Система автоматизации ротационной машины

Рулонные ротационные машины — самый производительный и перспективный вид печатного оборудования из-за рационального построения печатного аппарата и непрерывной подачи материала в виде ленты. Они представляют собой сложную высокоавтоматизированную электромеханическую систему, агрегатиро-ванную из секций различного технологического назначения, в том числе секций для последующей обработки запечатанной ленты.
Рулонные ротационные машины сочетают в себе преимущества ротационного построения аппаратов с принципом непрерывного питания их ленточным материалом (бумажная лента), что позволяет доводить скорость печатания до 8... 10 м/с при частоте вращения цилиндров до 500...700 мин-1. Они применяются для двусторонней высокой, офсетной или глубокой печати, при изготовлении одно- или многокрасочной продукции. Рулонные машины позволяют легко получать различные совокупности красок на обеих сторонах ленты, а готовую продукцию — в виде тетрадей и их подобранных комплектов; в виде листов, уложенных в стопу; в виде ленты, смотанной в рулон; при установке швейных аппаратов — в виде брошюр, журналов и даже книг.
Рассмотрим технологический процесс печатания на ленточном материале на примере его реализации в малоформатной рулонной машине офсетной двусторонней печати, имеющей относительно простую конструкцию. Машина имеет лентопи-тающее устройство ЛПУ, печатный аппарат, образованный тремя формными цилиндрами 18 и двумя офсетными цилиндрами 19, три красочных аппарата КА и три увлажняющих аппарата УА, фальцевально-резальное устройство ФРУ и тетрадное приемное устройство.
Для расширения технологических возможностей машина снабжена листовым приемным устройством ПУ, имеющим резальное устройство РУ, цилиндр 1, совокупность валиков и тесемочных транспортеров, формирующих перекрытие отрезанных листов и выкладывающих их в стопу. Стрелкой показано направление движения ленты при выпуске листовой продукции.
Лента разматывается с рулона 2 офсетными печатающими цилиндрами 19. Разматываемая лента огибает направляющие валики и амортизационный валик на подпружиненном рычаге 13, компенсирующем периодический избыток и недостаток подаваемой ленты 14. На формные цилиндры 18 эластичными валиками, соприкасающимися с ними и называемыми накатными, наносится тонкий слой соответствующей краски, которая цилиндром 16 при его вращении (против часовой стрелки в левом верхнем и нижнем КА) поступает из красочного ящика 15 и качающимся валиком 17 порциями-полосками передается в раскатную цилиндрическую группу красочного аппарата.
Металлические цилиндры, кроме вращательного, имеют также осевое цикличное перемещение относительно эластичных валиков, что обеспечивает раскат краски по зоне контакта офсетных цилиндров друг с другом наносится на ленту одновременно с двух сторон. Причем на левой стороне ленты может быть получено однокрасочное или двухкрасочное изображение. Последнее собирается на левом офсетном цилиндре при одновременной работе верхнего левого и нижнего красочных аппаратов.
Отпечатанная лента огибает направляющий валик, а затем, пройдя поворотный валик 25, поступает в фальцевально-резаль-ное устройство. На воронке 27 этого устройства запечатанная лента фальцуется в продольном направлении, затем, уже сложенная вдвое, разрезается в поперечном направлении и в том же направлении еще раз фальцуется специальным механизмом ротационного типа. При необходимости лента может быть разрезана в продольном направлении дисковым ножом 26.
Фальцевально-резальное устройство для газетной продукции малого формата представляет собой совокупность механизмов на вращающихся цилиндрах. После формирования продольного сгиба ленты с помощью воронки 27 и валиков 29 она проходит между резальным 31 и фальцующим 32 цилиндрами, вращающимися с окружной скоростью, равной скорости ленты. В зоне взаимодействия этих двух цилиндров нож 30 разрезает ленту, а управляемые кулачковым механизмом иголки 28, установленные по образующей цилиндра 32 и называемые графейками, накалывают ее переднюю кромку и сдвигают влево, удерживая на поверхности цилиндра 32. Диаметр цилиндра 32 в 2 раза больше диаметра цилиндра 31, поэтому на фальцующем цилиндре диаметрально противоположно установлено два ряда графеек — 28 к 34.
