一种带双向开牙叼纸机构的平张纸胶印自动剔废系统及方法与流程

本发明涉及平张纸印刷机械设备，具体涉及一种带双向开牙叼纸机构的平张纸胶印自动剔废系统及方法。

背景技术：

1、平张纸胶印印刷机广泛应用于食品、书刊、化妆品、烟包及电子包装等印刷包装领域。平张纸胶印印刷机为大型连续化生产线，开机后非转产或特殊情况不会停机，处于高速连续运转状态，印刷速度通常高达15000张/小时。为保障印刷品质，机器视觉在线检测系统已被广泛配置于平张纸胶印机中，用于在印刷过程中实时采集平张纸表面的图像信息，并检测出印刷缺陷或原材料纸张自带的瑕疵。

2、然而，尽管机器视觉系统能够实时识别缺陷，现有平张纸胶印印刷机的收纸与分选结构在实际配合中仍存在以下技术缺陷：

3、第一，在线检测与物理剔废脱节，瑕疵品直接混入成品。现有平张纸胶印机在成品放料托盘上方通常仅设置单一的固定式开牙块，印刷完成后的所有纸张均由循环链条驱动的叼纸牙排统一夹持输送至成品放料托盘上方，并在经过该固定开牙块时强制开牙释放落料。由于整机缺乏与视觉检测结果联动的选择性分选机构，检出的废品纸张仍会在固定开牙块处掉落至成品放料托盘内与合格品混杂，导致后道工序无法阻断不良品流转，视觉检测系统的作用难以得到充分发挥。

4、第二，超高速运行工况下，废品纸张的分流与平稳承接难度极高。在高达15000张/小时的超高速运行下，纸张交接窗口时间极短；废品纸张若滞后释放，在脱离牙排夹持的瞬间极易受到高速紊乱气流的干扰，产生漂移、翻折、打滑或起皱，难以稳定过渡至废料收集端。

5、第三，收纸区空间受限，常规负压输送结构适配性差。平张纸胶印机成品收纸端结构紧凑，现有常规负压输送结构多采用多腔体串联形式，不仅真空泄漏量大、真空建立速率慢，且难以根据不同印品幅面灵活调整位置与入料角度，无法满足原位加装与可靠吸附输送的要求。

6、因此，如何在不影响平张纸胶印机超高速连续印刷的前提下，提供一种能直接原位对接、可实现叼纸牙排双位置选择性开牙，并具备平稳气动过渡吸附能力的自动剔废系统，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种带双向开牙叼纸机构的平张纸胶印自动剔废系统及方法，以解决现有平张纸胶印印刷机中在线检测与物理剔废相互脱节、废品纸张在超高速工况下难以平稳分流承接、以及收纸区空间受限导致常规负压输送结构难以原位加装并适配不同幅面印品的技术问题，实现瑕疵品在高速连续印刷过程中的自动剔除，且不影响印刷机的正常连续运行。

2、本发明第一方面提供一种带双向开牙叼纸机构的平张纸胶印自动剔废系统，包括沿预设轨迹运动的叼纸牙排，其特征在于，所述剔废系统包括：

3、双向开牙叼纸机构，包括气缸运动控制结构和双向开牙轨迹开牙块，所述双向开牙轨迹开牙块沿所述叼纸牙排的运动方向具有上游开牙轨迹和下游开牙轨迹，所述气缸运动控制结构驱动所述双向开牙轨迹开牙块在正常开牙位置与避让位置之间切换；在所述正常开牙位置，所述双向开牙轨迹开牙块于所述上游开牙轨迹处与经过的所述叼纸牙排配合以使所述叼纸牙排开启，在所述避让位置，所述双向开牙轨迹开牙块于所述上游开牙轨迹处避让经过的所述叼纸牙排以使所述叼纸牙排保持闭合；所述下游开牙轨迹位于所述叼纸牙排运动方向的下游侧，所述双向开牙轨迹开牙块于所述下游开牙轨迹处与经过的所述叼纸牙排配合以使所述叼纸牙排开启；

4、皮带框架，所述皮带框架上设有皮带导轮；

5、负压吸风皮带，绕设于所述皮带导轮上并形成输送面，所述负压吸风皮带的进料端与纸张导向结构相接；

6、活动式皮带真空腔体，设于所述负压吸风皮带的内侧，所述负压吸风皮带覆盖于所述活动式皮带真空腔体上，所述活动式皮带真空腔体配置为在所述负压吸风皮带的输送面上产生负压吸附力；

7、纸张导向结构，直接连接于平张纸胶印机成品放料托盘上方维护窗口内的钣金框架上，且设于所述叼纸牙排的运动轨迹下方，位于所述双向开牙轨迹开牙块与所述活动式皮带真空腔体之间；

8、入料正压吹气装置，朝向所述负压吸风皮带的进料端设置；

9、废品出料导向与接料盒，设于所述负压吸风皮带的出料端；以及

10、控制单元，与所述气缸运动控制结构通信连接，用于接收在线视觉检测系统的废品检测信号，并根据所述废品检测信号控制所述气缸运动控制结构驱动所述双向开牙轨迹开牙块由所述正常开牙位置切换至所述避让位置。

11、进一步的，所述剔废系统正常运行时，所述双向开牙轨迹开牙块于所述上游开牙轨迹处保持在所述正常开牙位置；当所述控制单元接收到所述废品检测信号时，所述控制单元控制所述气缸运动控制结构驱动所述双向开牙轨迹开牙块，使其上游开牙轨迹切换至避让位置，使夹持废品的叼纸牙排保持闭合并继续运动至所述双向开牙轨迹开牙块的所述下游开牙轨迹处。

