凹印生產(chǎn)常見張力問題及解決方案

龐少朋

凹印機的張力控制系統(tǒng)通過擺輥來實現(xiàn)張力的檢測，在擺輥端頭安裝了張力檢測電位器，當張力發(fā)生變化時，張力檢測電位器的檢測值也會隨之發(fā)生變化，此時張力控制器將獲得偏差量，并通過PID控制器調(diào)整相應電機的轉(zhuǎn)速，使料卷張力保持穩(wěn)定。在凹印生產(chǎn)中，被控料卷運行速度的變化、卷徑的變化、機械傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的變化以及機械損耗的變化等因素均會擾動張力的穩(wěn)定。而張力控制系統(tǒng)的運行狀況與凹印產(chǎn)品質(zhì)量有著直接聯(lián)系，一旦張力出現(xiàn)異常，便會影響成品率，造成一定的材料浪費。本文中，筆者總結(jié)了凹印生產(chǎn)中常見的幾個張力問題及其解決方案，愿與業(yè)內(nèi)人士共同分享、交流。

問題一：如何更容易地建立穩(wěn)定的初始張力？

1.現(xiàn)象

在實際凹印生產(chǎn)中，不同印刷基材的料卷直徑和幅寬會有所不同，當放卷單元安裝直徑較小的料卷時，凹印機能夠平穩(wěn)建立起整機的初始張力，但如果換上直徑較大的料卷時，凹印機的擺輥就會出現(xiàn)頻繁震動，且很長時間內(nèi)都不能穩(wěn)定下來，嚴重時還會使料卷發(fā)生變形，甚至將料卷拉斷。

這種情況不僅會造成材料的嚴重浪費，還會增加操作人員的工作量，為印刷企業(yè)帶來許多不必要的麻煩。

2.分析

料卷直徑的變化會引起其慣量的變化，但在凹印機建立起整機初始張力之前，擺輥的位置并沒有發(fā)生變化，即張力控制器采集到的張力偏差量沒有變化，相應的，張力控制器的輸出也就沒有變化。但是，針對不同直徑的料卷，電機卻是相同的角速度，于是直徑越大的料卷，其表面線速度就越快，速度越快，電機就越不容易控制，因此就會出現(xiàn)對于不同直徑的料卷，凹印機建立穩(wěn)定的初始張力難易程度不同的問題。

3.解決方案

針對不同直徑的料卷，通過對PID控制器設(shè)定不同的比例單元和積分單元，使不同直徑的料卷在建立初始張力時，其表面線速度相差不大。具體來說就是：對于直徑較小的料卷設(shè)定較大的比例單元和積分單元，這樣既不影響建立初始張力時電機的運轉(zhuǎn)速度，又能建立起平穩(wěn)的初始張力；對于直徑較大的料卷設(shè)定較小的比例單元和積分單元，使電機的運轉(zhuǎn)速度變慢，從而便可建立起平穩(wěn)的初始張力。

問題二：如何在自動換卷裁切時實現(xiàn)張力的平穩(wěn)過渡？

自動換卷裁切，即在張力控制器的作用下雙工位軸可以實現(xiàn)新舊料卷自動切換的工作。其具體過程為：首先，按下預備接料按鈕，凹印機回轉(zhuǎn)架就會朝逆時針方向旋轉(zhuǎn)，通過檢測裝置，控制新料卷停放在預定位置，同時電位器檢測出新料卷的大概直徑，并驅(qū)動新料卷以一定的表面線速度轉(zhuǎn)動，使其與舊料卷的表面線速度基本相當；其次，按下接料按鈕，裁切裝置通過相應的動作完成新舊料卷的粘貼和自動裁切；最后，舊料卷由當前速度減至零速，完成裁切。

自動換卷裁切不僅可以提高工作效率，還能降低操作人員的工作量和工作強度。

1.現(xiàn)象

自動換卷裁切過程是在凹印機高速運行中進行的，因此在新舊料卷自動接換過程中受到的影響因素較多，容易導致擺輥出現(xiàn)異常震動，舊料卷與新料卷之間無法實現(xiàn)張力的平穩(wěn)過渡。這種問題一旦出現(xiàn)，就需要花費較長時間的調(diào)整才能恢復正常，從而造成材料和時間上的雙重浪費。

2.分析

自動換卷裁切過程中，新料卷與舊料卷只有在相同的表面線速度下才能實現(xiàn)張力的平穩(wěn)過渡，這就要求電位器精確地檢測出新料卷的直徑，才能保證新料卷與舊料卷的表面線速度盡可能相同，為實現(xiàn)自動裁切提供前提條件。

當然，新舊料卷的表面線速度達到完全一致只是一種理想情況，實際上二者還是存在一定速差的，通常情況下，當自動換卷裁切完成之后，新料卷張力還是會出現(xiàn)輕微變化，但并不會對最終產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。

3.解決方案

為保證精確地檢測新料卷的直徑，可將電位器更換為精度更高的編碼器。完成換卷之后，由于料卷狀態(tài)發(fā)生了一定變化，會對其直徑檢測帶來一些干擾，所以應先讓料卷穩(wěn)定下來之后再檢測。應對料卷的比例單元和積分單元更加細化，當料卷直徑發(fā)生變化時，張力控制器調(diào)整量也發(fā)生相應的變化，從而使張力波動更小。

恒定的張力控制是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，當張力控制出現(xiàn)問題時，只要細心觀察，認真分析，就一定可以找到相應的解決方法。