黃太福

摘 要：當(dāng)前，制造業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步使得瓦楞紙板的需求量不斷增加。瓦楞紙板因其質(zhì)輕堅(jiān)牢、成本較低、環(huán)保性能顯著和可循環(huán)利用等優(yōu)勢(shì)迅速成為各種商品的包裝外衣。在此背景下，瓦楞紙板的生產(chǎn)工藝也在不斷進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：瓦楞紙板；水性油墨；柔版印刷；電氣控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TS873 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.091

1 瓦楞紙板的發(fā)展趨勢(shì)

瓦楞紙板自誕生之日起就被認(rèn)定為工業(yè)生產(chǎn)包裝印刷的重要途徑。實(shí)際上，瓦楞紙板各方面的特點(diǎn)都符合現(xiàn)代工業(yè)成品包裝印刷的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。美國(guó)紙漿工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)95%以上的商品運(yùn)輸都是使用瓦楞紙箱包裝的。

2 水性油墨柔版印刷工藝的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于其他印刷方式來(lái)說(shuō)，水性油墨柔版印刷的工藝優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①柔性印版由天然橡膠或者高分子材料制作而成，彈性較好、變形能力較強(qiáng)。在實(shí)際印刷過(guò)程中，借助柔性印版變形能力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以將薄厚誤差降到最低，使墨層整體鋪設(shè)均勻，這對(duì)于提升整體印刷質(zhì)量是很關(guān)鍵的，也是其他印刷工藝難以企及的。②柔版印刷以輕壓力的方式印刷，能夠展現(xiàn)出自身良好的柔軟特性，很多時(shí)候只需要用很小的力，就可以達(dá)到較好的印刷效果。此外，柔版印刷具有的可變性能不僅可以有效緩解瓦楞高低不平的現(xiàn)象，還可以降低印刷壓力給紙板帶來(lái)的力學(xué)沖擊力。③從能耗方面來(lái)看，水性油墨屬于環(huán)保型的油墨，造成的污染較輕，干燥時(shí)間較短，操作簡(jiǎn)單、成本較低，符合當(dāng)前很多包裝環(huán)保條款。④從印刷機(jī)械的角度來(lái)看，柔版印刷機(jī)械系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低，適合運(yùn)用于規(guī)模化生產(chǎn)。同時(shí)，柔版印刷機(jī)械系統(tǒng)的維護(hù)管理工作比較簡(jiǎn)單，不需要投入過(guò)多的人力、物力和財(cái)力。此外，柔版印刷機(jī)械系統(tǒng)的整體聯(lián)動(dòng)性能較好，可以多個(gè)環(huán)節(jié)同時(shí)進(jìn)行，從而提升實(shí)際生產(chǎn)效率。由此可見，水性油墨柔版印刷的確是當(dāng)前瓦楞紙板印刷的最佳工藝。

3 印刷機(jī)電氣控制系統(tǒng)

3.1 柔版印刷機(jī)結(jié)構(gòu)

3.1.1 放卷單元

柔版印刷機(jī)采用變頻器張力閉環(huán)速度模式來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)放卷。

3.1.2 收卷單元

柔版印刷機(jī)收卷采用伺服轉(zhuǎn)矩模式實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制。

3.1.3 進(jìn)牽引

進(jìn)牽引采用伺服壓輥的方式控制。

3.1.4 出牽引

出牽引采用伺服壓輥的方式控制。

3.1.5 印刷單元

印刷單元主要由網(wǎng)紋輥、底輥、印刷版輥和墨斗等組成。柔版印刷機(jī)采用單一伺服方式驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)輥只有一個(gè)，通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)網(wǎng)紋輥和印刷版輥。這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是性價(jià)比較高，缺點(diǎn)是印刷速度較慢，成品有截?cái)?。目前，部分高速印刷機(jī)采用全伺服方式驅(qū)動(dòng)。也就是說(shuō)，由不同的控制器來(lái)控制底輥和印刷版輥的運(yùn)行，不需要齒輪傳動(dòng)裝置。

3.1.6 套準(zhǔn)系統(tǒng)