12、进一步的，所述双向开牙轨迹开牙块的所述下游开牙轨迹的开牙顶点与所述负压吸风皮带的进料端相对应。

13、进一步的，所述纸张导向结构为弧形导向钣金件，配置为以弧形路径引导纸张进入所述负压吸风皮带的进料端。

14、进一步的，所述皮带导轮为分体式皮带导轮，所述分体式皮带导轮独立安装于所述皮带框架上，所述分体式皮带导轮的位置可单独调节。

15、进一步的，所述分体式皮带导轮配置为通过调节位置来调整所述负压吸风皮带的入口角度，以及控制所述负压吸风皮带与所述活动式皮带真空腔体之间的缝隙。

16、进一步的，所述活动式皮带真空腔体通过导向轴连接于所述皮带框架上，所述活动式皮带真空腔体配置为沿所述导向轴在所述皮带框架的限定范围内调整位置，以兼容不同幅面的印刷产品；所述活动式皮带真空腔体配置有独立真空源。

17、进一步的，所述负压吸风皮带嵌入所述活动式皮带真空腔体的导向槽内，所述负压吸风皮带上开设有直径为6mm的吸附孔，所述负压吸风皮带采用表面糙化处理的聚氨酯材质。

18、进一步的，还包括可调节皮带压轮，所述可调节皮带压轮通过龙门支架安装于所述皮带框架上方。

19、进一步的，所述可调节皮带压轮的安装位置配置为随所述负压吸风皮带的位置适应性调节，所述可调节皮带压轮配置为对吸附于所述负压吸风皮带上的纸张施加预紧压力。

20、进一步的，所述废品出料导向与接料盒包括倾斜导向槽和接料盒体，所述倾斜导向槽设于所述负压吸风皮带的出料端下方，所述接料盒体位于所述倾斜导向槽的末端。

21、进一步的，所述入料正压吹气装置朝向所述负压吸风皮带的进料端与所述皮带导轮相切的位置吹气。

22、本发明第二方面提供一种平张纸胶印自动剔废方法，包括以下步骤：

23、s1：在线视觉检测系统识别出废品后，将废品检测信号传输至所述控制单元，所述控制单元记录废品所在叼纸牙排的位置信息并跟踪所述叼纸牙排的运动；

24、s2：当携带废品的叼纸牙排运行至所述双向开牙轨迹开牙块的上游开牙轨迹所在位置时，所述控制单元控制所述气缸运动控制结构驱动所述双向开牙轨迹开牙块，使其上游开牙轨迹运动至避让位置，所述叼纸牙排保持闭合并继续运动；

25、s3：废品前端进入所述纸张导向结构，当所述叼纸牙排运行至所述双向开牙轨迹开牙块的下游开牙轨迹所在位置时，所述双向开牙轨迹开牙块于其下游开牙轨迹处使所述叼纸牙排开启，废品被释放；

26、s4：所述入料正压吹气装置向废品吹气，使废品贴合于所述负压吸风皮带的输送面上，所述活动式皮带真空腔体产生负压吸附力将废品吸附于所述负压吸风皮带上并输送；

27、s5：废品运行脱离所述活动式皮带真空腔体的负压作用区域后，依靠所述负压吸风皮带的摩擦力以及废品未脱离部分的推力继续运动，经所述废品出料导向与接料盒落入接料盒。

28、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

29、本发明通过在叼纸牙排运动路径上设置具有上游开牙轨迹和下游开牙轨迹的双向开牙轨迹开牙块，控制单元根据在线视觉检测系统的废品检测信号，控制双向开牙轨迹开牙块在上游开牙轨迹处避让夹持废品的叼纸牙排，使废品牙排不在成品放料托盘上方开牙，而是继续运动至下游开牙轨迹处滞后开牙释放，从而将废品与合格品分流。整个剔废过程无需停机，不影响平张纸胶印印刷机的正常连续运行。

30、本发明通过纸张导向结构、入料正压吹气装置、负压吸风皮带和可调节皮带压轮的协同配合实现平稳过渡：废品纸张经弧形路径引导后，由入料正压吹气装置向皮带导轮相切位置吹气，辅助纸张贴合于负压吸风皮带表面；活动式皮带真空腔体产生负压吸附力将纸张吸附于皮带上输送；可调节皮带压轮对纸张施加预紧压力，一方面引导纸张运动，另一方面避免因纸张吸附平整度不足引发真空泄漏而导致纸张脱离皮带。负压吸风皮带上开设的吸附孔能够避免纸张吸附过程中产生起皱与凹陷变形，表面糙化处理的聚氨酯材质提升了摩擦系数，防止运行过程中打滑。

31、本发明直接对接于平张纸胶印机成品放料托盘上方的操作门处，无需对印刷机主体进行改造。分体式皮带导轮独立安装于皮带框架上，可单独调节位置以调整皮带入口角度，适配多种入料工况，同时能够精准控制皮带与真空腔体之间的缝隙，抑制真空泄漏并缓解皮带摩擦；活动式皮带真空腔体通过导向轴连接于皮带框架上，可在皮带框架的限定范围内调整位置，兼容不同幅面的印刷产品，且单个腔体配置独立真空源，有效规避了多腔体串联结构所带来的真空泄漏量大、真空建立速率低的问题。

32、废品纸张随负压吸风皮带运行脱离真空腔体的负压作用区域后，依靠自身惯性力以及皮带带动的摩擦力脱离皮带线，沿倾斜导向槽滑落至独立的废品接料盒内，正常纸张仍由成品放料托盘收集，两条收料路径互不干扰。