1 引言
印刷機(jī)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(jī)進(jìn)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(jī)，即俗稱滑差電機(jī)調(diào)速，這種調(diào)速方式在印刷機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，當(dāng)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(jī)械設(shè)備提高技術(shù)水平的一種象征，當(dāng)然也是節(jié)約能源的一種選擇。
印刷機(jī)械設(shè)備不同于其它機(jī)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(dāng)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(zhǔn)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(dá)到郵發(fā)的條件。包裝品—紙箱、紙盒、紙袋、不干膠商標(biāo)等印刷品在印刷完成以后，還要進(jìn)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(jī)械設(shè)備可以將其裁切、分切、橫切、模切、燙印、復(fù)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(jī)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(jī)械設(shè)備的簡單分類
(1) 印前制版設(shè)備：激光照排機(jī)、照相機(jī)、曬版機(jī)、數(shù)字直接制版機(jī)、膠片輸出機(jī)、烤版機(jī)、自動制版機(jī)、雕刻機(jī)等。
(2) 印刷設(shè)備：
凸版印刷機(jī)：鉛印機(jī)(已經(jīng)淘汰)、不干膠印刷機(jī)(間歇式)、柔版印刷機(jī)(感光樹脂版)、移印機(jī)、瓦楞紙印刷開槽機(jī)等；
平版印刷機(jī)(膠印機(jī))：單張紙印刷機(jī)(規(guī)格分全張、對開、四開、八開)、卷筒紙印刷機(jī)(報紙、書刊、商業(yè))、表格印刷機(jī)、名片印刷機(jī)等；
凹版印刷機(jī)：單張紙凹版印刷機(jī)、卷筒紙凹版印刷機(jī)、印鈔機(jī)、郵票印刷機(jī)等；
孔版印刷機(jī)(絲網(wǎng)印刷機(jī))：平型絲網(wǎng)印刷機(jī)、滾筒式絲網(wǎng)印刷機(jī)、異型絲網(wǎng)印刷機(jī)等；
特種印刷機(jī)：噴墨印刷機(jī)、熱轉(zhuǎn)移印刷機(jī)、打印機(jī)、靜電印刷機(jī)、盲文印刷機(jī)等；
數(shù)字印刷機(jī)：一體機(jī)、在機(jī)制版印刷機(jī)、無版印刷機(jī)(電子油墨)、數(shù)字印刷機(jī)等。
(3) 印后設(shè)備：
書刊裝訂設(shè)備：騎馬訂書聯(lián)動機(jī)(包括配頁機(jī)、訂書機(jī)、三面切書機(jī))、無線膠訂聯(lián)動機(jī)、精裝聯(lián)動機(jī)、包本機(jī)(包括直線、圓盤、橢圓包本機(jī))、制殼機(jī)、鎖線機(jī)、上書殼機(jī)、壓平機(jī)、折頁機(jī)等；
報紙印后設(shè)備：堆積打捆機(jī)、烘干機(jī)、報紙發(fā)行設(shè)備、插頁機(jī)、給紙機(jī)、紙張輸送設(shè)備(龍骨)等；
包裝印后設(shè)備：模切機(jī)(包括平壓平、圓壓圓、圓壓平三種模切方式)、切紙機(jī)、分切機(jī)、橫切機(jī)、制盒機(jī)、上光機(jī)、覆膜機(jī)、壓光機(jī)、信封機(jī)、燙金機(jī)等。
(4) 輔助設(shè)備：數(shù)控彎刀機(jī)、磨刀機(jī)、打孔機(jī)、彎版機(jī)、給紙機(jī)、烘干機(jī)、冷卻機(jī)等。
(5) 配套產(chǎn)品：磁粉制動器、離合器、印刷機(jī)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(zhǔn)裝置、測速電機(jī)、紅外線加熱器、紫外線加熱器、自動套準(zhǔn)裝置、數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)、伺服電機(jī)(包括微型伺服電機(jī))、變頻器、PLC可編程序控制器、觸摸屏、號碼機(jī)、光電開關(guān)、CCD攝像頭等。
3 印刷機(jī)械設(shè)備的主要運(yùn)動特點
印刷機(jī)械的主要運(yùn)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(yùn)動，又要在承印材料的行進(jìn)中，完成各種顏色的印刷或?qū)Τ杏∥锏募庸ぃ瑥亩a(chǎn)生了印刷機(jī)械的傳紙運(yùn)動和印刷運(yùn)動兩條運(yùn)動鏈，而且是相互協(xié)調(diào)的運(yùn)動鏈。以卷筒紙平版印刷機(jī)為例，這種設(shè)備為保證變速操作和印刷的需要，當(dāng)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(jī)器的兩條運(yùn)動鏈。為完成印刷品的制作，還有多項運(yùn)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(jī)同軸還有一套交流電動機(jī)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(jī)帶動。其它還有若干定速傳動的電動機(jī)，負(fù)責(zé)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(jī)指導(dǎo)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(jī)構(gòu)中也有不同形式的電機(jī)參與工作。其它印刷機(jī)和印刷機(jī)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(jī)而言，設(shè)備的運(yùn)動首先是變速運(yùn)動的方式，在工作中包括：
