1  引言

    印刷機械設(shè)備的調(diào)速方式有四種形式: 一是直流可控硅調(diào)速，主要用在較大型卷筒紙報刊和書刊印刷設(shè)備，目前仍在廣泛應(yīng)用。二是有些設(shè)備采用三相交流整流子電動機進行調(diào)速，現(xiàn)在已經(jīng)不再使用。另一種是采用電磁調(diào)速電機，即俗稱滑差電機調(diào)速，這種調(diào)速方式在印刷機械設(shè)備中應(yīng)用相當廣泛，當然也不排除某些設(shè)備采用定速傳動。近年來，新開發(fā)的產(chǎn)品，只要設(shè)備需要變速或無級傳動，多數(shù)采用了變頻器調(diào)速，甚至包括較大型的印刷設(shè)備。企業(yè)普遍已經(jīng)形成共識，采用變頻器調(diào)速是印刷機械設(shè)備提高技術(shù)水平的一種象征，當然也是節(jié)約能源的一種選擇。
    
    印刷機械設(shè)備不同于其它機械設(shè)備，它的加工對象是包括各種厚度的紙張、紙板、薄膜，當然也包括較薄的金屬材料等承印物。印刷設(shè)備按不同印刷品的要求，采用各種印刷方式(凸、平、凹、孔、特印)，將各種顏色按比例準確的印刷在承印物的規(guī)定位置上，從而形成包括文字、影像在內(nèi)的五彩繽紛的彩色印刷品。印刷后的半成品，還要通過大量的印后設(shè)備完成書刊的折頁、配頁、上封皮、裝訂成為平裝、精裝書刊。報紙印刷完成以后，還要通過堆積、計數(shù)、插頁、打捆、發(fā)行等設(shè)備，才能達到郵發(fā)的條件。包裝品—紙箱、紙盒、紙袋、不干膠商標等印刷品在印刷完成以后，還要進行模切、開槽、噴碼、制盒、制袋等作業(yè)，才能成為成品。對于承印物加工機械設(shè)備可以將其裁切、分切、橫切、模切、燙印、復合、上光、壓紋、覆膜、等工藝加工，成為不同尺寸、不同形狀、不同裝飾、不同材料的半成品或成品。因此印刷機械設(shè)備家族之龐大、品種之繁雜、工藝之多樣，將是變頻器應(yīng)用的廣闊市場。


    2   印刷機械設(shè)備的簡單分類

    (1) 印前制版設(shè)備
    激光照排機、照相機、曬版機、數(shù)字直接制版機、膠片輸出機、烤版機、自動制版機、雕刻機等。

    (2) 印刷設(shè)備
    l 凸版印刷機:鉛印機(已經(jīng)淘汰)、不干膠印刷機(間歇式)、柔版印刷機(感光樹脂版)、移印機、瓦楞紙印刷開槽機等;
    l 平版印刷機(膠印機):單張紙印刷機(規(guī)格分全張、對開、四開、八開)、卷筒紙印刷機(報紙、書刊、商業(yè))、表格印刷機、名片印刷機等;
    l 凹版印刷機:單張紙凹版印刷機、卷筒紙凹版印刷機、印鈔機、郵票印刷機等;
    l 孔版印刷機(絲網(wǎng)印刷機):平型絲網(wǎng)印刷機、滾筒式絲網(wǎng)印刷機、異型絲網(wǎng)印刷機等;
    l 特種印刷機:噴墨印刷機、熱轉(zhuǎn)移印刷機、打印機、靜電印刷機、盲文印刷機等;
    l 數(shù)字印刷機:一體機、在機制版印刷機、無版印刷機(電子油墨)、數(shù)字印刷機等。

