印刷機(jī)的控制系統(tǒng)

1、印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)自動控制系統(tǒng)概述2.2印刷機(jī)的控制系統(tǒng) 印刷機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括輸紙控制、紙張檢測與水墨控制、印刷機(jī)的調(diào)速以及自動套準(zhǔn)，在卷筒紙的印刷中還要有斷紙檢測和張力控制。其中最重要的就是速度調(diào)節(jié)和張力控制，這是印刷機(jī)控制中的關(guān)鍵部分。 2.2.1輸紙控制 輸紙是印刷的一個(gè)重要工序，各種印刷機(jī)的輸紙方式是不同的。早期生產(chǎn)的單張紙(即平板紙)印刷機(jī)及現(xiàn)在仍在使用的一些小型凸版印刷機(jī)，采用的是手工輸紙方式。手工輸紙勞動強(qiáng)度大、效率低、準(zhǔn)確性差，因此不能適應(yīng)現(xiàn)代化印刷機(jī)的需要。隨著印刷機(jī)性能的提高，單張紙印刷機(jī)的輸紙?jiān)絹碓较驒C(jī)械化、自動化方向發(fā)展，因而產(chǎn)生了各種類型的自動輸紙器(或稱自動

2、輸紙機(jī))。另外，卷筒紙印刷機(jī)的輸紙裝置也在不斷向氣動、電動等自動化方向發(fā)展，輸紙控制電路越來越復(fù)雜。 單張紙輸紙器可分為摩擦式與氣動式兩種類型，其中氣動式自動輸紙器根據(jù)傳紙方式又分為序列式(間歇式)和重疊式(連續(xù)式)兩種，序列式輸紙機(jī)只在小幅面和低速印刷機(jī)上使用?，F(xiàn)在一般使用的多為重疊式自動輸紙器，其控制電路有動力傳動、紙堆臺快速升降、紙堆臺自動上升、輸紙泵控制、輸紙安全杠、雙張檢測、折角及前規(guī)檢測等。 輸紙器又包括全張輸紙器、對開輸紙器和卷筒紙輸紙裝置。其中卷筒紙輸紙器的雙紙卷輸紙裝置紙架的回轉(zhuǎn)和平移均采用電動機(jī)控制。 在紙架回轉(zhuǎn)控制中，通過電壓信號，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)使紙架按順時(shí)針方向和逆時(shí)

3、針方向轉(zhuǎn)動，從而控制紙架的回轉(zhuǎn)和上、下紙架;而在紙卷的平移印刷過程中，根據(jù)出紙折疊情況，由電壓信號通過中間繼電器的吸合和釋放控制電機(jī)左右移動，并使用限位器控制其行程;為了安全，紙架的正、反回轉(zhuǎn)與左、右平移，都采用繼電器作互鎖，以保證進(jìn)行某一項(xiàng)操作時(shí)，其它操作停止工作。在輸紙控制中，由差動變壓器作反饋，輸出的控制電壓由轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，控制輸紙電機(jī)的起停。 2.2.2紙張檢測 紙張檢測是保證印刷質(zhì)量、減少紙張浪費(fèi)的重要環(huán)節(jié)，隨著印刷機(jī)高速化的發(fā)展，紙張檢測的重要性就更為突出。紙張檢測的方式、器件和電路是在不斷發(fā)展著的，目前，已經(jīng)由觸點(diǎn)式發(fā)展為無觸點(diǎn)式，由電磁繼電器線路發(fā)展為晶體管、集成電路與光電

