凹印機紙張傳送及收紙關鍵技術研究

王方平

（貴陽職業(yè)技術學院，貴州 貴陽　550003）

凹印機紙張傳送及收紙關鍵技術研究

王方平

（貴陽職業(yè)技術學院，貴州 貴陽550003）

針對印刷成品的收紙工藝中仍然依靠原始的人工重復勞動，并且勞動強度大，自動化水平低，生產成本高，造成極大的人力和物力浪費，嚴重影響了紙盒包裝的自動化水平等問題。通過對凹印機自動化收紙機結構和控制系統(tǒng)的設計研究，自動化收紙裝備虛擬樣機技術研究，自動化收紙裝備與印刷速度匹配技術研究。研發(fā)出適應生產的自動化收紙機，解決傳統(tǒng)人工收紙工藝成本高、自動化水平低、勞動強度高、生產效率低等問題，實現(xiàn)紙盒包裝凹印自動化收紙，提高凹印自動化生產水平。

凹印機；收紙機；自動化

凹印是一種歷史悠久的印刷方式，特別適合大批量產品如香煙包裝的印刷加工，具有質量高、成本低、色彩穩(wěn)定、飽和度高等其它印刷方式不可替代的優(yōu)點。但大部分產品會受到原紙張力、色組壓印、烘干、靜電、分切刀、傳送系統(tǒng)等因素的影響，易造成套印精度、分切精度較差及紙張輸送不暢引起堵紙故障停機，重新開機印刷套準、上墨等工藝操作，每次產生廢品大于300張，嚴重影響了產品成品率，提高了生產成本，造成了極大能源浪費和環(huán)境污染。

目前，省內某企業(yè)擁有代表世界先進水平的意大利ROTOMEC-75040七色凹印模切生產線一條，意大利POLYTECH-820/250七色凹印模切生產線1條，瑞士博斯特LEMANIC H-82型七色凹印模切生產線1條，全新德國海德堡CD102-7+l、CD102-6+1膠印生產線各1條，瑞士博斯特全息自動燙金模切機3臺。雖然公司擁有國際一流的印刷設備，但是在印刷成品的收紙工藝中仍然依靠原始的人工重復勞動，并且勞動強度大，自動化水平低，生產成本高，造成極大的人力和物力浪費，嚴重影響了紙盒包裝的自動化水平，該工藝不能適應印刷行業(yè)未來市場變化趨勢。

1　影響凹印機張力控制因素研究

凹印機的張力控制系統(tǒng)實質上是一種輸入量按某種可調節(jié)的衰減規(guī)律而變化的特殊隨動系統(tǒng)。張力的控制可以說是整機控制的核心，只要張力控制穩(wěn)定，張力變化小，凹印機的套色精度和廢品率就很容易控制。因此，要想確保凹印質量和效率必須配備功能完善的張力控制系統(tǒng)。然而，在印刷過程中，使凹印機張力產生波動和變化的因素往往比較復雜，其主要影響因素大致有4個方面。

（1）凹印機料卷在收、放卷過程中，收卷和放卷直徑是不斷變化的，直徑的變化必須會引起料帶張力的變化。放卷在制動力矩不變的情況下，直徑減少，張力將隨之增大。而收卷則相反，如果收卷力矩不變時，隨著收卷直徑增大，張力將減少。這是凹印機的固有特性所決定的，也是引起料帶張力變化的主要因素之一。

（2）凹印機各主要構件如底座、墻板、導輥等制造精度和裝配精度存在偏差。例如底座組裝的平面度和直線度，墻板與底座組裝的垂直度以及各版輥、導輥組裝的水平度和它們相互之間的平行度，它們各自的跳動量偏差，質量動靜平衡偏差等等，都要求十分嚴格。否則料帶在版輥和眾多導輥上運行時，料帶上的張力就會隨之發(fā)生微小變化，最終就會反映到整臺機上，導致張力產生無規(guī)律變化。另外，凹印機主傳動系統(tǒng)中的各齒輪、減速箱應做到無間隙精密傳動，確保各印刷單元的版輥同步運轉，如果印刷過程中引起傳動同步誤差，也勢必使各印刷單元的張力產生變化。

（3）料帶內在材質的不均勻性。如材料彈性模量的波動，材料厚度沿寬度、長度方向變化等，料卷的質量偏心，以及生產環(huán)境溫度、濕度變化，都會對整機的張力波動帶來微妙的影響。

（4）凹印機在不停機自動接換料過程中，接料和斷料都會使整機原已穩(wěn)定的張力突然產生干擾變化。設備運行速度愈高，干擾就愈大。此時，張力控制系統(tǒng)應當能迅速地根據料帶張力干擾情況自動地隨機進行調整，使張力及時地恢復原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

