一、柔印技术的发展

柔性版印刷属于凸版印刷技术，其主要工作原理是将墨槽内的油墨通过递墨辊、网纹辊和贴有雕刻图案的感光树脂版的版辊，再通过调节各色组印辊之间的压力，将印版上的色彩及图案传递到需要承印的基材上，通过烘干结束印刷整个周期。

传统柔印机的版辊、网纹辊的运作是根据通过压印滚筒齿轮从而牵引印刷版辊齿轮转动，印刷版辊齿轮牵引网纹辊的齿轮，达到同步运作的效果。印刷品的印刷版周（长度）是根据版辊直径和版辊齿轮齿数来确定的。

新型卫星式柔版印刷机色组主要是由中心印辊、版辊、陶瓷网纹辊、封闭式刮刀和调节滑座等组成。中心印辊、印刷版辊和网纹辊传动以及色组间的进退和纵横向套准均是由伺服电机来驱动。

其主要结构特点如下：

1、全伺服电机驱动

齿轮传动由于受到齿轮模数和齿数的制约，因此印刷长度是有规律且受限制的，而伺服传动则可以设置任意印刷长度，且不需要换印刷交换齿轮，其操作方便，灵活性高；齿轮传动最大的缺点就是产生振动而大大影响印刷质量，而无齿轮传动则非常平稳，因此大大提高了印刷的套准精度及印刷质量。

2、采用套筒技术

套筒换版具有快速换版、结构紧凑、碳纤维结构轻巧等特点，采用不一样大小的套筒能够调整所需要的印刷长度。

3、封闭式双刮刀腔式供墨系统

封闭式反向双刮刀供墨系统包括墨室（又叫做刮刀座）、2个刮刀，墨室侧处设置耐磨软材料生产的两边密封板以及陶瓷网纹辊，从而组合成一个封闭的结构。墨室包含进墨口和出墨口，油泵从进墨口把柔印油墨洒进网纹辊表面，上色后利用刮刀刮墨，刮落掉的油墨能够接着利用，大大地增强了油墨的利用率。

另外，高速卫星式柔版印刷机上还新增了印刷色组间烘干的设备，使印品在飞速印刷时能够最大限度地干燥，印刷效率进一步提高。

卫星式柔版印刷机技术在欧洲以及美洲地区使用率占60%以上，但国内由于受限于印刷工艺、制造工艺等问题，普及性还不高，这主要是因为：

1、工艺上的限制

传墨模式被网纹辊线数约束，改变起来相对不容易，兼容性不强。因为柔印版材有很强的弹性以及柔软度，接触压力就会发生弹性形变，因此恢复原稿能力不强。

2、柔版印刷工艺常见问题

传统柔版印刷经常出现的质量故障有：上色不良、干燥不良、印刷模糊、两侧印刷不全、压力不均匀、原稿失真、距离偏差、下墨滞后等。

但是增强型柔版印刷机械正朝着管理完善、联机更便捷、印品质量更好、印刷机效率更高的方向发展。

二、全伺服卫星柔版印刷机结构

1、放卷部分

放卷部分采用独立转塔双向回转双轴双工位结构设计，不停机即可换料，操作简单，节省时间，节约材料；另外PLC自动控制设计可有效减少人为干扰，提高裁剪的精准度；卷径自动检测设计避免了换卷时人工输入的弊病，用卷径检测装置自动检测新料卷直径，提高设备的智能化水平；张力检测系统设计，控制电机的正反转，可以很好地控制系统张力。

2、进出料牵引

牵引钢辊由独立伺服电机驱动，同步圆弧齿形带传动，钢柔辊结合，从而保证张力区段划分；张力摆动辊电位器实现同步张力检测，由PLC控制变频器实现，采用闭环控制原理，使得输出更加稳定；PLC自动控制胶辊离压与主机联动；牵引张力跟印刷张力分别由精密减压阀和超低阻尼张力摆动辊来保证其精确度和稳定性。

3、印刷部分

合理的导辊布局，使膜料运转平稳；套筒换版设计大大提高了换版的速度，保证印刷有极高的效率；封闭式刮刀减少溶剂挥发，粘度稳定，不仅可以避免油墨飞溅，还可以保证稳定的印刷粘稠度；陶瓷网纹辊转移性能高，油墨均匀平整，坚固耐用；人机界面交互，设定数据后由PLC自动控制升降。

4、收卷部分

双轴双电机驱动，不停机换料，操作简单，节省时间，节约材料；PLC和光电开关自动控制和检测裁接的精确位置，减少人工操作带来的误差和难度，提高了裁接的成功率；缓冲辊设计有效地避免了料带交接时的过大冲击，减低张力的波动；换卷过程由PLC程式控制，保证其与主机速度同步；独立回转架加工精度高，操作方便；收卷锥度张力采用闭环反馈自动控制,保证料卷内外张力一致，防止收卷膜料产生皱纹。

