印刷機械科技創(chuàng)新與展望

時間:2008-09-22

來源:中國傳動網(wǎng)

導(dǎo)語:我國印刷機械設(shè)備經(jīng)過30多年來的創(chuàng)新與發(fā)展,已經(jīng)取得長足的科技進展。回顧創(chuàng)新歷程,印刷機械設(shè)備制造業(yè)經(jīng)歷了三次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整,雖然與國外相比還有較大的技術(shù)差距,但在技術(shù)創(chuàng)新上取得了令人矚目的成就

  我國印刷機械設(shè)備經(jīng)過30多年來的創(chuàng)新與發(fā)展,已經(jīng)取得長足的科技進展。回顧創(chuàng)新歷程,印刷機械設(shè)備制造業(yè)經(jīng)歷了三次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整,雖然與國外相比還有較大的技術(shù)差距,但在技術(shù)創(chuàng)新上取得了令人矚目的成就。   上世紀(jì)70年代中期,我國印刷工業(yè)仍處于老祖宗發(fā)明的鉛活字排版印刷時代,一些省市的報社、書刊印刷廠還在使用鉛印輪轉(zhuǎn)機和平臺機,此時,印刷機械制造企業(yè)剛剛開始制造膠印設(shè)備。這個時代王選教授主持的748工程,即計算機漢字輸入系統(tǒng)、第三代漢字激光照排設(shè)備還在探索之中,落后的印刷設(shè)備成為印刷業(yè)技術(shù)改造的瓶頸,這就是當(dāng)時印刷設(shè)備的制造現(xiàn)狀。在短短的十幾年中,國產(chǎn)印刷機械設(shè)備制造企業(yè)已經(jīng)完成鉛印改膠印的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,當(dāng)時的01S型膠印機充斥市場,最多達到每年生產(chǎn)銷售3000臺—4000臺,這是第一次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新。隨著膠印設(shè)備的普及,一批更新?lián)Q代的機器開始陸續(xù)出現(xiàn),如單張紙印刷機02機、04機、08機等設(shè)備逐步取代01S成為市場的新寵。卷筒紙書報兩用印刷機成為當(dāng)時的短線產(chǎn)品,這是第二次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新的成功。   進入21世紀(jì)以后,在印刷業(yè)快速發(fā)展的推動下,印刷機械設(shè)備制造業(yè)進入第三次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和創(chuàng)新時期。這時,各種規(guī)格的單張紙多色印刷機、卷筒紙多色印刷機、商業(yè)卷筒紙印刷機、不干膠間歇印刷機、衛(wèi)星式柔性版印刷機等設(shè)備開始興起,成為印刷業(yè)的骨干設(shè)備。這些高效的彩色印刷機和環(huán)保型印刷機的發(fā)展,得益于企業(yè)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用。   產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和新技術(shù)的應(yīng)用   在市場需求不斷提高的推動下,企業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和新技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶動制造企業(yè)快速發(fā)展,從而獲得國內(nèi)市場快速增長,出口市場逐年提高,進口市場呈現(xiàn)下降的趨勢。   1. 無軸驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用   無軸驅(qū)動技術(shù)的核心是用伺服電機直接驅(qū)動印刷滾筒,取消了各機組間的長軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪、無機減速器和齒輪箱的連接,也簡化了像卷筒紙印刷設(shè)備的直流電機驅(qū)動、異步電機與針輪減速器實現(xiàn)低速調(diào)整的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時,伺服電機在驅(qū)動器和控制器的控制下,使張力控制、套準(zhǔn)、水墨平衡、勻水勻墨、墨色控制等機構(gòu)操作迎刃而解,使繁雜的輔助操作脫離傳統(tǒng)的手工作業(yè),使設(shè)備智能化水平大大提高。   