2　張力浮動輥對張力跳變吸收緩沖研究

浮輥式張力檢測方式，它是一種間接的張力檢測方式，實質上是一種位置控制，當張力穩(wěn)定時，料帶上的張力與氣缸作用力保持平衡，使浮輥處于中央位置。當張力發(fā)生變化時，張力與氣缸作用力的平衡被破壞，浮輥位置會上升或下降，此時擺桿將繞M點轉動并帶動浮輥電位器一起轉動。這樣，浮輥電位器準確地檢測出浮輥位置的變化，它將以位置信號反饋給張力控制器，控制器經過計算并輸出控制信號，控制伺服驅動系統(tǒng)進行糾偏，然后浮輥恢復到原來的平衡位置。由于浮輥式張力檢測裝置本身是一種儲能結構，利用其自身的沉余作用，對大范圍的張力跳變有良好的吸收緩沖作用，同時也能減弱料卷的偏心（橢圓）以及速度變化對張力的影響。此系統(tǒng)要求氣缸磨擦系數小，響應速度快，氣源穩(wěn)定。浮輥和擺桿的重量要輕，轉動要靈活。

3　張力控制系統(tǒng)的適應性能研究

凹印機原有的張力控制系統(tǒng)，在適應現(xiàn)在紙張張力變化方面還存在較大的不足，特別是在高速運轉的情況下，這方面反映得更明顯。但是可以看到一個新的現(xiàn)象，新購進的凹印機對于紙張張力變化范圍的適應性非常強包裝材料，在舊凹印機上由于紙張張力變化而不能使用的紙張，在新購進的凹印機上使用就沒有什么問題。原因主要有以下方面：一是新凹印機在張力控制精度方面大幅度提高，張力控制精度可以達到0.2N；二是現(xiàn)在普遍采用的都是伺服電機驅動的送紙輥；三是新凹印機的開卷機都是零速接紙方式，配置有儲紙器，這樣就對紙張的張力進行了一定程度的矯正書評，或者說通過儲紙器對紙張進行了預張力，這樣就較好地解決了紙張張力變化的問題。

4　分析套印誤差原因，設備二次開發(fā)研究

為防止原紙張力變化及幅寬無規(guī)超差造成套印橫向誤差。在印前進行原紙修邊（≤3mm），研究糾偏控制系統(tǒng)的適應性，減少套印橫向誤差。通過設計氣調紙張壓平裝置讓分切后紙張受到該裝置產生的可調氣流大小、方向（135°）、壓力（＜0.4MPa）的控制。防止因靜電、高速慣性產生紙張向上翻轉。根據分切刀材料物理特性、設計加裝恒溫裝置于分切刀板固定底座內，溫度控制在165～175℃之間，分切刀受熱傳導作用長期受控在170℃，防止分切刀從停止到運行產生的溫差而出現(xiàn)刀刃變鈍，從而造成分切紙張粘連。

5　結語

（1）自主研發(fā)了紙張張緊裝置。首次提出在放卷機構上增設一自主研發(fā)的紙張張緊裝置（該裝置具備：①在線獨立可調高度0～100mm；②獨立可調角度0～120°；③導紙輥￠100× 800）。防止原紙在放卷過程中上下抖動減少原紙自身張力波動，確保張力控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（2）自主研發(fā)了減少紙張摩擦力裝置。首次在接紙機構引入卷筒紙入口兩邊增設一自主研發(fā)的減少紙張摩擦力裝置，在高速傳送的動態(tài)紙與待放卷靜態(tài)紙之間形成一水平氣簾避免二者接觸產生摩擦造成卷筒紙張裁刀裁切后料頭分離不暢，接料速度達到完全一致，從而提高了裁切接紙的成功率，降低廢品損失。

（3）自主研發(fā)了張力控制之間儲紙機構。創(chuàng)新了接紙機構至張力控制之間儲紙機構：①加大張力浮動輥隨動行程；②張力浮動輥氣壓可調，使張力波動在儲紙機構內由張力浮動輥隨動調節(jié)而消除。

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Research on Key Technology of Gravure Press Paper Transfer and Collection

WANG Fang-ping

（Guiyang Vocational and Technical College，Guiyang，Guizhou 550003，China）

In view of the printing paper process still relying on the original manual repetition labor，and labor intensity，low level of automation，high production cost，great waste of manpower and material resourcesseriously influence the automation level of the carton packing and so on.This paper does research on structure and design of the gravure press automation control system of paper machine，automated paper equipment virtual prototype technology and automated paper equipment and printing speed matching technology and then develops to adapt to the production automation of paper machine and to solve the traditional highcost manual paper technology，low level of automation，high labor intensity，low production efficiency to realize the automatic carton packaging gravure paper and improve the level of gravure automatic production.

gravure press；paper collection machine；automation

S225.91+1

A

2095-980X（2016）09-0039-02

2016-08-20

王方平（1987-），男，貴州赤水人，碩士研究生，講師，主要研究方向：數字化制造、振動與噪聲。