无人胶印机之设想及技术难点

无人胶印机之设想及技术难点

目前，诸多印刷企业存在操作人员短缺的现象，尤其是能够独立操作胶印机的机长更是难求，印刷企业被“挖墙脚”的现象非常普遍，而且操作人员的工资也是节节升高，这给印刷企业带来了巨大的成本压力。此外，操作人员的技能高低也会直接影响印品质量。因此，提高胶印机的自动化程度迫在眉睫，这不仅能够减少操作人员的数量，也会减少因操作人员技能水平较低带来的印品质量问题。本文将介绍无人胶印机的设想及技术难点。

无人胶印机的设想

无人胶印机的实现主要从控制系统和机械结构的改动两方面入手，将原有由操作人员完成的工作以自动化的方式实现，达到胶印机无人操作的目的。

1.控制系统的改动

在硬件方面，将胶印机的控制器由plc改为计算机，控制屏幕由人机界面（hmi）触摸屏改为计算机显示器，这样原有的由plc

控制的操作可全部改为由“计算机+总线控制器”控制。

在控制方法上，无人胶印机的控制采用前馈控制与反馈控制相结合的方法，响应更快速，并能减少废张，使得无人胶印机印出的第一张印品即为成品。其中，前馈控制指的是利用ctp制版时的数据确定墨量、水量以及印刷压力，在印刷开始之前就设置好这些参数，通过网络传输到控制无人胶印机的计算机中，同时将纸张幅面、厚度和印量等参数也输入计算机；反馈控制指的是整台无人胶印机

采用自调整自适应、“传感器+控制器+执行器”的闭环控制，实时监测印刷过程，通过将印品与原稿进行比较，不断调整相关数据，使印品效果达到最佳。具体反馈控制措施如图1所示。

（1）在收纸处安装带有放大镜头的高像素电子照相系统，电子照相系统拍摄印品，然后将信号传送给计算机，计算机上的rip软件解析出cmyk四色的网点大小，并根据此数据控制无人胶印机（以四色机为例）1～4机组墨斗上的12×4个步进电机，以调节各墨区的墨量大小；分析印品上的色彩饱和度，控制压印滚筒两边的压力；分析十字线的套准情况，计算出轴向、周向、斜向印版调节量，控制轴向、周向、斜向调版电机，达到自动对版的目的。

（2）在收纸处安装acc水量传感器，监控水量大小，并将数据传送给计算机，计算机通过对水量进行分析，控制无人胶印机4个机组的水量调节电机转速。

（3）在版夹边缘处安装光电传感器，用来测量有无印版，以便进行自动上版、卸版。

（4）增加坏张剔除传感器，用来控制坏张剔除机构剔除废张。

2.机械结构的改动

无人胶印机机械结构方面的改动如下。

（1）墨斗由原有的敞开式结构改为全封闭式结构，墨斗压力可自调，这样可以防止油墨挥发，从而减少环境污染，并节约墨量，减少洗车次数。

（2）墨斗挡板采用分区结构，分成12个或更细的16个区，并

用小型步进电机控制每个分区挡板的伸缩，以控制各区的墨量。

（3）在输纸部件中，去除压纸轮和压纸带，采用真空输纸机构，在输纸板上打2～3排小孔，输纸带上也打小孔，下方为全封闭结构，计算机无级控制真空泵的压力，从而控制其对纸张的吸附力。

（4）在正常走纸的边缘区域增加坏张剔除机构，当坏张剔除传感器检测有坏张时，自动剔除废张。

（5）将原来的手钮旋转调压改用步进电机调压。

（6）在拉规处，加装滑道丝杠结构和气动结构，使拉规可以左右移动，同时又可以用气动结构锁紧固定。

（7）去除原来胶印机的控制面板，只保留急停按钮。

无人胶印机的主要技术难点

1.控制算法

在无人胶印机的反馈控制中，rip软件解析出的网点大小、色彩饱和度、十字线套准情况等数据，还需要通过控制算法计算出对墨量调节电机、水量调节电机、调版电机和调压电机的调节量，而控制算法该采用什么样的数学模型、模型参数如何选择、如何达到最佳效果等，都需要在实践中慢慢摸索。

2.总线控制器

总线控制器通过计算机的通用pci插槽与计算机连接，向上与计算机交换数据和命令，向下与传感器和继电器直接接收数据和发出控制命令，因此，其通讯速度不应低于100mb/s。总线控制器可以采用光耦隔离技术开发的类plc结构，其不仅通讯速度快，而且

使通用性、抗干扰性更强，有利于产品的改造与升级换代。

3.acc水量传感器

印刷过程中，由于水膜比较薄，acc水量传感器要想检测出水量的细小变化且抗干扰是非常难的。因此，acc水量传感器不应采用普通的红外传感器，而应采用激光传感器，并采用高增益、高稳定的放大器，可考虑与光电传感器生产厂商联合开发。

采用无人胶印机，操作人员只须将裁切好的纸张放到供纸台、将印刷好的成品移走，在办公室内与无人胶印机远程联网的计算机中输入几个设置参数，其他工作都可由无人胶印机自动完成，从而消除了印刷对操作人员的依赖，印刷质量更加稳定可靠，效率更高。另外，还可以在无人胶印机上内嵌无线网卡，通过网线接入internet网，实现无人胶印机的远程控制、远程监控诊断并自动生成报表，全面提升自动化、智能化程度。