印刷设备论文

卷筒纸印刷机张力控制装置探讨
张力是印刷机使纸带前进时对纸带形成的拉力。

在卷筒纸印刷机上，纸带张力的恒定是保证连续料带不会发生断裂，能够顺利走纸印刷，保证套印精度的重要指标之一。

张张力
目前卷筒纸印刷机张力控制系统,主要采用闭环的电磁式或气动式张力控制等。

由于闭环控制具有随机性强、控制精度高等特点,可以适应不同纸带和印刷速度状态下的张力要求。

闭环张力控制系统是通过检测装置对张力信号进行检测,并将检测的结果送回到系统中。

控制系统依据张力设定值和张力检测反馈值进行比较的结果进行处理。

对于张力控制进行张力大小调节时主要采用的有2种方法,即力(力拒)控制和速度控制方式。

1种是控通过纸卷制动装置的制动力大小调节实现张力控制;另外1种方法是改变制动装置的运行速度实现张力控制。

力调整方式主要是在给纸部分进行张力控制,通过采用各种不同的制动器对纸卷进行制动。

速度控制方式进行的张力控制,可以在给纸部分和印刷机各个功能单元部分进行。

张力控制系统主要包括纸卷制动装置、纸带减振装置、送纸辊机构、张力检测装置和张力自动控制器等几个部分。

（1）纸卷制动装置。

该装置通过制动力大小调整纸带张力的状态。

制动力大小要能在印刷过程中可靠和准确的调整。

避免纸带因为过载出现断纸和纸卷随意自由的打开状况的发生。

（2）纸带减振装置。

该装置用于吸收和减小纸带运行中由于机器和纸卷振动产生的的张力和速度的波动。

减振装置一般包括浮动辊机构和阻尼机构。

浮动辊机构设置在机器走纸张力第一次校正位置。

浮动辊可以消除纸卷不规则引起的张力变化，当纸带的两边松紧不一致时，可以通过浮动装置的弹簧压缩量的变化，调整这种不一致状态。

阻尼机构主要是对由于速度急剧变化所产生的走纸张力的急剧变化施加阻尼，使这种突然剧烈的张力变化变得平缓、连续的变化，稳定纸带的张力。

（3）送纸辊机构。

送纸辊又称为纸带驱动辊或续纸辊。

送纸辊是给纸机的最后一个部分，纸带离开送纸辊之后就进入到印刷单元进行印刷。

送纸辊机构用于对纸带进行强行驱动并控制纸带速度和张力，保证纸带能够顺利的向前运行并将纸带平稳送出。

送纸辊机构一般由二到三个辊组成。

其中一个是由电动机驱动的、速度可以调整的钢辊。

送纸辊机构一般安装在印刷装置前面和印刷装置与折页装置之间。

印刷装置之前的送纸辊可以起到精确的控制进入印刷装置和折页装置纸带张力的作用。

（4）张力检测装置。

该装置用于将纸带的张力大小进行检测并送到张力控制系统中。

张力检测装置直接检测纸带的实际张力值，然后把张力数据变成张力信号送入到张力控制器中。

张力控制系统将这个信号与预先设定的张力值比较，计算出控制信号，从而自动调整制动器激磁电流、气动制动系统的气压或者调整控制电机的电压，实现张力大小的调整，使纸带的实际张力值与设定值相同。

（5）张力自动控制器。

张力自动控制器主要是对张力进行检测并将信号进行处理，将处理后的信号送到张力调节机构中实现张力大小的调整的装置。

它是张力控制系统的核心部分，决定张力控制系统的控制品质和控制效果。

控制器主要是接收由变送器送来的表示生产过程被调变量变化的信号,并与设定的被调参数的给定信号比较得到差值经过控制器一定的调节规律的运算处理后,发出控制信号
以罗兰卷筒纸印刷机张力控制系统为例对张力控制进行剖析。

罗兰UNIPASER给纸机张力控制系统,采用制动带式的圆周制动方法对纸带进行制动。

浮动辊处滑动变阻器检测纸带张力信号。

制动皮带由一个电机驱动运转,皮带轮旋转使皮带运动,从而驱动纸卷运转,将纸带输送到印刷单元。

制动力的产生,主要是通过纸卷圆周线速度低于印刷单元或驱动辊线速度,由于速差的存在,使纸带绷紧并产生张力。

在纸卷半径尺寸发生变化或各种干扰造成纸带张力大小偏离张力的设定值时,张力控制系统便通过改变皮带轮电机的运行速度实现张力大小的调整。

张力的控制实际上就是对皮带轮速度的控制。

对于皮带轮电机速度的控制,是由EAE张力控制器进行速度控制的。

检测装置将印刷机运行的速度信号送到给纸机的控制系统,控制系统依据张力设定的数值和印刷速度大小,发出适当的电压信号,驱动皮带轮电机按照一定的速度大小运行。

皮带轮电机的运行速度,通过检测速度的装置-编码器进行测量,并将这个速度信号送回到控制系统形成闭环的控制。

系统张力设定值对应的电压为0～10V。

这个设定值是根据工艺和实际生产状态设定的。

通过电气转换器E/P输出一个0～0. 7MPa的气压信号给浮动辊的驱动气缸,使浮动辊具有一个初始的位置。

检测张力的传感器是旋转方式的,它的量程为1kΩ电位计,被安置在浮动辊的回转轴上。

电位计输出的电压为0～10V。

当系统工作时,浮动辊检测纸带的张力大小,并将张力大小对应的电压值送入EAE张力控制器中。

EAE根据这个信号和张力设定的数值信号进行控制。

系统控制回路框图见图2。

罗兰UNIPASER给纸机张力控制系统是一个双闭环的串级系统。

内环控制系统对皮带轮电机速度进行检测,调整电机的运行速度;外环控制系统通过纸带张力的检测送回到张力控制器中通过内环速度调节实现张力的调整。

串级控制系统是一种常用的复杂控制系统。

当被控对象滞后较大时就可以采用串级控制系统。

串级控制具有很多优点,对副回路中的干扰有很强的克服能力;改善了对象的动态特性,时间常数减小;提高了工作频率;有一定自适应能力(由于副回路的随动特性)。

有很多因素影响张力控制系统的控制质量。

控制系统采用的控制规律,决定系统的控制好坏和系统的稳定。

因此选择控制规律一定既要保证系统误差小、反映快、超调小,又要系统稳定。

张力的检测装置的精度和稳定性,影响张力数值的准确程度。

纸路机构制造和安装精度、纸卷偏心歪斜状态、动态的影响因素都对系统控制的稳定产生影响。

对于高质量的印刷系统,如果给纸张力控制不能满足印刷要求,还需要建立第2套张力控制系统能,进一步稳定张力数值。

对于卷筒纸印刷机的张力控制是卷料印刷中必须进行的工作。

为了获得好的张力控制质量必须选择适当精度的张力检测装置,采用合适的控制规律。

如果充分考虑以上因素仍不能满足印刷条件对纸带张力的要求时,需要在这个控制的基础上建立另外的系统。