胶印新技术_十八_卷筒纸胶印机张力控制系统_上_
印刷机张力控制技术
印刷机张力控制技术摘要：在传统的印刷机控制中，张力控制采用磁粉离合器和张力控制器来实现，但这种控制形式存在以下问题:(1)调节速度不快，难以在高速印刷机上应用;(2)张力控制精度不高;(3)印刷机上各张力段彼此独立，难以实现自动控制;(4)磁粉离合器存在发热和磨损问题，维修困难。
变频器传动的印刷机张力控制系统，将印刷机的放卷、前牵引、印刷主轴、后牵引和收卷辊分别由单独的变频器拖动，通过控制各段传动辊的线速度，实现张力的高精度控制。
关键词：印刷机张力控制技术0 引言在传统的印刷机控制中，张力控制采用磁粉离合器和张力控制器来实现，但这种控制形式存在以下问题:①调节速度不快，难以在高速印刷机上应用；②张力控制精度不高；③印刷机上各张力段彼此独立，难以实现自动控制；④磁粉离合器存在发热和磨损问题，维修困难。
为解决以上问题，我们开发了一种变频器传动的印刷机张力控制系统，将印刷机的放卷、前牵引、印刷主轴、后牵引和收卷辊分别由单独的变频器拖动，通过控制各段传动辊的线速度，实现张力的高精度控制。
1 印刷控制技术在印刷机中，印刷材料经过放卷、前牵引、各套色印刷辊、后牵引和收卷完成整个印刷过程，由于各传动辊的线速度差异，因此在各传动辊间产生张力，在印刷工艺中要求对各段张力进行严格的控制，尤其对有光电对版的高速机种，各段张力的控制精度要求在±1%以内。
2 控制系统构成本系统主要由人机界面、PLC、矢量变频器、编码器和摆辊式张力检测机构组成，人机界面(HMI)采用台达10寸彩色屏，通过它可以在线显示设备运行状况、设定设备各项参数并打印生产报表；PLC选用FAMA SC-500，在系统中用两台PLC是兼顾速度和可靠性的考虑，一台用作设备的张力控制、另一台作设备I/O控制；传动采用台达V系列矢量型变频器，安装在传动轴上的编码器将脉冲信号回馈到变频器的PG卡中，形成速度闭环，使整体速度精度控制在在3‰以内；在本系统中，人机界面与PLC、PLC与各变频器之间通过RS485通讯连接，提高系统的抗干扰能力。
6-卷纸张力控制系统
w
V
K2
卷进轴
【
（4）、由三个滑轮和一个弹簧秤组成的测力系统对纸张的张力进行测量。
V
F
张力测量系统
：
（5）、将测得的张力反馈到比较装置与预设张力进行比较。
F
1
F
反馈
、
2、系统的结构框图
F1(s)
<
K1
K2
F2(s )
由系统的结构框图可以求函数为得，
系统的开环传递：
G0
s
K1K2 Km Kn
TmS 1TnS
…
图 1-2 卷纸张力闭环控制系统方框图
（二）、控制过程分析
1、各个环节的传递关系如下：
（1）、实际测得的张力与预设张力进行比较后，经过放大器放大作为电机的 输入电压。
…
F1
F2
K1
比较装置
u
（
（2）、放大器的输出电压作为电机的输入电压对电机进行调速控制。
U
w
：
（3）、电机的转速与卷进轴的转速相同，电所机以电机的转速与纸张的线速度 成线性关系。
m
sin 1
1 1
1 sin m 1 sin m
4、确定新的开环截止频率 c
/
如图所示 1—14：
Lo
(
)
m
1 2
20lg
1
Lo
(c
)
c
4.15
1 20lg 1 2
3.6db
5、确定两转折频率1,2 。
1
1 T
c 2.75
2
1 T
1
c
6.26
6、补偿增益
1 Kc 2.27 7、校正后的开环频率特性
浅谈轮转胶印机张力控制系统
场青睐 ，应用范围不 断扩展，在商业、书刊等彩色印刷中发挥着重要作用，轮转胶Ｅ机 的技术应用及 口
发 展动 态受 到业 内人 士 的广泛 关注 。本文就 和 大家 谈谈轮 转胶 印机 使 用中 的一个 重要 参 数控 制— — 纸 带张 力控 制 。
２ ２０ ／ ６ ０ ８８