    (3) 印后設(shè)備
    l 書刊裝訂設(shè)備:騎馬訂書聯(lián)動機(包括配頁機、訂書機、三面切書機)、無線膠訂聯(lián)動機、精裝聯(lián)動機、包本機(包括直線、圓盤、橢圓包本機)、制殼機、鎖線機、上書殼機、壓平機、折頁機等;
    l 報紙印后設(shè)備:堆積打捆機、烘干機、報紙發(fā)行設(shè)備、插頁機、給紙機、紙張輸送設(shè)備(龍骨)等;
    l 包裝印后設(shè)備:模切機(包括平壓平、圓壓圓、圓壓平三種模切方式)、切紙機、分切機、橫切機、制盒機、上光機、覆膜機、壓光機、信封機、燙金機等。
(4) 輔助設(shè)備:數(shù)控彎刀機、磨刀機、打孔機、彎版機、給紙機、烘干機、冷卻機等。
(5) 配套產(chǎn)品:磁粉制動器、離合器、印刷機專用軸承(帶偏心，中心可調(diào))、溫控器、張力控制系統(tǒng)、調(diào)偏裝置、墨色遙控裝置、自動套準裝置、測速電機、紅外線加熱器、紫外線加熱器、自動套準裝置、數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)、伺服電機(包括微型伺服電機)、變頻器、PLC可編程序控制器、觸摸屏、號碼機、光電開關(guān)、CCD攝像頭等。


    3  印刷機械設(shè)備的主要運動特點
    
    印刷機械的主要運動特點:加工對象是各種柔性承印材料，在加工過程中，既要保證承印材料按規(guī)定要求運動，又要在承印材料的行進中，完成各種顏色的印刷或?qū)Τ杏∥锏募庸?，從而產(chǎn)生了印刷機械的傳紙運動和印刷運動兩條運動鏈，而且是相互協(xié)調(diào)的運動鏈。以卷筒紙平版印刷機為例，這種設(shè)備為保證變速操作和印刷的需要，當前不少設(shè)備仍然采用直流調(diào)速的拖動方式，控制整臺機器的兩條運動鏈。為完成印刷品的制作，還有多項運動需要完成，如:保證操作點動(上印版、清洗滾筒、穿紙)工藝要求，與直流電機同軸還有一套交流電動機和擺線針輪減速器，以完成低速、點動的工藝要求。另外，在印刷過程中，水、墨供給量與印刷速度有直接關(guān)系，因此出水、出墨輥有兩個單獨的直流伺服電動機帶動。其它還有若干定速傳動的電動機，負責印版滾筒的調(diào)偏、上紙及紙卷左右位置的調(diào)整等操作。為了保證印刷質(zhì)量，承印材料需要用磁粉制動器控制送紙張力、需要測速電機指導水墨的供應(yīng)、需要調(diào)偏裝置控制紙張的走紙路線等，這些機構(gòu)中也有不同形式的電機參與工作。其它印刷機和印刷機械也存在相同或?qū)Ｓ械墓に囂攸c。

    對以各種印刷方式的印刷機而言，設(shè)備的運動首先是變速運動的方式，在工作中包括:

    (1) 在出廠前設(shè)備需要進行空運轉(zhuǎn)試驗，這種運轉(zhuǎn)試驗包括工作運轉(zhuǎn)試驗、高速額定運轉(zhuǎn)速度試驗;

    (2) 印刷機是一種光電一體化的設(shè)備，在裝配中要進行多種功能匹配性的調(diào)整，如:走紙雙張紅外線控制、輸紙定位裝置的調(diào)整、紙張自動升降的調(diào)整、紙張交接的調(diào)整、張力控制的調(diào)整、氣動裝置的調(diào)整等等，都需要設(shè)備的低速運行;

    (3) 設(shè)備投入使用以后，在印刷工作中需要裝印刷版、擦印刷版和擦橡皮布等作業(yè)的點動運轉(zhuǎn);

    (4) 設(shè)備需要在正式全速印刷之前，要完成慢速走紙、印刷套準和水墨平衡等功能的調(diào)整，在印刷品達到各項質(zhì)量要求以后，才能進行全速印刷;

