柔性版印刷系列讲座5

时间:2006-09-21 09:01:26来源:科印传媒《印刷技术》作者:蔡成基

  22.卫星式无齿轮柔性版印刷机在传动上有什么特点?
  这个问题分为两个方面,一方面是收放卷、烘道、冷凝辊驱动等非印刷部分,另一方面是卫星式中央压印滚筒以及附加其上的各印刷单元。
  如前所述,卫星式柔性版印刷机的收放卷部分同印刷部分采用的是软连接,齿轮传动型柔性版印刷机与无齿轮柔性版印刷机在这一点上是一致的。但是在烘道内,导辊的驱动以及烘道外冷凝辊等装置的驱动,传统的模式是主机经长轴、齿轮箱变速来进行驱动,由于传动路径长,为了避免传动故障还必须使用万向节,因此整个结构由长轴、万向节、齿轮箱等部件构成。无齿轮柔性版印刷机革除了这个模式,烘道内直径3英寸的导辊由一个交流伺服电机驱动,以优化烘道内承印材料的张力控制。
  众所周知,不论印刷纸张还是薄膜,承印材料在烘道内的张力变化都是很大的,尤其在印薄膜时。聚乙烯(PE)的软化点为90~100℃,聚丙烯(PP)稍高些。在高温烘道内,即使车速很快,薄膜在烘道内的受热时间较短,但只要薄膜的实际温度高于其软化点温度,薄膜就容易变形,由卷筒承印材料变形而引起张力变化是必然的。
  由于烘道位于印刷单元之后,所以这种变化并不影响印刷套准,但会影响印刷产品的长度。这是因为,已印刷的薄膜受热变形后,如若仍然保持较大的张力,薄膜尺寸就会发生变化,即使出烘道后即刻冷却,收卷后的产品在尺寸上还是会有一定的误差。因此控制烘道内卷筒承印材料的张力变化是无齿轮柔性版印刷机在这个环节要解决的重点课题。
  无齿轮柔性版印刷机的冷凝辊同样采用交流伺服电机单独控制,电机通过气动压纸辊驱动,在整个卷料张力系统上,起辅助但不可缺少的作用。
  齿轮传动型柔性版印刷机则是通过齿轮齿数比,机械刻板地规定导辊的转速,它的作用仅是传递动力,而不考虑被传送材料的不同特性与状态。而采用交流伺服电机驱动的模式,可针对材料的不同特性与状态进行调节,不仅传递动力,而且还可以起到辅助调节的作用。
  在卫星式中央压印滚筒以及附加其上的各印刷单元的传动上,无齿轮柔性版印刷机采用分电机传动,速度环软连接,用前一级的测速信号作为后一级的给定信号,使每一台电机既有自己的控制闭环,又有相关闭环产生的信号作为给定或反馈信号,以提高反馈速度,从而提高传动的稳定性。无齿轮传动机构突破了齿轮传动机构的主电机驱动、齿轮箱传递动力并保证同步的固有模式,改由交流伺服电机直接驱动中央压印滚筒。为了保证在10秒内从设计车速(最高可达600m/min)急停,在中央压印滚筒的背面装有盘形刹车装置。在各印刷单元,每根版滚筒芯轴都由单独的交流伺服电机直接驱动,每根网纹辊的芯轴也由独立的交流伺服电机驱动。这种多电机独立驱动方式完全摆脱了传统卫星式柔性版印刷机中央压印滚筒大齿轮传动的束缚。
  传统卫星式柔性版印刷机安装在中央压印滚筒上的大齿轮,由于需要同印版滚筒的齿轮啮合,对其精度与硬度都有特殊的要求,对润滑也有特殊的要求,一旦处理不当,往往会损坏大齿轮。以直径为2500mm的中央压印滚筒上的齿轮为例,该齿轮的周长达7000~8000mm,若该齿轮损坏,损失相当惊人。笔者曾看到过这样一则实例,大齿轮的齿顶部分被磨成尖角,卫星式柔性版印刷机特有的套印准确度大受影响,无法修复,最后不得不由生产厂家回收。正是这些惨痛的教训使人们看到了传统齿轮传动模式的不足,从而走上无齿轮传动的新路。
  无齿轮伺服套印机构的轴向套准由步进电机驱动,周向套准由交流伺服电机驱动,压印滚筒脱开时,网纹辊也由交流伺服电机驱动,可控制速度的变化。在保证高速运行时印刷平台高度稳定的基础上,无齿轮卫星式柔性版印刷机的套准是十分有把握的。以美国PCMC生产的无齿轮卫星式柔性版印刷机Infiniti和Vision G为例,在印刷平台结构上,采用了专利的高稳定性设计,即使在每分钟600m(2000英尺/分钟)的高车速时,也能在稳定车速下将套准误差控制在0.003英寸(0.07mm)以内,加减速时套准误差小于0.004英寸(0.1mm)。

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