印刷機(jī)械的無軸、數(shù)控、自動化技術(shù)簡析
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一、有軸、無軸、數(shù)控
機(jī)組式印刷機(jī)為了保持機(jī)組間的同步和有規(guī)律的運(yùn)動，驅(qū)動的基本特點(diǎn)是：動力源通過一根長軸帶動各機(jī)組的傳動元件，再通過傳動元件帶動設(shè)備的執(zhí)行元件完成設(shè)備的輸人、輸出任務(wù)，這是印刷機(jī)械傳統(tǒng)的“有軸驅(qū)動”，也是最基本的傳動原理。隨著當(dāng)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，取消這根長軸的條件已經(jīng)完全成熟，這就是每個(gè)印刷（或功能）機(jī)組都有一個(gè)或幾個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動，同樣可以達(dá)到印刷的要求，印刷機(jī)械行業(yè)常說的“無軸技術(shù)”、“無軸驅(qū)動”、“電子軸傳動”或“獨(dú)立驅(qū)動”就是這個(gè)概念。
從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的角度，從有軸的傳動轉(zhuǎn)移而來的“無軸”的提法不夠科學(xué)，圈內(nèi)人士明白，而其他行業(yè)聽起來就丈二和尚摸不著頭腦。因此，我建議還是叫“數(shù)控技術(shù)”為好。
大家知道，我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)最大的是汽車制造產(chǎn)業(yè)，它反映了機(jī)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)過程已經(jīng)高度自動化。目前，很大比重的數(shù)控機(jī)床、加工中心、FMS（柔性加工系統(tǒng)）面向汽車市場。國家優(yōu)先支持的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)還有重點(diǎn)裝備和機(jī)床產(chǎn)業(yè)，它反映了我國向國防、航空、造船、汽車，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(jī)一交流伺服電機(jī)的發(fā)展過程。當(dāng)代的機(jī)床已經(jīng)走過通過編程實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的三個(gè)坐標(biāo)軸以上的自動加工一加工中心機(jī)床自動換刀加工一第一代FMS（采用交換工作臺實(shí)現(xiàn)多臺設(shè)備自動柔性加工）一第二代FMS（自動立體庫與多臺設(shè)備自動柔性加工）一第三代FMS(取消自動立體庫，采用工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)整個(gè)加工過程的自動化），這三代FMS柔性系統(tǒng)的共同特點(diǎn)是．實(shí)現(xiàn)了無人化工廠的人類理想‘?dāng)?shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用的同時(shí)，數(shù)控機(jī)床發(fā)展的另一個(gè)趨向是復(fù)合機(jī)床的出現(xiàn)，機(jī)床的加工范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)生了車銑、銑鏜鉆、車磨復(fù)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(fù)合機(jī)床，就是一個(gè)工廠，一個(gè)汽車發(fā)動機(jī)箱體總成，在一臺車、銑加工中心上可以完成全部銑、鏜、鉆、擴(kuò)、攻絲、車等工序，一個(gè)火焰數(shù)控切割機(jī)可以制造一座小型橋梁。