    (5) 根據(jù)印刷品的顏色多寡要求，運動鏈的長度也需要某些調(diào)整。
對于印刷機以外的設(shè)備，同樣也存在不同的工藝、不同的變速要求。


    4  目前變頻器應(yīng)用的主要產(chǎn)品
    
    印刷機械設(shè)備采用變頻調(diào)速器開始在20世紀80年代初，當時國內(nèi)主要印刷機械企業(yè)開發(fā)的新產(chǎn)品，以提高技術(shù)水平為目的開始采用變頻器調(diào)速裝置，為提高設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性，印刷機械企業(yè)普遍采用進口變頻器。采用變頻器的產(chǎn)品有單張紙平版印刷機、卷筒紙平版印刷機，爾后向各種印刷方式和不同印刷開本的設(shè)備拓展。后來又流布到印后的裝訂機械、包裝機械等設(shè)備。主要應(yīng)用產(chǎn)品有:

    （1) 各種規(guī)格的單張紙平版印刷機及印后裝訂設(shè)備。
   
     單張紙平版印刷機以印刷品紙張的大小可以分為全張、對開、四開和八開的印刷機，分別用于包裝、書刊、廣告、快印行業(yè)，尤其彩色印刷機是印刷業(yè)的骨干設(shè)備，設(shè)備的調(diào)速系統(tǒng)多年來一直采用電磁調(diào)速電機，近年來采用變頻調(diào)速已經(jīng)成為時尚。但高檔的多色印刷機有的國外企業(yè)已經(jīng)推出，傳紙系統(tǒng)由變頻電機驅(qū)動，印刷滾筒的運轉(zhuǎn)由伺服電機分別帶動，兩種運動之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，由伺服電機跟蹤匹配。這種設(shè)備的功能機組，如輸紙機也采用獨立驅(qū)動。印后裝訂設(shè)備由只配備一個變頻器的獨立單機，如三面切書機、單頭或雙頭訂書機、圓盤包本機等。還有的印后設(shè)備要配備兩個以上的變頻器，如十個夾子的橢圓包本機需要一個變頻器控制闖頁振動臺，另一個變頻器控制設(shè)備的主運動。另一種騎馬裝訂生產(chǎn)線同樣也需要兩個變頻器控制配頁、裝訂和裁切成書的裝訂全過程。

    （2) 各種規(guī)格的卷筒紙平版印刷機及印后計數(shù)打捆設(shè)備。
    
    卷筒紙平版印刷機是我國報紙和書刊印刷骨干設(shè)備。這種設(shè)備本身就是一條大規(guī)模的印刷生產(chǎn)線，他在完成印刷過程的同時，還可以連續(xù)完成裁切、折頁、計數(shù)、打捆等多項功能。隨著設(shè)備科技發(fā)展，卷筒紙印刷機還增加了自動給紙、烘干、上光等功能。然而這種設(shè)備從誕生以來一直采用直流可控硅整流調(diào)速，通過一根長軸帶動各功能機組完成印刷品的制作過程。除老產(chǎn)品外，新開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)完成變頻器調(diào)速的改造，還有的新產(chǎn)品徹底取消了長軸，由伺服電機、驅(qū)動系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)獨立驅(qū)動各功能機組，從而把這種設(shè)備帶入一個新的境界。變頻器在這些設(shè)備上，僅用于一些次要的功能，如上水、上墨的調(diào)速。

    （3) 各種規(guī)格的卷筒紙凹版印刷機及印后包裝設(shè)備。
   
     這種設(shè)備與卷筒紙平版印刷機有相同的工作方式，不同的地方是凹版印刷機結(jié)構(gòu)比前者簡單，承印材料范圍較廣，可以印刷各種聚酯薄膜，設(shè)備采用變頻調(diào)速和獨立驅(qū)動的進程是相同的。這種印后設(shè)備有復卷機、分切機、復合機、裁單張機、模切機等設(shè)備，可以連線、也可以用單獨的設(shè)備去完成印后的加工。

    （4) 柔性版印刷機。
    
    這種設(shè)備是一種有多種印刷方式和印后加工組成的一種名副其實的生產(chǎn)線，但主要的印刷機組由感光樹脂版(凸版)為主要印刷功能。它的調(diào)速發(fā)展過程與卷筒紙印刷機基本相同。
    
