印刷機械的無(wú)軸、數控、自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)析
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一、有軸、無(wú)軸、數控
機組式印刷機為了保持機組間的同步和有規律的運動(dòng)，驅動(dòng)的基本特點(diǎn)是：動(dòng)力源通過(guò)一根長(cháng)軸帶動(dòng)各機組的傳動(dòng)元件，再通過(guò)傳動(dòng)元件帶動(dòng)設備的執行元件完成設備的輸人、輸出任務(wù)，這是印刷機械傳統的“有軸驅動(dòng)”，也是最基本的傳動(dòng)原理。隨著(zhù)當代數控技術(shù)的發(fā)展與應用，取消這根長(cháng)軸的條件已經(jīng)完全成熟，這就是每個(gè)印刷（或功能）機組都有一個(gè)或幾個(gè)伺服電機驅動(dòng)，同樣可以達到印刷的要求，印刷機械行業(yè)常說(shuō)的“無(wú)軸技術(shù)”、“無(wú)軸驅動(dòng)”、“電子軸傳動(dòng)”或“獨立驅動(dòng)”就是這個(gè)概念。
從標準規范的角度，從有軸的傳動(dòng)轉移而來(lái)的“無(wú)軸”的提法不夠科學(xué)，圈內人士明白，而其他行業(yè)聽(tīng)起來(lái)就丈二和尚摸不著(zhù)頭腦。因此，我建議還是叫“數控技術(shù)”為好。
大家知道，我國機械制造產(chǎn)業(yè)最大的是汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)，它反映了機械制造產(chǎn)業(yè)的綜合技術(shù)水平，大批量的生產(chǎn)綱領(lǐng)和追求最大的利潤，生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)高度自動(dòng)化。目前，很大比重的數控機床、加工中心、FMS（柔性加工系統）面向汽車(chē)市場(chǎng)。國家優(yōu)先支持的機械制造產(chǎn)業(yè)還有重點(diǎn)裝備和機床產(chǎn)業(yè)，它反映了我國向國防、航空、造船、汽車(chē)，發(fā)電等璽點(diǎn)行業(yè)提供裝備的能力和技術(shù)水平。這些直流伺服電機一交流伺服電機的發(fā)展過(guò)程。當代的機床已經(jīng)走過(guò)通過(guò)編程實(shí)現數控機床的三個(gè)坐標軸以上的自動(dòng)加工一加工中心機床自動(dòng)換刀加工一第一代FMS（采用交換工作臺實(shí)現多臺設備自動(dòng)柔性加工）一第二代FMS（自動(dòng)立體庫與多臺設備自動(dòng)柔性加工）一第三代FMS(取消自動(dòng)立體庫，采用工業(yè)機器人實(shí)現整個(gè)加工過(guò)程的自動(dòng)化），這三代FMS柔性系統的共同特點(diǎn)是．實(shí)現了無(wú)人化工廠(chǎng)的人類(lèi)理想‘數控技術(shù)廣泛應用的同時(shí)，數控機床發(fā)展的另一個(gè)趨向是復合機床的出現，機床的加工范圍進(jìn)一步擴大，產(chǎn)生了車(chē)銑、銑鏜鉆、車(chē)磨復合加工中心，零件加工的工藝流程大大縮短。有的企業(yè)家大膽提出：一個(gè)人、一臺復合機床，就是一個(gè)工廠(chǎng)，一個(gè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機箱體總成，在一臺車(chē)、銑加工中心上可以完成全部銑、鏜、鉆、擴、攻絲、車(chē)等工序，一個(gè)火焰數控切割機可以制造一座小型橋梁。
