凹印生产常见张力问题及解决方案

庞少朋

凹印机的张力控制系统通过摆辊来实现张力的检测，在摆辊端头安装了张力检测电位器，当张力发生变化时，张力检测电位器的检测值也会随之发生变化，此时张力控制器将获得偏差量，并通过PID控制器调整相应电机的转速，使料卷张力保持稳定。在凹印生产中，被控料卷运行速度的变化、卷径的变化、机械传动系统转动惯量的变化以及机械损耗的变化等因素均会扰动张力的稳定。而张力控制系统的运行状况与凹印产品质量有着直接联系，一旦张力出现异常，便会影响成品率，造成一定的材料浪费。本文中，笔者总结了凹印生产中常见的几个张力问题及其解决方案，愿与业内人士共同分享、交流。

问题一：如何更容易地建立稳定的初始张力？

1.现象

在实际凹印生产中，不同印刷基材的料卷直径和幅宽会有所不同，当放卷单元安装直径较小的料卷时，凹印机能够平稳建立起整机的初始张力，但如果换上直径较大的料卷时，凹印机的摆辊就会出现频繁震动，且很长时间内都不能稳定下来，严重时还会使料卷发生变形，甚至将料卷拉断。

这种情况不仅会造成材料的严重浪费，还会增加操作人员的工作量，为印刷企业带来许多不必要的麻烦。

2.分析

料卷直径的变化会引起其惯量的变化，但在凹印机建立起整机初始张力之前，摆辊的位置并没有发生变化，即张力控制器采集到的张力偏差量没有变化，相应的，张力控制器的输出也就没有变化。但是，针对不同直径的料卷，电机却是相同的角速度，于是直径越大的料卷，其表面线速度就越快，速度越快，电机就越不容易控制，因此就会出现对于不同直径的料卷，凹印机建立稳定的初始张力难易程度不同的问题。

3.解决方案

针对不同直径的料卷，通过对PID控制器设定不同的比例单元和积分单元，使不同直径的料卷在建立初始张力时，其表面线速度相差不大。具体来说就是：对于直径较小的料卷设定较大的比例单元和积分单元，这样既不影响建立初始张力时电机的运转速度，又能建立起平稳的初始张力；对于直径较大的料卷设定较小的比例单元和积分单元，使电机的运转速度变慢，从而便可建立起平稳的初始张力。

问题二：如何在自动换卷裁切时实现张力的平稳过渡？

自动换卷裁切，即在张力控制器的作用下双工位轴可以实现新旧料卷自动切换的工作。其具体过程为：首先，按下预备接料按钮，凹印机回转架就会朝逆时针方向旋转，通过检测装置，控制新料卷停放在预定位置，同时电位器检测出新料卷的大概直径，并驱动新料卷以一定的表面线速度转动，使其与旧料卷的表面线速度基本相当；其次，按下接料按钮，裁切装置通过相应的动作完成新旧料卷的粘贴和自动裁切；最后，旧料卷由当前速度减至零速，完成裁切。

自动换卷裁切不仅可以提高工作效率，还能降低操作人员的工作量和工作强度。

1.现象

自动换卷裁切过程是在凹印机高速运行中进行的，因此在新旧料卷自动接换过程中受到的影响因素较多，容易导致摆辊出现异常震动，旧料卷与新料卷之间无法实现张力的平稳过渡。这种问题一旦出现，就需要花费较长时间的调整才能恢复正常，从而造成材料和时间上的双重浪费。

2.分析

自动换卷裁切过程中，新料卷与旧料卷只有在相同的表面线速度下才能实现张力的平稳过渡，这就要求电位器精确地检测出新料卷的直径，才能保证新料卷与旧料卷的表面线速度尽可能相同，为实现自动裁切提供前提条件。

当然，新旧料卷的表面线速度达到完全一致只是一种理想情况，实际上二者还是存在一定速差的，通常情况下，当自动换卷裁切完成之后，新料卷张力还是会出现轻微变化，但并不会对最终产品质量造成影响。

3.解决方案

为保证精确地检测新料卷的直径，可将电位器更换为精度更高的编码器。完成换卷之后，由于料卷状态发生了一定变化，会对其直径检测带来一些干扰，所以应先让料卷稳定下来之后再检测。应对料卷的比例单元和积分单元更加细化，当料卷直径发生变化时，张力控制器调整量也发生相应的变化，从而使张力波动更小。

恒定的张力控制是产品质量的保证，当张力控制出现问题时，只要细心观察，认真分析，就一定可以找到相应的解决方法。