無軸驅(qū)動技術(shù)國內(nèi)尚無廠家提供系統(tǒng)的解決方案,相關(guān)設(shè)備和軟件主要依賴于國外的合作,進口企業(yè)有德國的博世力士樂、倫茨、西門子、包米樂,日本的安川等公司。我國這項先進技術(shù)應(yīng)用在卷筒紙印刷機上比較成功。在2004年進入試制階段,目前,北人印刷機械股份有限公司、上海高斯印刷設(shè)備有限公司、江蘇寶南印刷機械有限公司在卷筒紙印刷機上已經(jīng)開始應(yīng)用,陜西北人印刷機器有限責(zé)任公司和廣東中山松德包裝機械有限公司的卷筒紙凹版印刷機也應(yīng)用了這項技術(shù)。還有的企業(yè)在表格機、柔性版印刷機、橫切機、分切機等設(shè)備上應(yīng)用。   國內(nèi)單張紙印刷機應(yīng)用無軸驅(qū)動技術(shù)剛剛開始,已經(jīng)實現(xiàn)了水、墨輥獨立驅(qū)動,而國外已經(jīng)出現(xiàn)輸紙機實現(xiàn)獨立傳動、單張紙印刷機印刷滾筒實現(xiàn)獨立傳動(走紙還是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu))。還有的國外企業(yè)創(chuàng)新成功無側(cè)規(guī)輸紙技術(shù),實現(xiàn)叼紙牙軸的軸向運動和紙側(cè)邊的監(jiān)測控制技術(shù),保證輸紙的準(zhǔn)確性。   2. CTP技術(shù)有進展   CTP技術(shù)國外發(fā)展很快,已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。2007年,我國CTP技術(shù)在兩個產(chǎn)品領(lǐng)域有所進展,一個領(lǐng)域是直接制版機,已經(jīng)有兩家以上的企業(yè)開始批量生產(chǎn)這種設(shè)備,一家是北京周晉科技有限公司開始向市場推出四開和對開直接制版機和相關(guān)設(shè)備及軟件,另一家是杭州科雷生產(chǎn)直接制版機。還有包括北大方正、北人集團公司、北京多元集團和營口大族冠華在內(nèi)的多家企業(yè)已經(jīng)試制成功有自主知識產(chǎn)權(quán)的直接制版機。CTP技術(shù)進展的另一個領(lǐng)域是數(shù)字噴墨印刷機,在國內(nèi)已經(jīng)有很多企業(yè)采用合作和自主創(chuàng)新的方式,批量生產(chǎn)大幅面的噴墨印刷機設(shè)備,制造企業(yè)遍及北京、上海和深圳等地區(qū)。   3. 廣泛應(yīng)用的新技術(shù)   單張紙多色印刷機是印刷包裝業(yè)的骨干設(shè)備,2006年投入市場的設(shè)備數(shù)量已經(jīng)達到1999臺。其中,國產(chǎn)設(shè)備達到968臺,占市場需求的48%;卷筒類型的膠印、柔印、凸印印刷機市場占有率已經(jīng)超過70%。取得市場占有率較快增長的原因,就是企業(yè)在應(yīng)用技術(shù)上不斷創(chuàng)新,積極應(yīng)用當(dāng)代最新科技成就的結(jié)果,據(jù)不完全統(tǒng)計,主要技術(shù)創(chuàng)新成果如下:   (1) 大滾筒排列設(shè)計提高了印刷質(zhì)量   多數(shù)廠家制造的單張紙多色印刷機采用雙倍徑壓印滾筒或三倍徑傳紙滾筒結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)使紙張在低曲率狀態(tài)下運行,有利于包裝產(chǎn)品的厚紙印刷,同時降低了機組間紙張的交接次數(shù),有利于提高印刷套印精度。大滾筒的設(shè)計降低了紙張交接速度,減少了交接故障率,同時,這種設(shè)計還為企業(yè)產(chǎn)品的系列化設(shè)計創(chuàng)造了有利條件。雙倍徑和三倍徑滾筒零件對企業(yè)的加工設(shè)備規(guī)格和精度提出新的要求,反映了企業(yè)加工工藝水平的提高。   中型卷筒紙報刊印刷機、全張紙書刊卷筒紙印刷機、全張紙多色單張紙印刷機、大幅面柔性版印刷機已經(jīng)試制成功,并且開始批量生產(chǎn),標(biāo)志著大型印刷設(shè)備的創(chuàng)新取得較大進展。  ?。?) 自動化水平進一步提高   提高印刷機自動化水平,將節(jié)約大量的輔助時間,進一步提高生產(chǎn)效率。單張紙多色印刷機印版滾筒位置套印調(diào)節(jié),已經(jīng)實現(xiàn)縱向、橫向和對角的自動套準(zhǔn)調(diào)整;滾筒離合壓、離水、離墨實現(xiàn)氣動自動控制;多數(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)半自動換版、走肩鐵設(shè)計和墨色遙控(即CPC)等措施,使設(shè)備的自動化水平提高。