印刷 技 术 ・ 出版及 商业 Ｉｌ ￣ｌ ｐ４
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节 。 目前 ，该 种 机 构 已 经被 广 泛 应 用于 自动 接纸 机 构
上 的纸卷 加速 和制 动 （） ２ 轴制 动
＿ ｘ ． ｒ ｉ ｔ ｅ
爱色嚼印ｌ色彩铃理解决斤案 莳
制 动有两 种方 式 ：圆周制 动和轴 制动 。 （） １ 圆周制 动
降 ，油 墨也 不能 正确转 移 ， 至会 使纸带横 向起皱 ，印 甚 刷 后 的折 页 、输送 也 无法正 常进行 ｊ张 力太大 ，会造成 纸 带纵 向起皱 ．影 响套印精 度和油 墨转移 张 力超过 一 定 数 值 时还 会 造 成 纸 带 断裂 。因此 ．卷 筒纸 纸 带 在 印
纸 带 张 力 过 小 ，磁 粉 制 动 器 中激磁 电流 就 变 大 ，产 生
一
高效 －快捷 －简便 － 确 精
个 较 大 磁 力 ，使 定 子 和 转 子 间产 生一 个 较 大 的 制 动 力矩 而 气 动 式张 力控 制 是 在 纸卷 芯 部 轴 端 设 置 刹 车
专业人员需要非常准确的色彩 ，因此需要专业 的仪器去测量 。有 了全新的 自
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专题报道
技 术论坛
■ 安徽新闻出版职业技术学院 荣华阳 王 乔
印刷论文(2021整理)
题目：系部：专业：印刷技术班级：学生姓名：学号：指导老师：印务公司综合实践报告摘要：\一、前言毕业将至，通过学校的统一安排，我来到了公司实习，我实习的岗位是印刷机操作工。
一开始，刚来到印务公司新建的厂房看到的是一片繁忙的景象，起重公司工程队、工程师、印务公司领导会聚一堂。
即使尘土飞扬，但每每看到印刷机组被吊起、升空、安装，经历了这台“巨无霸〞的从无到有每个人，脸上都洋溢着发自内心的喜悦。
就这样，经历了两个多月的安装工作，这台终于要进入调试阶段了，这意味着这台代表中国地区印刷速度最快的印刷机即将正式投产。
调试是一个漫长的过程。
从一开始，整台机器的设备的安装校准、油气水纸电墨路设备的安装与链接、印刷机微控系统的测试与更新、印刷压力的调节、印版与橡皮布的修改与安装、印刷初始位置的调校、纸带张力的调节……在各方的共同努力下，在年月日这台“巨无霸〞终于正式投产了！当然在正式投产后暴露出的问题也有很多。
下面我就对，这台的根本组成以及特点进行简单的介绍。
包括在正常的印刷生产中常见的故障分析以及排除方法。
二、轮转胶印刷机根本特点以及根本组成与性能〔一〕轮转胶印机根本特点：轮转胶印机是卷筒纸印刷设备的一类机型，它采用平版印刷原理进行印刷，因此具备平版卷筒纸印刷机的根本特点与组成。
同时，为了满足报纸出版的时效性，轮转胶印机又具有自身一些独特的特点与功能。
下面是轮转机的几个特点：l、轮转印刷机使用的是卷筒纸，适合纸张厚度在105g以下的薄纸。
2、轮转机印速非常高，平均时速40000个印张以上，而一般平张胶印机的印速是10000以下。
而且轮转机是正背两面同时印刷，而平张机是印完一面后，等油墨根本枯燥后，再翻转印刷。
3、轮转机的奇妙之处还在于印完后印张被快速枯燥断开，直接按不同的装订方式折出页来。
4、轮转机适合印数大而交货期短的印刷品，像杂志、超市打折册等。
〔二〕胶印机根本组成：与其它类型的卷筒纸平版印刷机相似，商业轮转胶印机的根本组成包括给纸装置、印刷装置和印后折页装置，考虑到商业印刷的特点，商业轮转胶印机一般配备烘干、冷却系统。
卷筒纸胶印机技术讲座 第九讲 张力控制系统
２） 给 纸 送 纸 辊 到 第 一 印 刷 机 组
由 于 送 纸 辊 和 印 刷 机 组 滚 筒 线 速 度 的 差 异 ，其
张 力大于给 纸张 力。