(1) 在出廠前設(shè)備需要進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗，這種運(yùn)轉(zhuǎn)試驗包括工作運(yùn)轉(zhuǎn)試驗、高速額定運(yùn)轉(zhuǎn)速度試驗；
(2)印刷機(jī)是一種光電一體化的設(shè)備，在裝配中要進(jìn)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(yùn)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(yùn)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(zhǔn)和水墨平衡等功能的調(diào)整，在印刷品達(dá)到各項質(zhì)量要求以后，才能進(jìn)行全速印刷；
(5) 根據(jù)印刷品的顏色多寡要求，運(yùn)動鏈的長度也需要某些調(diào)整。
對于印刷機(jī)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(jī)械設(shè)備采用變頻調(diào)速器開始在20世紀(jì)80年代初，當(dāng)時國內(nèi)主要印刷機(jī)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(jī)械企業(yè)普遍采用進(jìn)口變頻器。采用變頻器的產(chǎn)品有單張紙平版印刷機(jī)、卷筒紙平版印刷機(jī)，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(jī)械、包裝機(jī)械等設(shè)備。主要應(yīng)用產(chǎn)品有:
?。?) 各種規(guī)格的單張紙平版印刷機(jī)及印后裝訂設(shè)備
單張紙平版印刷機(jī)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(jī)，分別用于包裝、書刊、廣告、快印行業(yè)，尤其彩色印刷機(jī)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(jī)，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(jī)有的國外企業(yè)已經(jīng)推出，傳紙系統(tǒng)由變頻電機(jī)驅(qū)動，印刷滾筒的運(yùn)轉(zhuǎn)由伺服電機(jī)分別帶動，兩種運(yùn)動之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，由伺服電機(jī)跟蹤匹配。這種設(shè)備的功能機(jī)組，如輸紙機(jī)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(jī)，如三面切書機(jī)、單頭或雙頭訂書機(jī)、圓盤包本機(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)及印后計數(shù)打捆設(shè)備
卷筒紙平版印刷機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)獨立驅(qū)動各功能機(jī)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。
?。?) 各種規(guī)格的卷筒紙凹版印刷機(jī)及印后包裝設(shè)備
這種設(shè)備與卷筒紙平版印刷機(jī)有相同的工作方式，不同的地方是凹版印刷機(jī)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(jìn)程是相同的。這種印后設(shè)備有復(fù)卷機(jī)、分切機(jī)、復(fù)合機(jī)、裁單張機(jī)、模切機(jī)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。
?。?) 柔性版印刷機(jī)
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(jī)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(jī)基本相同。
總之，原來采用直流調(diào)速、電磁電機(jī)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(jī)械設(shè)備、印刷機(jī)械的高端產(chǎn)品和出口到國外的產(chǎn)品多數(shù)采用進(jìn)口或中外合資生產(chǎn)的變頻器，低端產(chǎn)品和小型印刷機(jī)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(jī)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(jī)械出口為2.62億美元，比2003年增長50%以上。我國印刷機(jī)械進(jìn)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(jī)械總銷售額為225~230億元。其中主要企業(yè)集團(tuán)—北人集團(tuán)公司2004年銷售額14億元、上海電氣集團(tuán)印刷包裝機(jī)械有限公司銷售額17億元、中景集團(tuán)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(jī)械科技的發(fā)展，印刷機(jī)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(jī)械設(shè)備制造廠家約為450家左右，涉及印刷機(jī)械產(chǎn)品品種規(guī)格約200種以上，按當(dāng)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<