有的企業(yè)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)機專色和UV上光印刷。   由于印刷設(shè)備設(shè)置光電控制系統(tǒng),可以控制印刷過程紙張準(zhǔn)確到位,防止雙張、歪張、空張等質(zhì)量問題的發(fā)生,進一步提高了印刷質(zhì)量和效率。   采用觸摸屏技術(shù),設(shè)置人機對話界面,先是設(shè)備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù),可以實現(xiàn)故障檢測。印版采用了定位安裝方式,設(shè)置快速裝版機構(gòu)、自動拉版裝置和校版量等數(shù)字直接顯示功能,縮短了印版安裝調(diào)整和故障診斷的輔助作業(yè)時間。有些印后設(shè)備還實現(xiàn)工藝過程的程序化。   供墨系統(tǒng)的墨斗輥連續(xù)運轉(zhuǎn),對于墨量的變化能做出迅速反應(yīng),有利于墨色控制。由于墨路排布先進、合理,施墨均勻穩(wěn)定,可以實現(xiàn)短墨路和加大墨量供墨性能。墨斗輥的出墨量可以通過電機遙控,并數(shù)字顯示,準(zhǔn)確、可靠。單獨電機驅(qū)動水斗輥,其轉(zhuǎn)速自動跟蹤主機速度,可對水量的變化需求做出快速反應(yīng),過橋輥使靠版水輥與靠版墨輥相連接,氣動控制的過橋輥離合,可實現(xiàn)水墨聯(lián)合印刷或水墨脫開印刷及預(yù)濕潤功能。配有濕潤液的冷卻裝置、酒精配比恒定裝置、溫度調(diào)節(jié)裝置及自動的濕潤液循環(huán)裝置,從而使印刷質(zhì)量進一步提高。   (3) 印刷速度提高   印刷機采用川流式輸紙機,真空輸紙臺技術(shù),位于前規(guī)處的光電檢測裝置使紙張的早到、晚到及歪斜均被識別出來,并執(zhí)行錯誤紙張的鎖定功能和分流措施,不但提高了印刷速度,而且減少了故障發(fā)生的幾率。目前單張紙多色印刷機印刷速度已經(jīng)達到12,000張/小時-15,000張/小時,卷筒紙報版印刷機的印刷速度已經(jīng)達到70,000張/小時-75,000張/小時的水平,卷筒紙凹版印刷機的印刷速度已經(jīng)達到300米/分鐘。  ?。?) 一些老大難問題得到解決   用戶經(jīng)常反映紙張劃痕、漏油問題和滾筒銹蝕問題得到解決。如:帶有吹風(fēng)裝置的導(dǎo)紙板,使紙張無劃痕運行。氣動控制取樣接紙,收紙堆上方裝有區(qū)域控制的風(fēng)扇,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速可自動跟蹤主機速度,使收紙更加順暢。   主機上設(shè)有定點、定量、定時自動集中潤滑系統(tǒng),不論潤滑位置高低和距離遠近,都能得到所需的潤滑油。潤滑的間隔時間可在0分鐘~60分鐘范圍內(nèi)選定。這種裝置還具有油路故障、油位過低等報警裝置,大大增加了機械安全運行的可靠性。   滾筒防腐問題得到解決。由于在印刷過程中印刷滾筒受潤版液的侵蝕,印刷滾筒表面的銹蝕曾是一大難題,用戶反映較大。目前,各企業(yè)采用多種工藝方法解決印版滾筒、橡皮滾筒、出水輥等零件的防腐耐磨性能問題,采用的主要方法有:鍍硬鉻、化學(xué)鍍(非晶鍍)、火焰噴涂、電弧噴涂、離子噴涂、刷鍍、硫化等工藝手段,使難題迎刃而解。   (5) 變頻器應(yīng)用向縱深發(fā)展   根據(jù)印刷機速度調(diào)整的特點,印刷機械設(shè)備采用無級調(diào)速的方式有較大進展。過去對大型設(shè)備多采用直流調(diào)速,中小型設(shè)備多采用電磁電機(滑差電機)調(diào)速,還有的設(shè)備采用整流子調(diào)速,也有的設(shè)備采用錐形皮帶調(diào)速器,這些調(diào)速方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)速范圍受到限制,同時帶來大量的金屬材料、加工成本和電力的浪費。由于變頻器調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用,不但印刷機的主傳動采用變頻器調(diào)速,使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化,而且變頻器的應(yīng)用范圍在逐漸擴大。有的印刷機采用變頻器實現(xiàn)無軸驅(qū)動、張力控制、周向套準(zhǔn)等功能,還有的印后設(shè)備采用變頻器實現(xiàn)書刊裝訂的闖頁功能等。  ?。?) 