淺談自動(dòng)化技術(shù) 在印刷機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展趨勢 本文探討了自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。通過分析計(jì)算機(jī)直接制版

本文探討了自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。通過分析計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)、自動(dòng)換版系統(tǒng)、自動(dòng)套準(zhǔn)系統(tǒng)、自動(dòng)供墨系統(tǒng)（聯(lián)機(jī)掃描儀掃描樣張自動(dòng)調(diào)節(jié)各分色墨量）、自動(dòng)檢測系統(tǒng)、自動(dòng)清洗系統(tǒng)、色彩管理系統(tǒng)、機(jī)器人應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，闡述了自動(dòng)化技術(shù)如何降本增效、提升產(chǎn)品質(zhì)量，并揭示了其在智能化、柔性化、綠色化等方面的未來發(fā)展方向，為印刷行業(yè)的自動(dòng)化升級提供了參考。

隨著工業(yè)蓬勃發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。印刷行業(yè)作為制造業(yè)的重要組成部分，各項(xiàng)技術(shù)、工藝相對比較成熟，給各種產(chǎn)品做外包裝，給各行業(yè)賦予了新感官、新活力、新體驗(yàn)。自動(dòng)化技術(shù)的引入讓印刷機(jī)的操作變得簡潔化、數(shù)據(jù)化、易掌握等，操作更為方便準(zhǔn)確，不僅提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還降低了生產(chǎn)成本、時(shí)間成本和資源消耗。

自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)方面。

計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)（CTP）的出現(xiàn)讓整個(gè)印前環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)飛躍，降本增效上的顯著優(yōu)勢使其在行業(yè)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用（如圖 1 所示）。計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)省去激光照排機(jī)制造菲林膠片和手動(dòng)曬版環(huán)節(jié)，有效避免了菲林膠片不能劃傷和臟污、需單獨(dú)保存、存放量大、查找不方便等劣勢。從計(jì)算機(jī)直接到印版，方便數(shù)據(jù)查找與保存，印版自動(dòng)制造過程中，不需要菲林膠片和印版緊密貼合曝光，以防出現(xiàn)廢品；不需要人為干預(yù)，同時(shí)也減少了曝光時(shí)紫外線對人體健康造成的影響。

圖 1 計(jì)算機(jī)直接制版技術(shù)（CTP）

自動(dòng)換版系統(tǒng)通過機(jī)械臂和計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)了印版的快速更換，大大減少了傳統(tǒng)人工換版所需的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，在印刷機(jī)器上廣泛使用（如海德堡印刷機(jī)的全自動(dòng)換版）。只需操作者把新印版放到分色機(jī)組護(hù)罩上的指定位置，按動(dòng)更換印版按鈕，手動(dòng)接住舊印版，換版系統(tǒng)自動(dòng)把舊印版退出，新印版自動(dòng)合壓并轉(zhuǎn)到指定位置，印版拖梢在機(jī)械臂的作用下上抬并卡住，完成換版過程。完成工作后，機(jī)器自動(dòng)轉(zhuǎn)到零點(diǎn)位置，方便其他工作。相比傳統(tǒng)換版，操作員需要手動(dòng)劃線初步確定位置，咬口固定螺栓手動(dòng)擰緊，利用手動(dòng)合壓水輥達(dá)到張緊目的，隨后點(diǎn)動(dòng)機(jī)器轉(zhuǎn)到合適位置，最后固定拖梢螺栓，自動(dòng)換版顯得十分省時(shí)省力。整個(gè)過程只需要放新版、接舊版，使繁瑣的工作簡單化，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

四色印版換完后，需要套準(zhǔn)和供墨。自動(dòng)套準(zhǔn)系統(tǒng)通過高精度傳感器和伺服控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了印版位置的自動(dòng)調(diào)整，保證了印刷品的套準(zhǔn)精度，減少了廢品率。新印版在上機(jī)之前，會(huì)在打孔機(jī)上進(jìn)行定位和打孔。根據(jù)套準(zhǔn)光標(biāo)鎖定位置，使各分色印版位置和機(jī)器印刷位置高度一致，高精度傳感器調(diào)節(jié)軸套離心距電機(jī)，印刷出的樣品只有很小誤差。相比于傳統(tǒng)的手動(dòng)拉版套準(zhǔn)大大提高了效率。

圖 2 聯(lián)機(jī)掃描儀

自動(dòng)供墨系統(tǒng)是將樣張放在看樣臺(tái)上，用聯(lián)機(jī)掃描儀（如圖 2 所示）掃描樣張，印刷機(jī)的“大腦”——可編程控制器（PLC）就會(huì)根據(jù)掃描得到的數(shù)據(jù)給供墨系統(tǒng)發(fā)出指令，接到指令的各分色墨牙伺服電機(jī)工作，調(diào)節(jié)墨斗槽各處墨量大小，從而精準(zhǔn)控制供墨和水墨平衡，有效消除了靠經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)墨量帶來的誤差，同時(shí)也為操作者調(diào)節(jié)各分色油墨節(jié)省了時(shí)間，顯著提升了效率。