印刷機(jī)械設(shè)備的科技發(fā)展也必然走這條道路。從人類最早發(fā)明的雕版印刷以來，到畢當(dāng)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(jī)，同樣也經(jīng)歷了幾百年的改進(jìn)才達(dá)到當(dāng)代印刷機(jī)的先進(jìn)水平。以卷筒紙印刷機(jī)為例，回顧近代科技發(fā)展的歷史．可以得出類似的結(jié)論。30年代初，單張紙凸版印刷機(jī)已經(jīng)成為印刷業(yè)的主力軍，由于印刷過程是不連續(xù)的，印刷速度的提高受到設(shè)備結(jié)構(gòu)的限制，速度提高受到制約，于是一種連續(xù)印刷的印刷機(jī)出現(xiàn)，使印刷速度大幅度提高。單張紙印刷機(jī)的動力源是一種機(jī)械式的無機(jī)變速機(jī)構(gòu)，多數(shù)設(shè)備采用滑差電機(jī)，卷筒紙印刷機(jī)的動力源功率強(qiáng)大，無級調(diào)速需要采用新的動力源，于是產(chǎn)生了直流電機(jī)和可控硅調(diào)速。這種設(shè)備在實(shí)現(xiàn)印刷過程自動化以后，又陸續(xù)解決了紙張控制、折頁、傳紙、收紙、套準(zhǔn)、上版、清洗等作業(yè)的自動化。但是，卷筒紙印刷機(jī)仍是山一個(gè)或兩個(gè)并列的動力源，通過一個(gè)長軸驅(qū)動整個(gè)設(shè)備的各種運(yùn)動和功能的實(shí)現(xiàn)。
我國上世紀(jì)90年代末期，變頻調(diào)速技術(shù)成熟，印刷機(jī)械廣泛采用交流電機(jī)，變頻器調(diào)速，隨之直流調(diào)速、滑差電機(jī)調(diào)速淘汰，驅(qū)動長軸仍然是這種設(shè)備的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。20世紀(jì)中期，已經(jīng)在機(jī)床行業(yè)普遍采用的數(shù)控技術(shù)，開始引人印刷機(jī)械的控制系統(tǒng)。首當(dāng)其沖應(yīng)用在卷筒紙印刷機(jī)，進(jìn)人21世紀(jì)以后，國外的卷筒紙印刷機(jī)已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)的動力源，普遍采用數(shù)控系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的長軸傳動，也就是印刷機(jī)械制造業(yè)說的“無軸技術(shù)”。近年來，這種技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于卷筒紙凹版印刷機(jī)、騎馬裝訂機(jī)、表格機(jī)、柔性版印刷機(jī)、單張紙輸紙機(jī)等印刷設(shè)備。數(shù)控技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用才剛剛開始，僅有幾家企業(yè)推出樣機(jī)，采用的系統(tǒng)全部山國外供應(yīng)，與國外企業(yè)相比差距較大，與國內(nèi)機(jī)床行業(yè)相比也有相當(dāng)?shù)牟罹唷?BR>
將數(shù)控系統(tǒng)引人印刷機(jī)械將帶來以下優(yōu)勢：
1．采用數(shù)控系統(tǒng)將用長軸連接整機(jī)驅(qū)動的方式，改為單機(jī)組分別山伺服電機(jī)驅(qū)動的方式，一些功能的實(shí)現(xiàn)也山獨(dú)立電機(jī)來完成。設(shè)備的結(jié)構(gòu)大大簡化，不但取消了長軸，還取消了傳動過程中的大量結(jié)構(gòu)零件，使設(shè)備成本大幅度下降。
2．取消了長軸，使各機(jī)組相對獨(dú)立，自成體系，各機(jī)組的聯(lián)系由虛擬電子軸代替，這就給大批量的流水線裝配帶來方便條件。生產(chǎn)方式的變化，也會將聯(lián)機(jī)試車，改為單機(jī)組試車，縮短設(shè)備生產(chǎn)周期。
3．使各機(jī)組相對獨(dú)立，自成體系。使用戶根據(jù)個(gè)性需要選購設(shè)備成為可能，印刷機(jī)械企業(yè)可以根據(jù)用戶的需要，克服按整機(jī)制訂生產(chǎn)計(jì)劃的傳統(tǒng)生產(chǎn)組織方式，按機(jī)組下達(dá)計(jì)劃，按機(jī)組生產(chǎn)零件，使產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平提高，印刷機(jī)械變形產(chǎn)品、印刷機(jī)械產(chǎn)品功能的拓展將成為可能。
4.除傳動采用數(shù)控系統(tǒng)以外，印刷機(jī)械的其他功能也可以由數(shù)控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，如紙張張力、印刷套準(zhǔn)、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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