印刷機械設備的科技發(fā)展也必然走這條道路。從人類(lèi)最早發(fā)明的雕版印刷以來(lái)，到畢當4發(fā)明活字印刷術(shù)，再到德國柯尼西鮑爾發(fā)明金屬活字凸版印刷機，同樣也經(jīng)歷了幾百年的改進(jìn)才達到當代印刷機的先進(jìn)水平。以卷筒紙印刷機為例，回顧近代科技發(fā)展的歷史．可以得出類(lèi)似的結論。30年代初，單張紙凸版印刷機已經(jīng)成為印刷業(yè)的主力軍，由于印刷過(guò)程是不連續的，印刷速度的提高受到設備結構的限制，速度提高受到制約，于是一種連續印刷的印刷機出現，使印刷速度大幅度提高。單張紙印刷機的動(dòng)力源是一種機械式的無(wú)機變速機構，多數設備采用滑差電機，卷筒紙印刷機的動(dòng)力源功率強大，無(wú)級調速需要采用新的動(dòng)力源，于是產(chǎn)生了直流電機和可控硅調速。這種設備在實(shí)現印刷過(guò)程自動(dòng)化以后，又陸續解決了紙張控制、折頁(yè)、傳紙、收紙、套準、上版、清洗等作業(yè)的自動(dòng)化。但是，卷筒紙印刷機仍是山一個(gè)或兩個(gè)并列的動(dòng)力源，通過(guò)一個(gè)長(cháng)軸驅動(dòng)整個(gè)設備的各種運動(dòng)和功能的實(shí)現。
我國上世紀90年代末期，變頻調速技術(shù)成熟，印刷機械廣泛采用交流電機，變頻器調速，隨之直流調速、滑差電機調速淘汰，驅動(dòng)長(cháng)軸仍然是這種設備的傳統結構。20世紀中期，已經(jīng)在機床行業(yè)普遍采用的數控技術(shù)，開(kāi)始引人印刷機械的控制系統。首當其沖應用在卷筒紙印刷機，進(jìn)人21世紀以后，國外的卷筒紙印刷機已經(jīng)不再使用傳統的動(dòng)力源，普遍采用數控系統，代替傳統的長(cháng)軸傳動(dòng)，也就是印刷機械制造業(yè)說(shuō)的“無(wú)軸技術(shù)”。近年來(lái)，這種技術(shù)已經(jīng)應用于卷筒紙凹版印刷機、騎馬裝訂機、表格機、柔性版印刷機、單張紙輸紙機等印刷設備。數控技術(shù)在國內的應用才剛剛開(kāi)始，僅有幾家企業(yè)推出樣機，采用的系統全部山國外供應，與國外企業(yè)相比差距較大，與國內機床行業(yè)相比也有相當的差距。
將數控系統引人印刷機械將帶來(lái)以下優(yōu)勢：
1．采用數控系統將用長(cháng)軸連接整機驅動(dòng)的方式，改為單機組分別山伺服電機驅動(dòng)的方式，一些功能的實(shí)現也山獨立電機來(lái)完成。設備的結構大大簡(jiǎn)化，不但取消了長(cháng)軸，還取消了傳動(dòng)過(guò)程中的大量結構零件，使設備成本大幅度下降。
2．取消了長(cháng)軸，使各機組相對獨立，自成體系，各機組的聯(lián)系由虛擬電子軸代替，這就給大批量的流水線(xiàn)裝配帶來(lái)方便條件。生產(chǎn)方式的變化，也會(huì )將聯(lián)機試車(chē)，改為單機組試車(chē)，縮短設備生產(chǎn)周期。
3．使各機組相對獨立，自成體系。使用戶(hù)根據個(gè)性需要選購設備成為可能，印刷機械企業(yè)可以根據用戶(hù)的需要，克服按整機制訂生產(chǎn)計劃的傳統生產(chǎn)組織方式，按機組下達計劃，按機組生產(chǎn)零件，使產(chǎn)品的標準化、通用化水平提高，印刷機械變形產(chǎn)品、印刷機械產(chǎn)品功能的拓展將成為可能。
4.除傳動(dòng)采用數控系統以外，印刷機械的其他功能也可以由數控系統來(lái)實(shí)現，如紙張張力、印刷套準、多種印刷方式組合變換、裁切、模切、電子凸輪、離合壓、水墨平衡等。
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