5、干燥部分

烘干系统为高效低溶剂残留结构，产品溶剂残留量低；烘箱采用负压设计，防止热风外流，温度实现了自动控制，精度高；低温高风量，可以形成气铲，节能效率高。

三、全伺服解决方案

将西门子公司无轴伺服驱动应用于卫星式柔版印刷机具备以下优点：

1、优质的可控性，保障印刷质量

按电气控制划分，可以把卫星式柔版印机分成三大组成模块：印刷单元、调压单元、牵引以及收放卷单元。

印刷单元必须达到同时操作的水平，确保印刷套印精度。

调压单元务必准确控制尺寸，以便保障网纹辊和版辊、版辊以及中央滚筒之间压力的改动。

带动以及放松卷部分具体是保障力度管控在一定区域内，优质的可控性可以免除材料失真，并确保套印精度。

以八色卫星式柔版印刷机为例，最高印刷速度300m/min，可以印纸张、薄膜。机器选择全伺服电子轴运作，一台机器共设置了7台伺服电机。卫星式中央滚筒选择的是低转速大扭矩连接西门子扭矩电机；机器的操作管理系统选择西门子操作管理器，使电子齿轮和多个位置单个实现全自动控制；流程控制选择西门子PLC流程控制器；选择触摸屏当做人机界面互动的设备。

印刷色组由印刷单元与调压单元构成，各个印刷色组由7个电机驱动。

调压单元的4个电机驱动版辊、网纹辊的前后移动，进行压力控制，版辊上关联1个电机控制版辊的纵向套准与扭动，网纹辊层面根据降速设备关联1个电机牵引网纹辊的运作。在版辊的横向地方，在丝杠牵引设置1个常规的步进电机，以便版辊的横向套准和横向位移。

卫星式柔版印刷机的中央滚筒能够当作调压单元的一个固定元件，中央滚筒除主体的运作外，它的水平地方是固定恒稳的，印刷色组上的改变单元通过接近或隔离中央滚筒，实现对承印材料的压力控制。中央滚筒由西门子扭矩电机直接驱动，最明显的地方是去掉传统的伺服电机带降速箱的大体架构，这种直接驱动的设计优势是：相对于小的转动惯量，大扭矩传递，水冷系统能够提升额定功率，大的过载能力，高动态响应和高印刷精度。

2、电机工艺指标

根据电机的动态特性、定位精度要求，伺服驱动器选取的是模块化的书本型驱动器，选取共直流母线技术，架构精致。另外，整流单元利用的是涵盖着回馈功能的电源结构，还具备在电网不稳定的状态下传输恒定的600V直流电的功能，逆变单元的电机结构面对不一样电机的功率度量，选取单轴模块和双轴模块两种结构。

运动控制器通过DP总线实现两者之间的同时间操控，DP周期是2ms。运动控制器通过控制调压的定位电机，达到版辊和网纹辊、版辊以及中央滚筒的压力控制，保证定位精度。集线器和上位机触摸屏、运动控制器间实现互联网络的交互。

印刷工艺管控因素：在运动控制器上设置整体虚拟主轴以及本地虚拟主轴，一般来说，设置一个本地虚拟主轴，让2个运动控制器实现同时操作。

电子齿轮主从同时运转，各个色组中的网纹辊接着版辊促使实轴同时转动。确定了同步关联后，再让整体虚拟主轴能够运转整体机器，连接两个本地虚拟主轴的优势是便捷地管理印刷色组，在印刷期间任意改变某一色组时，能够将建立或解除色版辊的同步关系做到无缝连接，不影响别的正在运转的色组工作状态。同时在换版时能够调换电子齿轮比实施切换。

印刷期间，版辊以及本地虚拟主轴LM务必要同时进行，以便将套色系统的偏差值加到版辊位置的增添通道，达到纵向套色；牵引单元在和虚拟主轴位置同时进行时，务必把张力信号导入控制器，做到基于位置同步的张力PID管控；收放卷务必实施张力PID控制。

四、结语

全新伺服驱动控制系统的柔版印刷机和传统的系统比起来有着多方面的优点。从伺服驱动系统的结构层面而言，把控制部分和功率部分拆开，结构化的设计让电柜内的布局变换更为自由，系统占据的地方更加小。对调试来说，参数设计形式能够根据图形化界面来改进，让工程师的调试过程更加便捷、直观。另外运动控制器支持的巨大的运算能力和多样化的运动控制功能，促进系统的控制性能有了巨大的进步，进一步增强了印刷机的性能品质。