4、器件組成的電子線路，大大提高了檢測靈敏度和使用壽命，同時(shí)減少了損壞現(xiàn)象與維修工作。紙張檢測主要包括單紙張檢測和卷筒紙檢測。單紙張的觸點(diǎn)式檢測一印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)自動控制系統(tǒng)概述般包括前規(guī)、折角、側(cè)規(guī)、雙張與撕紙五個(gè)項(xiàng)目的檢測;卷筒紙檢測一般包括斷紙檢測和接頭檢測。 在卷筒紙斷紙檢測中，通過光電管的光電效應(yīng)原理進(jìn)行檢測。正常印刷中，紙帶在發(fā)、收光頭之間通過，光電二極管因光照微弱，其電流很小。當(dāng)紙帶段落后，光電管受到光線照射，其電流大大增加，從而觸發(fā)相應(yīng)的三極管導(dǎo)通，使之輸出控制電流，使相應(yīng)的繼電器吸合，控制器則有信號輸出，使機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 卷筒紙接頭檢測器是由兩組檢測光電頭組成，當(dāng)紙帶接頭通

5、過時(shí)，通過光電信號轉(zhuǎn)換，使報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，同時(shí)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使接頭檢測控制順利進(jìn)行。 2.2.3水墨量控制 隨著印刷機(jī)由凸印向膠印方向的發(fā)展，印刷機(jī)不但要進(jìn)行墨量調(diào)節(jié)，而且要進(jìn)行水量調(diào)節(jié)。印刷機(jī)水量、墨量的調(diào)節(jié)，直接影響到印刷產(chǎn)品的質(zhì)量。 手動水墨量控制電路與自動控制的電路相比，具有線路簡單、使用元件少等優(yōu)點(diǎn)，在水墨量控制要求不十分嚴(yán)格的印刷機(jī)上應(yīng)用較多。但手動控制電路一般為無反饋環(huán)節(jié)的開環(huán)控制系統(tǒng)，控制精度不夠理想，并且不能隨機(jī)速作自動跟蹤調(diào)節(jié)，而需要人工不斷調(diào)整。 自動控制的水、墨控制電路，是由無級調(diào)速的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制出水量或出墨量。通過電壓負(fù)反饋，使給定電壓信號與電壓負(fù)反饋信號

6、電壓綜合后的差值電壓輸入放大器，然后經(jīng)觸發(fā)電路觸發(fā)可控硅，從而對控制出水量和出墨量的電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。達(dá)到控制出水量和出墨量的目的。 2.2.4速度控制 在單張紙輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)中，高速運(yùn)行的紙張到達(dá)前規(guī)定位時(shí)，沖擊很大，容易造成紙張回彈或紙邊卷曲現(xiàn)象，影響紙張定位的準(zhǔn)確性。采用變速輸紙的方法，即在輸紙的前段時(shí)間內(nèi)是高速，而接近前規(guī)時(shí)變成低速，這樣，紙張緩慢地靠近并接觸前規(guī)，減少了沖擊力，增加了紙張定位的穩(wěn)定性。 在卷筒紙印刷機(jī)中，紙張運(yùn)行的線速度是一定的，但放卷側(cè)的卷徑越來越小，其角速度就越來越大，而收卷側(cè)的情況則相反。 2.2.5紙張張力控制 在卷筒紙印刷機(jī)的印刷過程中，應(yīng)保證卷筒紙帶有一定的

7、張力，這樣才能使印刷正常進(jìn)行，以達(dá)到壓力均勻適中、印品字跡清晰及折角位置準(zhǔn)確等效果。而實(shí)際印刷過程中，由于各種因素的干擾，常常會出現(xiàn)以下情印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)自動控制系統(tǒng)概述況。 (1)張力不穩(wěn)定產(chǎn)生張力不穩(wěn)定的原因，主要有如下幾個(gè)方面: (一)印刷過程中的紙卷由大向小逐漸變化，其阻力矩也隨之變化并影響紙張的張力，若此時(shí)跟蹤控制電路調(diào)節(jié)不當(dāng)，則會使張力不穩(wěn)定; (二)紙卷不圓(這主要是因?yàn)樵旒垙S卷繞時(shí)造成的)而影響輸紙速度，同時(shí)使紙張張力不穩(wěn)定; (三)機(jī)器拖動不穩(wěn)定。 上述各原因都會使紙張張力忽大忽小地變化，即紙帶忽松忽緊。張力小時(shí)，紙帶松飄，印出的字跡模糊不實(shí)(即墨虛)，甚至紙張出現(xiàn)橫皺

