凹印生產常見張力問題及解決方案

龐少朋

凹印機的張力控制系統通過擺輥來實現張力的檢測，在擺輥端頭安裝了張力檢測電位器，當張力發生變化時，張力檢測電位器的檢測值也會隨之發生變化，此時張力控制器將獲得偏差量，并通過PID控制器調整相應電機的轉速，使料卷張力保持穩定。在凹印生產中，被控料卷運行速度的變化、卷徑的變化、機械傳動系統轉動慣量的變化以及機械損耗的變化等因素均會擾動張力的穩定。而張力控制系統的運行狀況與凹印產品質量有著直接聯系，一旦張力出現異常，便會影響成品率，造成一定的材料浪費。本文中，筆者總結了凹印生產中常見的幾個張力問題及其解決方案，愿與業內人士共同分享、交流。

問題一：如何更容易地建立穩定的初始張力？

1.現象

在實際凹印生產中，不同印刷基材的料卷直徑和幅寬會有所不同，當放卷單元安裝直徑較小的料卷時，凹印機能夠平穩建立起整機的初始張力，但如果換上直徑較大的料卷時，凹印機的擺輥就會出現頻繁震動，且很長時間內都不能穩定下來，嚴重時還會使料卷發生變形，甚至將料卷拉斷。

這種情況不僅會造成材料的嚴重浪費，還會增加操作人員的工作量，為印刷企業帶來許多不必要的麻煩。

2.分析

料卷直徑的變化會引起其慣量的變化，但在凹印機建立起整機初始張力之前，擺輥的位置并沒有發生變化，即張力控制器采集到的張力偏差量沒有變化，相應的，張力控制器的輸出也就沒有變化。但是，針對不同直徑的料卷，電機卻是相同的角速度，于是直徑越大的料卷，其表面線速度就越快，速度越快，電機就越不容易控制，因此就會出現對于不同直徑的料卷，凹印機建立穩定的初始張力難易程度不同的問題。

3.解決方案

針對不同直徑的料卷，通過對PID控制器設定不同的比例單元和積分單元，使不同直徑的料卷在建立初始張力時，其表面線速度相差不大。具體來說就是：對于直徑較小的料卷設定較大的比例單元和積分單元，這樣既不影響建立初始張力時電機的運轉速度，又能建立起平穩的初始張力；對于直徑較大的料卷設定較小的比例單元和積分單元，使電機的運轉速度變慢，從而便可建立起平穩的初始張力。

問題二：如何在自動換卷裁切時實現張力的平穩過渡？

自動換卷裁切，即在張力控制器的作用下雙工位軸可以實現新舊料卷自動切換的工作。其具體過程為：首先，按下預備接料按鈕，凹印機回轉架就會朝逆時針方向旋轉，通過檢測裝置，控制新料卷停放在預定位置，同時電位器檢測出新料卷的大概直徑，并驅動新料卷以一定的表面線速度轉動，使其與舊料卷的表面線速度基本相當；其次，按下接料按鈕，裁切裝置通過相應的動作完成新舊料卷的粘貼和自動裁切；最后，舊料卷由當前速度減至零速，完成裁切。

自動換卷裁切不僅可以提高工作效率，還能降低操作人員的工作量和工作強度。

1.現象

自動換卷裁切過程是在凹印機高速運行中進行的，因此在新舊料卷自動接換過程中受到的影響因素較多，容易導致擺輥出現異常震動，舊料卷與新料卷之間無法實現張力的平穩過渡。這種問題一旦出現，就需要花費較長時間的調整才能恢復正常，從而造成材料和時間上的雙重浪費。

2.分析

自動換卷裁切過程中，新料卷與舊料卷只有在相同的表面線速度下才能實現張力的平穩過渡，這就要求電位器精確地檢測出新料卷的直徑，才能保證新料卷與舊料卷的表面線速度盡可能相同，為實現自動裁切提供前提條件。

當然，新舊料卷的表面線速度達到完全一致只是一種理想情況，實際上二者還是存在一定速差的，通常情況下，當自動換卷裁切完成之后，新料卷張力還是會出現輕微變化，但并不會對最終產品質量造成影響。

3.解決方案

為保證精確地檢測新料卷的直徑，可將電位器更換為精度更高的編碼器。完成換卷之后，由于料卷狀態發生了一定變化，會對其直徑檢測帶來一些干擾，所以應先讓料卷穩定下來之后再檢測。應對料卷的比例單元和積分單元更加細化，當料卷直徑發生變化時，張力控制器調整量也發生相應的變化，從而使張力波動更小。

恒定的張力控制是產品質量的保證，當張力控制出現問題時，只要細心觀察，認真分析，就一定可以找到相應的解決方法。