３） 印 刷 机 组
印 刷 机 组 之 间 的 张 力 控 制 ， 主 要 是 通 过 调 整 印
刷 滚 筒 包 衬 及 控 制 水 量 来 调 整 纸 带 张 力 。 一 般 ， 每
页 纸 带 数 多 少 调 整 传 页 滚 筒 直 径 ， 以 保 证 纸 带 张 力
４）最 后 印 刷 机 组 到 冷 却 辊
稳 定 。 在 纸 带被 裁 刀切 断 以 后 ， 纸 带 张 力 即 消 除 了 。
印刷 完 的 纸 带 经 过 烘 干 ，部 分 水 分 蒸 发 ， 纸 带
包 衬 ，从 而 改 变 了滚 筒 的 线 速 度 。 从 第 一 印 刷 机 组
到 最 后 一 个 印 刷 机 组 ，逐 渐 加 大 线 速 度 ， 如 将 最 后
一
７ 一第 三 印 刷 机 组
８ 第四 印刷机组 一
１ 一 却 装 置 １ 一 页 机 １ 一 单 张 纸 机 Ｏ 冷 １折 ２ 裁 图 ９２ － ０ 典 型 水 平 Ｂ型 卷 筒 纸 胶 印 机 的 张 力 控 制 系统
有 一 定 量 的 收 缩 ，增 加 了 纸 带 张 力 。 烘 干 温 度 对 纸 带 张 力 的 提 高 有 重 要 影 响 。 张 力 变 化 与 烘 干 水 分 蒸 发 量 、 纸 带 原 有 湿 度 、纸 张 性 能 有 关 。 除 烘 干 影 响 张 力 外 ，冷 却 辊 的 线 速 度 也 直 接 影 响 该 段 张 力 的 变 化 。 冷 却 辊 的 线 速度 可 以调 整 ， 其 线 速 度 高 于 印 刷 滚 筒 线 速 度 的 差 值 ， 烘 干 温 度 决 定 该 段 张 力 大 ／ 。 该 段 张 力 应 该 比最 后 两 个 印 刷 机 组 Ｊ 、
毕业设计(论文)-卷筒纸胶印机印刷技术研究[管理资料]
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1绪论 (2)课题研究的目的和意义 (2)卷筒纸印刷机的发明和发展趋势 (3)卷筒纸印刷机的发明 (3)卷筒纸印刷机的发展趋势 (3)国内外卷筒纸印刷机的特点 (4)卷筒纸印刷机科技成果 (5)卷筒纸印刷机的分类 (6)按用途分类 (6)按印刷部分结构分类 (7)按纸带宽度分类 (8)按裁切长度分类 (9)2 影响张力的因素 (10)纸速 (10)2. 2 主动辊表面速度 (10)2. 3 纸张性质 (11)纸的含水量 (12)印刷速度及操作水平 (12)3卷筒纸张力控制的研究 (14)卷筒纸纸印刷机张力控制的重要性 (14)卷筒纸张力的控制 (16)张力控制方法 (16)张力控制系统的数学模型 (16)气动张力控制 (17)磁粉制动器控制张力 (19)系统的构成 (19)磁粉制动器的特性及选择 (20)磁粉制动器张力调节原理 (20)3. 4 张力控制系统中的补偿技术 (21)张力控制系统的深入研究 (24)卷筒纸张力控制系统的原理 (24)张力控制系统 (24)影响控制系统精度印刷分析和结论 (26)参考文献 (27)1绪论课题研究的目的和意义首届中国(广东)国际印刷技术展览会(Print China 2007)于2007年4月10～14日在广东现代国际展览中心举办。
其中数国际印刷设备制造三巨头的产品最引人注目。
他们都带来了各自的新产品、新技术和适合不同客户、不同印刷的解决方案。
显而易见，单张纸胶印机正向着高速度、高度自动化、高精度印刷质量、高水平的维护性的方向发展[1]。
然而卷筒纸胶印机印刷技术也正处在高速发展的阶段，相对于单张纸胶印机，卷筒纸之所以能快速的发展，在市场上有着很多的占有率，主要原因是卷筒纸胶印机有着自己独特的优势。