在印刷環(huán)節(jié)中，為了避免印刷成品因受到機(jī)械偏差和同步減速等因素的影響而出現(xiàn)套印誤差大于合格要求的現(xiàn)象，需要使用套準(zhǔn)印刷體系及時(shí)調(diào)整套印精度，從而保證印刷品的合格率。目前，柔版印刷實(shí)際生產(chǎn)線的速度為260 m/min，套印精度偏差在±0.05 mm以內(nèi)。

3.2 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

印刷機(jī)電氣控制器施耐德LMC058是通過(guò)整合CANsync總線來(lái)監(jiān)控10套 Lexium32伺服電機(jī)的工作情況。操作段使用的是XBTGT觸摸屏，以方便工作人員操作、監(jiān)視印刷設(shè)備的運(yùn)行情況，同時(shí)利用LMC058實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信，并利用CANopen總線監(jiān)控放卷變頻器和收卷電機(jī)Lexium05的運(yùn)行情況。

3.3 電氣控制系統(tǒng)的主要硬件

印刷機(jī)電氣控制系統(tǒng)的硬件控制器為L(zhǎng)MC058控制器。該控制器通過(guò)各種通信線路和觸摸屏在伺服電機(jī)和變頻器間實(shí)現(xiàn)控制信息的交流。

3.3.1 伺服系統(tǒng)

除了伺服電機(jī)本身以外，還要有配套的伺服驅(qū)動(dòng)器。最初的印刷機(jī)之所以采用直流電機(jī)為伺服電機(jī)提供動(dòng)力，是因?yàn)橹绷麟姍C(jī)的轉(zhuǎn)矩特性相比于交流電機(jī)更有優(yōu)勢(shì)。但由于現(xiàn)代變頻技術(shù)發(fā)展較快，再加上直流電機(jī)本身不容易保養(yǎng)，交流電機(jī)逐漸取代了直流電機(jī)。每個(gè)伺服電機(jī)都有一套編碼器，用于將當(dāng)前狀態(tài)及時(shí)反饋給相應(yīng)的控制器，形成閉環(huán)控制。目前，伺服電機(jī)已被廣泛應(yīng)用于社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域，且在一些需要精確控制的位置上起到了重要作用。

伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況會(huì)受到伺服驅(qū)動(dòng)器的控制。伺服驅(qū)動(dòng)程序指的是伺服控制器發(fā)出的工作指令（P，V，T）。由于同步電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并不完全一致，因此，伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)必須經(jīng)驅(qū)動(dòng)器調(diào)整后才能正常工作。伺服驅(qū)動(dòng)器的主要任務(wù)是發(fā)出控制指令，以及時(shí)調(diào)整電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3.2 變頻系統(tǒng)

變頻器是一種新型的交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置?，F(xiàn)今，隨著電力電子技術(shù)、微機(jī)處理器控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器具有準(zhǔn)確性高、反饋快、保護(hù)功能全面、抗過(guò)載能力強(qiáng)、節(jié)能效果顯著、易于維護(hù)、高度智能化、易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)勢(shì)?？紤]到變頻技術(shù)的發(fā)展歷程，交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)將在今后的工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中大顯身手，成為節(jié)約能源、優(yōu)化流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境的一種重要技術(shù)。我國(guó)現(xiàn)在采用的變頻器主要來(lái)自國(guó)外和國(guó)內(nèi)合資企業(yè)，且僅僅將它們用于簡(jiǎn)單的速度控制。但實(shí)際上，變頻器的功能是很強(qiáng)大的，只是目前還有很多功能沒(méi)有被開發(fā)出來(lái)，才導(dǎo)致其使用效率較低。未來(lái)，需要加大對(duì)柔版印刷機(jī)變頻器的開發(fā)和利用，使其更好地為印刷產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用水性油墨柔版印刷工藝不僅可以保證瓦楞紙板的生產(chǎn)質(zhì)量，還可以滿足客戶高質(zhì)量的印刷需求，使柔版印刷成為當(dāng)前包裝行業(yè)中的佼佼者。相信在未來(lái)，隨著瓦楞紙板生產(chǎn)工藝的提升，其印刷質(zhì)量不斷提高，瓦楞紙板行業(yè)也將朝著可持續(xù)發(fā)展的方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