聯(lián)線技術(shù)得以拓展   聯(lián)線技術(shù)系指在完成印刷的基礎(chǔ)上,再增加功能完成聯(lián)機的其他操作,使印刷機成為名副其實的印刷生產(chǎn)線。主要聯(lián)機功能有:卷筒紙印刷機的聯(lián)機裝訂、聯(lián)機堆積打捆、聯(lián)機加硅上光、聯(lián)機復(fù)卷功能;單張紙印刷機的聯(lián)機裁切、UV上光、翻轉(zhuǎn)印刷,卷筒紙凹版印刷機的雙放雙收,裝訂設(shè)備的聯(lián)機生產(chǎn)線等。   輔機制造技術(shù)取得突破   商業(yè)卷筒紙印刷機的高科技含量,不但表現(xiàn)在主機本身,而且輔機也有非常高的技術(shù)水平。從專業(yè)化分工的角度,一個企業(yè)很難完成主機和各種輔機的生產(chǎn)。國內(nèi)外商業(yè)卷筒紙印刷機制造企業(yè)幾乎無一例外的全部進行全球大采購。這種設(shè)備的主要輔機供應(yīng)商是法國MEGTEC公司,也就是在上海建廠的恩姆易基機械設(shè)備系統(tǒng)(上海)有限公司,這家企業(yè)經(jīng)過兼并收購,幾乎包攬了商業(yè)卷筒紙印刷機主要輔機的制造。該公司仍然是卷筒紙印刷機輔助設(shè)備的主要供應(yīng)商,市場占有率高達90%。中低卷筒紙印刷機給紙機速度可以達到7米/秒,高速自動接紙機最高線速度可以達到13米/秒—17米/秒。   最近幾年,國內(nèi)有兩家企業(yè)主要生產(chǎn)輔機設(shè)備,一家是上海震立公司已經(jīng)推出幾種輔助設(shè)備,其中包括為商業(yè)卷筒紙印刷機配套的零速接紙機和一般的卷筒紙印刷機配套的高速接紙機,基本可以滿足市場需要。另一家是浙江通業(yè)公司為單張紙印刷機、絲網(wǎng)印刷機、模切機等產(chǎn)品配套的輸紙機,已經(jīng)形成規(guī)模,輸紙機的輸紙速度已經(jīng)達到15,000張/小時。   酒精濕潤裝置國內(nèi)已經(jīng)有廠家開始生產(chǎn),如北京貝爾公司等,主要為單張紙多色印刷機、商業(yè)卷筒紙印刷機配套。這種裝置的主要難點在酒精濃度的自動監(jiān)測和自動調(diào)配技術(shù),這些技術(shù)已經(jīng)過關(guān)。   另外,自動套準(zhǔn)裝置、走紙調(diào)偏裝置、運行監(jiān)測裝置、定點潤滑裝置也有專業(yè)廠家生產(chǎn)。   工藝技術(shù)上一個新臺階   印刷設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新還表現(xiàn)在工藝制造技術(shù)的提高方面,主要表現(xiàn)在以下幾點:   1. 墻板加工   墻板是印刷設(shè)備的主體零件,傳統(tǒng)的加工方法是在普通立式鏜床上,兩塊墻板合裝加工,以取得兩塊墻板的一致性。這種方法生產(chǎn)效率低,沒有互換性,裝配后的整體質(zhì)量差,影響產(chǎn)品的基礎(chǔ)質(zhì)量?,F(xiàn)在印刷機已經(jīng)采用門式加工中心、五面體加工中心進行孔系加工和周邊加工,質(zhì)量大幅提高。還有的企業(yè)對墻板大平面進行磨削加工或采用整體墻板的設(shè)計方法,進一步保證質(zhì)量。   2. 解決了滾筒窄槽的加工   單張紙印刷機的上版方式是在設(shè)計結(jié)構(gòu)上解決,實現(xiàn)自動換版或半自動換版,而卷筒紙印刷機的快速裝版的方法,是在印版滾筒上加工超窄槽實現(xiàn)快速裝版,以取代用版卡或卷版軸的上版方式,這種1.5mm—2mm的深窄槽加工十分困難,企業(yè)已經(jīng)解決了有關(guān)刀具、工裝和工藝的難題。   3. 滾筒實現(xiàn)動平衡   印刷機設(shè)備的滾筒零件過去只做靜平衡,容易產(chǎn)生共振和噪聲,影響印刷質(zhì)量,隨著印刷速度的不斷提高,軸輥的動平衡加工已經(jīng)實現(xiàn)。   4. 工藝管理技術(shù)提升   工藝加工手段無疑是提升產(chǎn)品質(zhì)量最重要的,一般可以靠引進機加工設(shè)備和外購刀具去解決。需要進一步提高零部件質(zhì)量,空間是有限的,然而提高工藝管理技術(shù),提高質(zhì)量則是無限的。如單張紙多色印刷機的開發(fā)除前面所講的創(chuàng)新之外,在工藝管理技術(shù)上,采用高級配合零件采用中間公差加工的方法、影響套印精度相關(guān)零件采用選配的方法、傳動零件采取誤差抵消的方法、采用裝配流水線的裝配方法等措施,都使印刷機的質(zhì)量達到空前水平。   以上工藝新技術(shù)的發(fā)展成就了單張紙多色印刷機進入較成熟的發(fā)展階段。
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