机械与凹印设备和电子轴

将电子轴传动技术（无轴传动技术）应用在凹版印刷机上，这种概念是从欧洲一些较先进的软包装设备中引入的。欧洲电子轴凹印机投放市场大约是在上个世纪90年代后期，当时欧洲设备为吸引中国国内软包装行业的眼球，以其较为新颖的电子轴传动作为切入点。在Drupa2000上，世界主要凹印机制造商（如赛鲁迪及博斯特公司）首次展示了电子轴传动凹印机。从那时起，我国引进的凹印机基本上都采用了电子轴传动技术，实际应用也获得了相当满意的效果。在Drupa2004上，所有相关参展商都无一例外地展示了电子轴传动凹印机。事实告诉我们，从国际上看，作为新一代产品，电子轴传动凹印机在短短几年内已经基本取代了传统的机械轴传动凹印机。电子轴的含义是什么?电子轴凹印机设备有哪些优点及弱点?我国应如何应用电子轴传动技术?带着这些问题，不久前，记者采访了汕头华鹰软包装设备总厂副总经理、高级工程师戴福华先生。记者：什么是电子轴传动技术?其确切含义是什么?戴福华：电子轴传动技术是使用多个伺服电机各自单独驱动每一组印刷单元，替代了原有的机械长轴使用一个电机共轴驱动所有印刷单元，去掉了机械传动轴，通过软件以程序方式形成了控制系统内部虚拟的电了轴。各电子轴之间通过高速现场总线进行数据传输，各个版辊随虚拟的电子轴运转，保证版辊相位严格同步。记者：目前我国应用电子轴技术现状如何?戴福华：近几年，国内主流凹印机制造商不断消化电了轴技术，已较成功地应用存凹印设备上。由于月前传动系统和套准系统必须全套依赖进口，因此成本比机械传动凹印机要高很多。各类印刷企业的接受关注程度不同，主要是由于对质量和价格的关注程度有所不同造成的。目前，国内电子轴驱动硬件配置鱼龙混杂，许多未掌握这一技术的生产商也推出了“电子轴”凹印机。这类凹印机实际上只是采用直接变频马达驱动技术，而无配套的软件来配合控制张力的变化。这样，当版辊前进或后退进行套准调节时，卷材的松弛或拉伸就会不可避免地带来印刷图文的缩小或变大而造成套印不准。同时，当更换一种印刷材料时，企业需要对许多操作数据和部件进行重新调试。记者：电子轴凹印机的主要优点是什么?戴福华：主要优点在于避免山于传动轴的扭曲和齿轮间隙对印刷机张力及套印精度造成的影响，实现更高程度的同步运转和印刷机组模块化。具体优点体现在以下四个方面。一是大幅提升凹印机性能。电子轴传动可以简化印刷机的传动装置，有效降低了机器噪声；减少了加速和减速时的套准飘移，避免印组机诫振动的累积，保证了印刷版筒的运转精度，使印刷质量得到更好的保证；减少齿轮箱和主轴上机械传动时产生的效率损耗，提高了能量效率，避免了双放双收印刷机因机组离合器的磨损以及传动轴的扰性问题造成的套准不良；整套设备的模块化设计减少了设备的占地尺寸；机器运转和操作、安装调试、维护保养等以每个色组为单位，结构简单，运转平稳，即使在高速下也能保证印刷质量；套准控制的反映更快；具有高精度高速套色功能；机械传动凹印机辊筒必须始终维持恒定的相位，色组间的套准系统才能补偿套准误差，而电子轴传动技术通过调节色组凹印版筒的速度均可修正可能出现的各种误差。二是产品更换时间缩短。采用电子轴驱动，一个机组在印刷时，另一个机组可以停机装版。每一个印刷机中分别设定为“运转程式”和“准备程式”，这样可在机器运转过程中对下一个产品进行准备，使得产品更换的时间缩短了30%－50%，减少了辅助时间，印件开印前的预调时间大大缩短。电子轴传动利用各版辊独立转动的原理，版辊的周长经过计算后，各版辊分别转动一定角度完成初期定位，不仅精度高，而且调整时间由十几分钟缩短为不超过10秒钟。三是可大幅降低印刷损耗。减少了由印刷材料驱动的过渡辊，不再需要印刷单元之间的纵向补偿辊，减少色组间走料的途径，从而可有效地减少试机、起动、调试等的材料浪费。由于凹印机上的料带长度缩短使套准过程产生的废品减少。对于凹印机来说，每个单元至少减少料带长度2米。在印刷开始调整套印时，如果相邻色标距离太远，可以在不停机状态下利用版辊快速转动来补偿误差，不仅快捷，而且节省承印材料。设备在生产过程中稳定，并且在增减速中也可以保持良好的印刷效果，使得废品率减少，生产效益提高。四是生产的灵活性加大。电子轴传动可使机器控制实现高度自动化，使机组之间的组合变得更加简单、灵活，从而可满足不同客户的需求。对于电子轴驱动的分列式印刷机型而言，任意方式的印刷组合都在触摸式操作屏上一“触”即可，十分方便，不增加其它额外费用和劳动。独特的再套印功能可在已印好的产品上再进行带套准的加印，而无需增加任何部件；不同直径的底色版辊可以一同使用；由于可以同时进行套印和采用不同直径滚筒的涂布，生产的灵活性更大，色组间的凹版辊筒可以采用不同的印刷周长，完成一些特殊的任务，如上光、模切等。记者：电子轴传动有哪些弱点?戴福华：投资较大。因为进口传动和套准控制系统的价格较高，从目前以至今后相当长一段时期内，电子轴传动比机械传动凹印机更昂贵。目前两者实际差价约为45%或更大。对有关传递力矩的机械部件性能要求增加，如：编码器、马达、机械联系器和印版滚筒状况等都变得更加重要。电子控制系统的复杂性明显增加。原来所有印刷单元采用一套控制单元，现在则每个印刷单元都需要相应的控制单元，因此维修员人需要了解高级的硬件和软件知识。同传统的凹印机相比，电子轴传动机型在电气方面的维修量会增加。必须使用更多备品和依赖制造商快捷的服务；对备件供应的保障要求提高，以保证连续不断的生产。如果备件不到位，控制系统的任何故障都会使生产停顿，电器系统的调试和安装时间都要增加，电子控制系统的更新升级更重要。因此一般在8－12年后要进行电子控制装置的更新和升级。升级换代的难易程度必须加以考虑，制造及维修人员的技能和经验要求更高，系统可靠性严重影响了电子轴传动技术的推广。采用电子轴传动凹印机在相当长的时间内意味着更多的技术支持，因此需要远距离技术支持系统。记者：我国是否应立足于国情，稳定发展电子轴传动凹印设备？戴福华：是的。我国凹印机多在日本凹印机基础上发展，近几年来受欧洲设备风格的影响，已是融众家之所长。然而限于中国基础工业的发展，不能迅速前进。关键配套（如伺服传动及控制系统）需依赖进口，关键的控制技术完全依赖国外公司，高性能零部件如轴承、气路系统、传动齿轮、热风风机等配套不成熟或依赖进口。由于电子轴传动应用在300m/min到700m/min才能发挥其较大的优势，因此发展电子轴凹印机还应立足于国情，不能无视于市场需求。应该是在保证凹印设备各项技术指标完全合格的前提下配套电子轴传动。