Когда сложенный вдвое и отрезанный лист занимает положение, показанное на рис. 5.54, в зоне взаимодействия цилиндров 32 и 23 происходит его поперечное фальцевание с помощью подпружиненного ножа 33, проталкивающего середину листа в паз цилиндра 23, образованный его радиальной стенкой и зажимной управляемой планкой 24. При этом верхние графейки 28 опускаются, «прячась» в тело цилиндра 32 и освобождая переднюю кромку оттиска.
При дальнейшем вращении цилиндров лист, зажатый планкой 24 за середину, ведется далее цилиндром 23, постепенно складываясь еще раз, но в поперечном направлении. После прохождения прижимного ролика 22 планка 24 открывается и полученная тетрадь 21 с помощью ролика 22 и цилиндра 23 проталкивается в собиратель 20, который выкладывает ее на транспортер 35, выводящий поток тетрадей влево.
Для установки нового рулона предусмотрен подъемный механизм с тросом 37, приводимым через барабан, червячную и зубчатую пары от двигателя 36.
Традиционным вариантом построения печатных машин было объединение всех узлов машины механическим приводом, представляющим собой разветвленную сеть механических горизонтальных, вертикальных и наклонных валов, деталей различного рода зацеплений (зубчатых, плоскозубчатых, цепных, гибких), соединительных муфт и т.д., приводимых в движение главным электродвигателем.
Печатная техника всех основных способов печати подвергается принципиальным изменениям, в основе которых лежит ликвидация механического главного вала машины и применение индивидуальных приводов отдельных узлов и секций. Дорогостоящие механические узлы (редукторы, валы и кулачки) заменяются системой прецизионной электронной синхронизации электродвигателей, которая обеспечивает возможность бесступенчатого изменения форматов продукции (длины печати). При этом становится возможным создание оптимальных условий печати на материалах различной толщины.
Для выполнения всего комплекса технологических операций лента при ее движении в машине должна быть натянутой, причем сила натяжения должна быть постоянной. Простейший регулятор натяжения ленты, образованный системой рычагов (/, 7, 8, 9, 11, 12, 13), колодок 3, тормозного шкива 4, пружин 6, 10 и демпфера 5 изображен на рис. В данном случае натяжение запечатываемой ленты устанавливается на размотке, а степень растяжения запечатываемого материала зависит от его эластичности и силы натяжения.
Таким образом, лента запечатывается в натянутом состоянии; в процессе упаковки материал не натягивается и имеет усадку ±1 %. Синхронизация угловых скоростей центрального печатного и формного цилиндров благодаря плавному регулированию скоростей индивидуальных двигателей обеспечивает наиболее точную компенсацию этой разницы и наивысшее качество печати.
В состав системы управления позиционированием формных цилиндров входит станция оператора СО, с которой на программируемый контроллер КТ поступают технологические параметры печати. Контроллер выдает сигнал задания скорости всех двигателей на автономные инверторы, при этом координация работы различных приводов, обмен данными с управляющими устройствами печатной машины (печатными аппаратами, воздуходувками, рулонной зарядкой, устройством для намотки рулонов и т.д.) осуществляется по сети промышленного стандарта (ProfiBus-DP, DeviceNet, ModuBus и т.д.).
На контроллер также поступают сигналы от устройств контроля совмещения красок для коррекции углов положения формных цилиндров. Для определения текущих углов положения цилиндров используются фотоимпульсные датчики угловых перемещений, обеспечивающие подачу примерно 1 млн сигналов за один оборот. Такое количество сигналов необходимо для обеспечения высокой точности углового позиционирования цилиндров. Обработка информации с датчиков и формирование сигналов коррекции осуществляется контроллером. В данной системе один из формных цилиндров является ведущим, а остальные — ведомыми. Задание на скорость ведомых приводов рассчитывается относительно основного задания скорости ведущего привода. Коррекция углового положения цилиндров выполняется внесением добавлений скорости приводов внешним контуром положения.
Исходя из требований, предъявляемых к системам электропривода печатного оборудования, их оснащают высокодинамичными комплектными регулируемыми электроприводами (КЭП) переменного тока, обеспечивающими высокую точность регулирования скорости двигателей и обладающими высокими значениями КПД и коэффициента мощности.