    總之，原來采用直流調(diào)速、電磁電機調(diào)速、齒輪箱有級調(diào)速和其他無級調(diào)速的設(shè)備基本上都可以改造為變頻調(diào)速。目前較大型的印刷機械設(shè)備、印刷機械的高端產(chǎn)品和出口到國外的產(chǎn)品多數(shù)采用進口或中外合資生產(chǎn)的變頻器，低端產(chǎn)品和小型印刷機械設(shè)備采用國產(chǎn)變頻器。


    5  變頻器的應(yīng)用前景
    
    2004年印刷機械設(shè)備全行業(yè)銷售額為65~70億元，年增長率15%以上，其中印刷機械出口為2.62億美元，比2003年增長50%以上。我國印刷機械進口額為17.16億美元，折成人民幣約為160億元，中國市場印刷機械總銷售額為225~230億元。其中主要企業(yè)集團—北人集團公司2004年銷售額14億元、上海電氣集團印刷包裝機械有限公司銷售額17億元、中景集團公司銷售額為4億元、營口冠華銷售額為1億元。隨著印刷機械科技的發(fā)展，印刷機械出口量將逐年增加，國內(nèi)市場占有率將大幅增長，對變頻器的需求將呈增長趨勢。

    目前，國內(nèi)印刷機械設(shè)備制造廠家約為450家左右，涉及印刷機械產(chǎn)品品種規(guī)格約200種以上，按當前銷售量統(tǒng)計，應(yīng)用變頻器的設(shè)備約為3萬臺/年。涉及應(yīng)用變頻調(diào)速器的設(shè)備主電機功率為0.4~82kW。


    6  期盼國產(chǎn)變頻器進入印刷機械行業(yè)
    
    據(jù)有關(guān)變頻器行業(yè)的統(tǒng)計，90年代中期全國有50家企業(yè)生產(chǎn)銷售變頻器，其中有29家的33種規(guī)格成為國家四部委推薦的產(chǎn)品，雖然，近年來深圳華為、成都佳靈、煙臺惠豐的產(chǎn)品已經(jīng)達到一定的技術(shù)水平，但國產(chǎn)變頻器在國內(nèi)市場占有率不大于10%，在印刷機械行業(yè)應(yīng)用國產(chǎn)變頻器的廠家微乎其微，主要選購的產(chǎn)品是日本三菱、富士、安川、日立，德國西門子，法國的施耐德和歐姆龍、ABB等國外品牌。有些印刷設(shè)備制造廠家，在小規(guī)格的印刷設(shè)備上開始選擇國產(chǎn)變頻器，如:一家平型絲網(wǎng)印刷機的生產(chǎn)企業(yè)就采用上海“中達電通”的1.5KW變頻器;淮南鑫盛公司的雙頭訂書機就采用“上海佳川”電壓為220V的變頻器;湖南新邵一家生產(chǎn)折頁機的企業(yè)采用1.5KW的 LS600變頻器;還有三家生產(chǎn)的直線包本機和橢圓包本機的企業(yè)，分別采用了無錫臺安科技、HOLIP和TVERTER三種變頻器。

    總之，在印刷機械科技水平不斷發(fā)展的今天，無論從環(huán)境保護，還是從節(jié)約能源的角度，積極采用變頻器無論對國家還是對企業(yè)都是有較好的經(jīng)濟效益的好事。在這里歡迎有關(guān)國內(nèi)生產(chǎn)制造變頻器的廠家，加強與印刷機械制造行業(yè)聯(lián)系，了解他們應(yīng)用的特點，有針對性地推出適合他們需要的變頻器產(chǎn)品，并在應(yīng)用中提高產(chǎn)品的適應(yīng)性，進一步擴大應(yīng)用領(lǐng)域，把印刷機械設(shè)備應(yīng)用變頻器的技術(shù)改造，推向新的階段。