском. При проходе через секцию участка бумажного полотна, где должна располагаться соответствующая группа страниц, включается натиск и производится печать этой группы. Каждая печатная секция приводится в действие от индивидуального моментного двигателя, который управляется электронной системой. Эта же система управляет механизмом натиска. Необходимость привода печатных секций от индивидуальных управляемых двигателей обусловлена тем, что при печати одной из секций неполной группы страниц требуется доворот цилиндров секций на определенной угол. В фальцевально-подборочной секции запечатанное полотно разрезается на полосы, каждая из которых содержит два продольных ряда страниц. Полосы сгибаются вдвое на фальцворонках, после чего на них (через одну) наносятся тонкие и узкие полоски клея, располагающиеся у их сгибов. Полосы склеиваются друг с другом и направляются в механизм поперечной рубки, где пакет полос разрубается на пакеты односгибных тетрадей, склеенных друг с другом полосками клея у корешковых сгибов. 5 ил.

Печатно-отделочная линия, содержащая последовательно расположенные механизм подачи бумажного полотна с электродвигателем, соединенным с блоком управления подачей бумажного полотна, печатную машину, состоящую из офсетных печатных секций, цилиндры которых кинематически связаны с линейными двигателями механизмов натиска, связанными с блоками управления механизмами натиска, фальцевально-подборочное устройство, включающее дисковые ножи для разрезки бумажного полотна на полосы, фальцворонки для складывания полос пополам, поворотные штанги для сбора полос в пакет и механизм поперечной рубки, подборочное устройство для сбора тетрадей в комплекты, окантовочное устройство, устройство для трехсторонней обрезки книжных блоков и приемно-комплектующее устройство, отличающаяся тем, что печатная машина снабжена последовательно соединенными кварцевым генератором и счетчиком, последовательно включенными блоком задания угла доворота цилиндров печатных секций и запоминающим устройством, соответствующими печатным секциям блоками управления позиционированием по углу поворота и доворотом цилиндров печатных секций, механизм подачи бумажного полотна снабжен установленными в каждой печатной секции дополнительными электродвигателями и связанными с ними дополнительными блоками управления подачей бумажного полотна, а также установленными на валах всех электродвигателей датчиками положения, фальцевально-подборочное устройство снабжено размещенными после фальцворонок клеевыми аппаратами для склеивания сложенных пополам полос, а подборочное устройство для сбора тетрадей в комплекты выполнено в виде стола, снабженного на входе клеевым аппаратом, и размещенными на валу привода вакуумным роликом и вталкивающими звездочками с лопастями, а на выходе толкателем для передачи комплектов в окантовочное устройство, при этом окантовочное устройство имеет стол, связанный с узлом проводки окантовочного материала, подающую планку, находящуюся в контакте с передней кромкой стола с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения, узел для резки окантовочного материала и толкатели, один из которых установлен на входе стола, а другой на выходе, после узла для резки окантовочного материала, причем в каждой печатной секции выход датчика положения вала электродвигателя соединен с первыми входами блока управления подачей бумажного полотна, выходы запоминающего устройства соединены с информационными входами блоков управления позиционированием по углу поворота и доворотом цилиндров печатных секций, которые первыми выходами связаны с вторыми входами блоков управления подачей бумажного полотна, а вторыми выходами с входами блоков управления механизмами натиска, выходы счетчика подключены к третьим входам блока управления подачей бумажного полотна, причем выход кварцевого генератора дополнительно соединен с управляющими входами блоков управления механизмами натиска печатных секций.