8、紋。張力大時(shí)，紙帶拉的過緊，容易產(chǎn)生縱向皺紋甚至斷紙。張力不穩(wěn)，還會使折報(bào)機(jī)折出的折標(biāo)不準(zhǔn)確。 (2)斷紙大紙卷慣性大，啟動機(jī)器時(shí)若操作不慎就會產(chǎn)生斷紙現(xiàn)象。另外，紙張的材料不同，其張力也不相同，加之機(jī)速調(diào)節(jié)不當(dāng)，都會造成斷紙故障。 (3)擁紙當(dāng)機(jī)器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下突然停機(jī)時(shí)，紙卷由于慣性而繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將大量紙張從紙卷展開送出并產(chǎn)生堆積，即出現(xiàn)擁紙現(xiàn)象，給操作帶來不便和紙張浪費(fèi)。 另外，全數(shù)字帶材加工線張力控制系統(tǒng)不但要求在生產(chǎn)、加工過程中保持張力恒定，還要求在動態(tài)及加、減速過程中保持張力恒定，這就要求系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地補(bǔ)償加、減速及系統(tǒng)摩擦帶來的動態(tài)力矩。 2.2.6自動套準(zhǔn) 在印刷中往往會有套印

9、，即使是在印刷彩色圖像時(shí)，也是將彩色圖像分為若干單色圖像，并按一定的顏色順序分別制版。 按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般印刷品允許誤差小于或等于0.4毫米。隨著印刷業(yè)的不斷發(fā)展，以手工控制印刷品質(zhì)量的生產(chǎn)方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的要求。為改善印刷質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，對印刷過程進(jìn)行自動檢測和控制勢在必行，印刷過程的質(zhì)量檢測是實(shí)現(xiàn)自動控制的前提條件。彩色套印印刷品只有控制在一定的套印位置精度范圍內(nèi)，才能去衡量階調(diào)與色彩再現(xiàn)、圖像分辨率、斑點(diǎn)等質(zhì)量指標(biāo)。所以套印的位置精度是彩色印刷的關(guān)鍵。 在彩色套印中，將光電探頭安裝在色標(biāo)經(jīng)過的地方。光電探頭有兩個(gè)相距一定距離的光電探測器，用來分別對準(zhǔn)被檢測的兩個(gè)色標(biāo)。

10、從最先一個(gè)色標(biāo)對準(zhǔn)相應(yīng)光電探測器開始計(jì)時(shí)，到下一個(gè)色標(biāo)對準(zhǔn)相應(yīng)光電探測器為止的時(shí)間作為偏差時(shí)間。當(dāng)偏差時(shí)間等于0時(shí)，說明無套印誤差，當(dāng)偏印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)自動控制系統(tǒng)概述差時(shí)間不為0時(shí)，就對色標(biāo)信號進(jìn)行放大、濾波、比較等處理，然后調(diào)整色標(biāo)，從而控制套印的精度。2.3本文的主要內(nèi)容 長期以來，雖然直流電力拖動系統(tǒng)獲得了廣泛應(yīng)用，但由于直流電動機(jī)本身在結(jié)構(gòu)上有機(jī)械整流器和電刷，這就不可避免地帶來了以下三個(gè)主要缺點(diǎn): (1)存在機(jī)械磨損、噪聲大、壽命低、維護(hù)困難; (2)換向產(chǎn)生火花，在易燃易爆等惡劣環(huán)境中不適用; (3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速及高電壓的直流電動機(jī)。 交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單