例如：首先，它可以储存大量纸张，减少换纸和停机次数，提高其利用率；其次，卷筒纸比单张纸便宜，可降低5%～25%的纸张成本，若是涂覆的纸板或薄膜，用卷材还可获得更高的经济效益；第三，纸张裁切长度可无级调整，使用方便，不会产生单张纸印刷前天头等原因造成的纸张浪费；第四，可以使用单张纸胶印机不能使用的薄纸、薄塑料进行印刷；第五，彻底解决双张或多张进纸故障；第六，操作人员无需堆纸，降低劳动强度。
胶印新技术(十七)——卷筒纸胶印机多功能装置(上)
常 用 的 多功 能配 置是 较 好 的 解决 办 法 ，用户 可 以根 据需 要选 购 。 多 功 能装 置 可 以形 成 一 个 机 组 ，也 可 以做 成 较 小 的 机 构 ，安 装
在 需 要 的地 方 ．或 根 据 需要 随 时更 换 安 装位 置 。
定 不 变 的 ，同 时 ．折 页机 的 功 能 一 般 只 有标 准 的８ 、 １ 开和 ３ 开 双 开 ６ ２ 联 。 因此 ．卷 筒 纸 胶 印机 在 印 品 规
叠在一 起 。在较 宽 的一 条纸带 中间 进行纵 折 （ 切开 ） ．并进行 第一 或
横 折 便 形 成 １ 页 折 帖 。 如 果 在 纸 ２ 带 裁 开 前 修 边 适 当 ，可 以 出 方 １ 页 ２ 折帖。 ⑤８ 外 宽 ／ 窄 （ 窄 ／ 页 内 外 内宽 ） 折 帖 （ 模 生 产 ） ：分 切 刀 轮 修 切 ２ 两 边 将 单 幅 纸 带 分 切 成 两 条 不 等
折 页 ，印 刷 ｌ ０ ／ ８ ｇ ｍ 是不 成 问题 的
ａ 刀 往 复运 动 方式 ｂ 刀旋 转 运 动 方 式 －
，
如果不
甚 至 还 可 以 印刷 到 ２ ０ ／ ５ ｇｍ
２构 成 ．
由纸 带 裁 切 、单 张 纸 加 速 、单 张 纸减 速 并把 后 面 的纸 放 在 前 面
综 合 观 察
胶 印新技 术 （ 十七 ）
卷筒纸胶 印机多功 能装置 （ ） 上
如 ｝ ≈ ∞ § 一 ｜ ４ 。 ｆ ０ 《 ｛ 一 ８ ｜一 ｜ ｌ 一 ＊ ｝ § ｜ ∞ ＊ ｝ ％ ｌ
文／ 齐福斌 （ 接 ２ １ 年 第 十二 期 ） 上 ０Ｏ 卷 筒 纸 胶 印 机 虽 然 有 许 多 优 势 ，但 由于 其 裁 切 尺 寸 一 般 都 是 固
卷筒纸印刷机张力控制系统
Ｂ ６ ５ Ｈ分类号下的卷筒纸印刷机 张力控制系统进行
了统计分析 ，简要地介绍 了卷筒纸印刷机张力控制 系统的起源与发展趋势 ，并对 Ｂ ６ ５ Ｈ领域相关专利
申请进行了数据统计与分析。
引言
张力控制系统是一种输入量按某种可调节的衰
减 规 律变 化 的特 殊 的 随动 系统 ，广 泛 应 用于 各 种滚
就像 人们 开 车爬坡 一 样 ，通过 在视 觉 上对坡 的 陡峭 程度 预 判 ，然后 控 制 和调 整 汽车 相应 的档位 从 而顺 利爬 坡 ，人 丁控 制 的 张 力系统 则 是 根据 卷绕 辊 的绕 卷直径 的变 化 ， 通 过人 为 的手动 调节 刹 车装 置 ，
从而 实现 恒 定 的张 力控 制 ，进 而顺 利 地实 现 收放 卷
低 ，动态补偿效果差，不能满足产品 日益增 长的高 精度要求。随着计算机技术的发展 ，特别是微处理 器技术 的不断成熟 ，很多企业将数字技术引入到张 力控制系统中，于是 出现了模拟 一数字混合张力控 制系统 ，采用 的控制方法都是外环 （ 位置环或张力 环） 结合速度环和电流环 ，对于要求不高的系统 ， 有时只需要外环即可。另外 ，随着控制理论 的不断
及 闭环控制这 三个 主要 阶段。 国内技术在卷筒纸 印刷机 闭环张力控制 系统领 域还存在较 大的发 展 空间，
需要关键性 的技术突破。 、
从机械结构 的角度对张力控制系统进行分类 ， 对各类 张力 控制系统 的特点作 了分析 比较。并对
为了保证生产 的品质、效率及可靠性 ，必需要有 一 套功能完备 的张力控制系统来引导产 品加工过程 。 因而 ，收放卷作业 的张力控制 ，便成为通用 的基础 技术。张力控制的作用就是在卷材处于动态处理过 程中时 ，使卷材保持恒定的张力 ，抑制外来干扰引
