黃太福

摘 要：當(dāng)前，制造業(yè)的發(fā)展和進步使得瓦楞紙板的需求量不斷增加。瓦楞紙板因其質(zhì)輕堅牢、成本較低、環(huán)保性能顯著和可循環(huán)利用等優(yōu)勢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：TS873 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.091

1 瓦楞紙板的發(fā)展趨勢

瓦楞紙板自誕生之日起就被認定為工業(yè)生產(chǎn)包裝印刷的重要途徑。實際上，瓦楞紙板各方面的特點都符合現(xiàn)代工業(yè)成品包裝印刷的要求，具有廣闊的發(fā)展前景。美國紙漿工業(yè)技術(shù)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，美國95%以上的商品運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

相對于其他印刷方式來說，水性油墨柔版印刷的工藝優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：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。在實際印刷過程中，借助柔性印版變形能力強的特點，可以將薄厚誤差降到最低，使墨層整體鋪設(shè)均勻，這對于提升整體印刷質(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，很多時候只需要用很小的力，就可以達到較好的印刷效果。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的力學(xué)沖擊力。③從能耗方面來看，水性油墨屬于環(huán)保型的油墨，造成的污染較輕，干燥時間較短，操作簡單、成本較低，符合當(dāng)前很多包裝環(huán)保條款。④從印刷機械的角度來看，柔版印刷機械系統(tǒng)簡單，成本相對較低，適合運用于規(guī)?；a(chǎn)。同時，柔版印刷機械系統(tǒng)的維護管理工作比較簡單，不需要投入過多的人力、物力和財力。此外，柔版印刷機械系統(tǒng)的整體聯(lián)動性能較好，可以多個環(huán)節(jié)同時進行，從而提升實際生產(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 印刷機電氣控制系統(tǒng)

3.1 柔版印刷機結(jié)構(gòu)

3.1.1 放卷單元

柔版印刷機采用變頻器張力閉環(huán)速度模式來實現(xiàn)主動放卷。

3.1.2 收卷單元

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

3.1.3 進牽引

進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。柔版印刷機采用單一伺服方式驅(qū)動，驅(qū)動輥只有一個，通過齒輪驅(qū)動網(wǎng)紋輥和印刷版輥。這種驅(qū)動方式的優(yōu)點是性價比較高，缺點是印刷速度較慢，成品有截斷。目前，部分高速印刷機采用全伺服方式驅(qū)動。也就是說，由不同的控制器來控制底輥和印刷版輥的運行，不需要齒輪傳動裝置。

3.1.6 套準系統(tǒng)

在印刷環(huán)節(jié)中，為了避免印刷成品因受到機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，需要使用套準印刷體系及時調(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)計方案

印刷機電氣控制器施耐德LMC058是通過整合CANsync總線來監(jiān)控10套 Lexium32伺服電機的工作情況。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)備的運行情況，同時利用LMC058實現(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Lexium05的運行情況。

3.3 電氣控制系統(tǒng)的主要硬件

印刷機電氣控制系統(tǒng)的硬件控制器為LMC058控制器。該控制器通過各種通信線路和觸摸屏在伺服電機和變頻器間實現(xiàn)控制信息的交流。

3.3.1 伺服系統(tǒng)

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

伺服電機的運轉(zhuǎn)情況會受到伺服驅(qū)動器的控制。伺服驅(qū)動程序指的是伺服控制器發(fā)出的工作指令（P，V，T）。由于同步電動機與旋轉(zhuǎn)磁場并不完全一致，因此，伺服電機的運轉(zhuǎn)必須經(jīng)驅(qū)動器調(diào)整后才能正常工作。伺服驅(qū)動器的主要任務(wù)是發(fā)出控制指令，以及時調(diào)整電機的運轉(zhuǎn)。

3.3.2 變頻系統(tǒng)

變頻器是一種新型的交流電動機變頻調(diào)速裝置?，F(xiàn)今，隨著電力電子技術(shù)、微機處理器控制技術(shù)和自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，變頻器具有準確性高、反饋快、保護功能全面、抗過載能力強、節(jié)能效果顯著、易于維護、高度智能化、易于實現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)勢?？紤]到變頻技術(shù)的發(fā)展歷程，交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)將在今后的工業(yè)自動化發(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)量和保護環(huán)境的一種重要技術(shù)。我國現(xiàn)在采用的變頻器主要來自國外和國內(nèi)合資企業(yè)，且僅僅將它們用于簡單的速度控制。但實際上，變頻器的功能是很強大的，只是目前還有很多功能沒有被開發(fā)出來，才導(dǎo)致其使用效率較低。未來，需要加大對柔版印刷機變頻器的開發(fā)和利用，使其更好地為印刷產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

4 結(jié)束語

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，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。

參考文獻

[1]崔春芳.水性油墨工業(yè)的發(fā)展趨勢[J].中國防偽報道，2006（09）：36-46.

[2]申冉，陳威.瓦楞紙箱柔性版印刷工藝探討[J].今日印刷，2015（09）：60-62.

〔編輯：劉曉芳〕