11、、不產(chǎn)生火花、運(yùn)行可靠，便于制造大容量電動機(jī)。因此，由交流電動機(jī)組成的調(diào)速系統(tǒng)克服了直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了交流電動機(jī)本身固有的優(yōu)點(diǎn)。和直流拖動系統(tǒng)相比，交流拖動系統(tǒng)具有如下特點(diǎn): (1)交流電動機(jī)堅(jiān)固耐用，用交流電動機(jī)組成的拖動系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可靠、運(yùn)行噪聲小、維護(hù)方便; (2)能夠適應(yīng)易燃、易爆、高空、井下等惡劣環(huán)境，適應(yīng)范圍廣; (3)結(jié)構(gòu)簡單，便于制造大容量、高轉(zhuǎn)速、高電壓電動機(jī)，這就為交流拖動系統(tǒng)開辟了更廣泛的領(lǐng)域; (4)由于高性能、高精度新型調(diào)速系統(tǒng)的不斷出現(xiàn)和發(fā)展，交流拖動系統(tǒng)己達(dá)到與直流拖動系統(tǒng)同樣的性能指標(biāo)，因此，越來越廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。 目前，印刷機(jī)的

12、拖動調(diào)速系統(tǒng)大都是采用直流系統(tǒng)，由于直流拖動本身的缺點(diǎn)和不足，使其很難再有發(fā)展空間。 本文欲著重討論印刷機(jī)的調(diào)速、張力控制。由于交流拖動和交流調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)及廣闊的發(fā)展前景，本文欲在印刷機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)中引進(jìn)交流調(diào)速，以使其符合當(dāng)前拖動調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。在卷筒紙印刷中，本文著重討論矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 在張力控制中要著重體現(xiàn)數(shù)字化的特征，爭取使其控制實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。在傳統(tǒng)的模擬控制中，只能對張力進(jìn)行簡單的控制，而不能進(jìn)行精確的動、靜態(tài)補(bǔ)償，在一些運(yùn)行速度較低且張力精度不高的場合，可達(dá)到要求。但現(xiàn)在，大多數(shù)工藝過程為了提高產(chǎn)量和成品率，越來越追求速度和精度的不斷提高，這就要求在動、靜態(tài)均保持張力

13、恒定。傳統(tǒng)的模擬控制印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)自動控制系統(tǒng)概述很難達(dá)到這些要求，這就需要在張力控制中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化?？梢苑奖愕貙埩M(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，提高生產(chǎn)效率，不斷滿足現(xiàn)代生產(chǎn)高速化、精確化的需要。2.4論文選題的目的和意義 2.4.1論文選題的目的 本論文欲著重討論印刷機(jī)的主機(jī)傳動及調(diào)速，和卷筒紙印刷機(jī)的張力控制。使其實(shí)現(xiàn)交流調(diào)速，張力控制實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。使之符合現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求。 2.4.2論文選題的意義 如能在印刷機(jī)的傳動及調(diào)速中實(shí)現(xiàn)交流控制，不但能大大提高生產(chǎn)效率，而且能節(jié)約大量能源，在能源日益緊張的現(xiàn)代社會有著十分重要的意義和廣闊的發(fā)展前景。 張力的全數(shù)字控制也能大大提高

14、控制精度和生產(chǎn)速度，在不斷追求速度和效益的今天，有著十分重要的意義和發(fā)展空間。印刷機(jī)的控制系統(tǒng)印刷機(jī)的速度調(diào)節(jié) 第三章印刷機(jī)的速度調(diào)節(jié) 電動機(jī)是電力拖動系統(tǒng)的原動機(jī)，它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，去拖動各種類型生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝的要求。在現(xiàn)代印刷中，除主機(jī)驅(qū)動、紙臺升降、油泵、水泵和氣泵外，甚至水、墨量的調(diào)節(jié)也以電動機(jī)為動力源。而且，印刷機(jī)的啟動、調(diào)速及制動也是由電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。所以，了解電動機(jī)的工作原理及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)是十分必要的。3.1直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) 為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，工作機(jī)械的運(yùn)行速度不可能是單一的。按照工作機(jī)械的要求人為地調(diào)節(jié)拖動電動機(jī)的運(yùn)行速度，稱為電動機(jī)的轉(zhuǎn)