张力控制系统及常见故障排除
5 2 2014/05 印刷技术·包装装潢
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放卷
张力 传感 器
磁粉 制动 器
张力 控制 器
图1 放卷张力控制系统示意图
牵引 辊
转轴
低摩 擦气 缸
电位 器
摆辊 图2 牵引张力控制系统示意图
故障一：印刷套印不准 故障现象：在印刷设备正常运行 过程中，摆辊发生不规则摆动，且摆 动幅度较大，进而造成套印不准。 故障排除：张力控制系统的结构 较为复杂，因此该故障产生的原因较 多，对此，笔者进行了归纳总结，主 要有以下几个方面。 (1) 摆辊 气 缸 的气 控 回路 元 器 件容 易发生损坏，从而导致活塞漏气，摆 辊气缸加载气压不稳定。对此，可考
这种控制方式是目前的主流方式。 间接张力控制又称补偿控制，其
可以对影响张力稳定的参数进行调节 补偿，以避免将要出现的张力变化， 间接地保持张力稳定。相比直接张力 控制，间接张力控制的随机性较差， 且控制精度较低。
构成与工作原理
安 装于 凹 印机 、 涂布 机 、 复合 机、分切机等设备上的张力控制系统 主要由放卷张力控制系统、牵引张力 控制系统和收卷张力控制系统三部分 组 成， 通过 张 力传 感器 、张 力 控制 器、变频控制器、磁粉制动器等元器 件实现卷筒材料的恒张力控制。
故障二：张力不稳定 故障现象：在收卷过程中，当卷 径较大时，收卷张力显示值往往会随 卷径的增大而不断减小，此时驱动器 的输出电流会不断增加，当输出电流 超过电机的额定电流后，便会引起驱 动器过流保护，发出故障报警。 故 障排 除 ：笔 者 首先 检 查 驱动 器的负载和电机测速编码器，二者均 正常。通过对收卷张力控制器进行校 准，发现其中一个张力传感器发生了 故障，从而使得检测到的收卷张力信 号值是实际收卷张力值的一半，随着
卷筒纸胶印机技术讲座第九讲 张力控制系统
胶 辊 与 钢 辊 之 间 的压 力 。 一 般 三 辊 送 纸 辊 中 ， 有 一
根 钢 辊 如 图 ９ ７中 的 辊 ｌ —１ 】只 是 增 加 纸 带 在 胶 辊 上
变 传 动 面 一 端 连 杆 ８与 操 纵 面 一 端 连 杆 ８的 相 对 位
置。保 证胶辊 和钢辊 之 间的压 力一致 。 调 整 压 力 大 ／ 时 ， 先 将 操 作 面 的 压 力调 好 Ｊ 、 （ 调
一
般 通 过 二 级 张 力 控 制 能 使 纸 带 张 力 变 化 量 保
持 在 １ 以下。 图 ９ １ ％ — ６为 纸 带 在 二 级 张 力 控 制 装 置 前 后 测 定 的 张 力 变 化 曲 线 。 Ａ 为 二 级 张 力 控 制 机 构
前 的 张 力 变 化 波 形 图 ，Ｂ 为 经 二 级 张 力 控 制 机 构 后
整调 节 螺钉 １ ３的 位 置 ）， 再 以 操 纵 面 压 力 为 准 ， 调 整 调 节 螺 钉 ５ ｌ 的 位 置 ， 保 证 胶 辊 和 钢 辊 之 间 的 、 Ｏ
压 力一致 。
送 纸 钢 辊 速 度 的调 整 ：送 纸 辊 的 钢 辊 是 主 动 辊 。
Ａ一气 缸 Ｂ一传 感 器 Ｃ一送 纸 辊
图 ９ ５ 二 级 张 力 控 制 机 构 —１
装 置
给
品 的 要 求 。 但 有 些 对 印 刷 质 量 要 求 很 高 的 机 器 ， 如 商 业 卷 筒 纸 胶 印 机 ，对 进 入 印 刷 机 组 的 纸 带 张 力 提
出 更 高 的要 求 ，需 要 配 置 二 级 张 力 控 制 装 置 。
二 级 张 力 控 制 装 置 包 括 送 纸 辊 及 二 级 张 力 控 制