无轴与有轴机组式凹版印刷机的区别是什么

  传统的机组式凹版印刷机的各色组版辊的传动是挂在同一个电动机上的，由该电动机带动一个机械主轴来传动。各色组版辊都通过机械的连接机构与主轴连接在一起，所以，各色组版辊能够同步运动，而且高质量的印刷机各色组版辊的运动步调严格一致。印刷图案的套准控制是通过控制浮动银的运动和控制张力来控制承印物的拉伸而完成的。将这种传统的机组式凹版印刷方式称为有轴印刷。

  无轴和有轴的根本区别是版辊的传动方式不同。无轴机组式凹版印刷机的各色组版辊的传动是各自独立的，它们各自由单独的电动机驱动，减少了机械主轴，各单元版辊获得独立，但控制的难点和关键技术在于各单元的严格同步，高精度的同步控制关系到整个机器印刷的品质。

  无轴印刷的图案套准控制有别于有轴印刷，它是在各轴同步的基础上，通过控制版辊的相位来实现的。无轴凹版印刷涉及版辊传动控制和套准控制，由于各个版辊独立使版辊的控制更加复杂，也更加灵活。无轴凹版印刷的灵活性、可操作性、自动化水平得到了提高，能够适应当今印刷行业复杂生产工艺的要求，印刷品质高，生产成本低，实现了安全生产和环保生产。

  正是由于实时工业以太网 Powerlink 技术、PLC技术、全数字伺服驱动器 ACOPOS 技术的发展与应用，无轴凹版印刷控制才得以实现。

  与传统长轴印刷机械比较

  随着高速数字伺服技术与实时通信网络技术的发展，目前最先进的凹版印刷机普遍采用“电子轴”、“虚拟轴”或“无轴传动”技术，克服了传统的机械传动技术难题，大大提升了印刷效率、精度与品质。

  在无轴传动的印刷机中，每一组机械单元或机组都由独立的电动机驱动，各电动机之间通过驱动控制系统进行跟踪和同步。中央控制器计算出各虚拟的“电子轴”的位置数据，控制各传动电动机按照中央控制器发出的程序指令同步运转。由于各机组间单独驱动，省却了传递动力的机械长轴，故称为无轴传动技术。无轴传动也称为“电子轴”或“虚拟轴”。

  由于无轴传动可以完全取代精密机械齿轮，省去了许多机械部件，如驱动装置、变速装置、轴和齿轮、蜗轮蜗杆机构、额外的牵引机构等，使设备的制造成本和使用费用大大降低，避免了传动中的机械共振，降低了维修成本。无轴传动印刷机结构简单、运行平稳，机械磨损和机械振动小，运转和操作、安装调试、维护保养等以色组为单位，操作方便。采用无轴传动技术，可以避免传统印刷机械长轴驱动带来的机械误差累积导致印刷质量难以保证的缺点，计算机控制有利于多台电动机同步控制，提高整机传动控制精度和运转平稳性，也便于实现印刷机的计算机操作台控制和远程控制。另外，采用无轴传动的印刷机色组选择灵活，每个印刷色组都可以独立更换印版，纸路选择比传统的有轴印刷机灵活，张力控制问题可由专用的电动机控制和软件方案解决，使得印刷张力更恒定。由于独立的机组配置和驱动灵活，各单元可分别进行单独操作和调节，增加或撤销一个印刷机组容易而方便，增加了生产的灵活性，提高了生产效率。无轴传动控制技术能够方便实现设备的维修和系统的升级、扩展。采用无轴传动系统的监控和诊断软件，可监控任意一个与电子轴相连的印刷滚筒，实时分析印刷过程中的负载，可方便地实现模块化生产和调试。

  但是，无轴传动控制系统的复杂度高，涉及的技术水平先进，对设备设计、制造、维修及操作人员提出了更高的要求。

  无轴传动技术与传统长轴技术比较见表7.1。

  表7.1 无轴传动技术与传统长轴技术比较

  无轴传动为印刷机带来了全新的技术变革，速度、精度得到提升，不良品率也降低了，无轴传动技术在印刷机械领域包括凹版、柔版、卫星式柔版、表格纸、标签印刷、新闻纸塔式轮转等领域均得到广泛应用。

  当然，无轴传动对于电气控制与传动、网络通信等各个方面均提出了更高的要求，其套色技术是系统的核心技术。凹版印刷机控制复杂性高，诸多机电一体化设计问题在系统设计中得到体现，这也是把凹版印刷机作为一个典型案例进行分析讲述的原因。

  本案例介绍的凹版印刷机是基于陕西北人机组式凹版印刷机，对其控制系统进行需求分析、选型设计、模块划分、控制策略、集成套色、软件设计等研究与分析，希望通过这个案例，帮助读者掌握机电一体化设备工程化设计的基本步骤与方法。