自動(dòng)清洗系統(tǒng)則利用高壓噴射和智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了印刷機(jī)墨路的自動(dòng)清洗，縮短了清洗時(shí)間，減少了溶劑使用量，提高了生產(chǎn)效率和環(huán)保性能。操作方便，只需在控制面板中選中清洗機(jī)組進(jìn)入清洗模式，機(jī)器高速運(yùn)轉(zhuǎn)，油墨清洗劑噴射到墨輥上，刮刀在機(jī)械臂作用下刮去多余清洗劑，多次清洗后，墨路清洗完畢，刮刀回零，這是保證印刷質(zhì)量的關(guān)鍵。該系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)在印刷過程中，選中不使用的機(jī)組單元，進(jìn)行快速和有效的清洗，在整個(gè)流程中，不需要停機(jī)或離開機(jī)器，而且不會(huì)影響印刷質(zhì)量；利用 X、Y、Z 三軸機(jī)械臂和探測器實(shí)現(xiàn)上下、左右、前后各方向精準(zhǔn)移動(dòng)的全自動(dòng)清洗工作臺(tái)，配備中空毛刷，毛刷固定在機(jī)械臂上，分散介質(zhì)（圖像油）可以從中流出，毛刷起到徹底清洗頑固油墨的作用，實(shí)現(xiàn)電子油墨印刷墨槍全自動(dòng)清洗。全自動(dòng)清洗臺(tái)清洗墨槍縮短了清洗時(shí)間，減少了圖像油使用量，操作者無需手動(dòng)，有效避免圖像油濺到手上，保護(hù)皮膚。

自動(dòng)檢測系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測印刷質(zhì)量，自動(dòng)標(biāo)記或剔除缺陷，提升產(chǎn)品質(zhì)量，減少廢品，減少人工檢測成本。在印刷機(jī)械中應(yīng)用的檢測比較多，例如：高度、寬度檢測，氣壓檢測，水溫檢測，油墨密度、導(dǎo)電率檢測等，在此主要講解雙張檢測和前規(guī)、側(cè)規(guī)檢測。

雙張檢測機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式和光電式，機(jī)械式精度不夠，已逐漸被性能更好的超聲波光電式檢測取代，它可以有效地控制多張、雙張紙進(jìn)入印刷單元，造成廢品；前規(guī)、側(cè)規(guī)檢測是為了承印物規(guī)矩一致性，方便后工序加工，防止紙張?jiān)绲健⒉坏轿弧⒗^、歪紙等，前規(guī)、側(cè)規(guī)處都配備光電開關(guān)（俗稱“電眼”），實(shí)時(shí)監(jiān)控各種異常情況發(fā)生，一旦發(fā)生情況可做到自動(dòng)停止并報(bào)警，防止出現(xiàn)廢品。總之，每種自動(dòng)檢測系統(tǒng)都是為產(chǎn)品質(zhì)量服務(wù)、為機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù)。

圖 3 各分色油墨疊加印到銅版紙上

色彩管理系統(tǒng)利用先進(jìn)的傳感器和計(jì)算機(jī)算法，實(shí)現(xiàn)了印刷過程中色彩的自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，確保了印刷品顏色的一致性和準(zhǔn)確性。在電子油墨數(shù)字印刷中，配備內(nèi)置密度儀（ILD）用來校正顏色，通過 PLC 發(fā)出指令給光電成像版（PIP）充電，二進(jìn)制油墨顯影單元（BID）根據(jù)電壓的大小傳墨，各分色油墨疊加后印到銅版紙上（如圖 3 所示），密度儀掃描得到數(shù)據(jù)反饋給 PLC，PLC 分析后發(fā)出指令調(diào)整電壓，從而改變墨量再印刷，經(jīng)過多次調(diào)整后印出標(biāo)準(zhǔn)色彩。不僅節(jié)省了大量人力、物力，還可滿足色彩要求，效率顯著提高。

自動(dòng)化技術(shù)對印刷行業(yè)的影響

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用對印刷行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

首先，它顯著提高了生產(chǎn)效率。集成高級自動(dòng)化功能的印刷機(jī)能夠連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，減少了人為因素導(dǎo)致的停機(jī)時(shí)間，從而減少了時(shí)間成本和物料呆滯成本的浪費(fèi)，操作者減掉了大量繁瑣的工作，集中精力做復(fù)雜且高難度的操作，從而加快了生產(chǎn)節(jié)奏，使印刷企業(yè)能夠更快地響應(yīng)客戶需求。

其次，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量。通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)精確控制和實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測，各項(xiàng)指標(biāo)、參數(shù)能夠在屏幕窗口中顯示，確保印刷品的一致性和準(zhǔn)確性（例如：電子油墨印刷中內(nèi)置 ILD 自動(dòng)校正顏色），減少了人為誤差和疲勞工作帶來的誤判斷、誤操作等影響，提高了產(chǎn)品合格率。

最后，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用降低了生產(chǎn)成本。雖然初期投資較大，但長期來看，自動(dòng)化設(shè)備減少了人力成本，降低了材料浪費(fèi)，最關(guān)鍵的是提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，使印刷企業(yè)更有競爭力，爭取到更多訂單，高質(zhì)量完成任務(wù)，受到客戶的認(rèn)可。

自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的發(fā)展趨勢

未來，自動(dòng)化技術(shù)在印刷機(jī)械中的應(yīng)用發(fā)展將呈現(xiàn)幾個(gè)趨勢。第一，智能化是主要方向之一，隨著人工智能和機(jī)器的進(jìn)一步發(fā)展，印刷機(jī)械配備的操作系統(tǒng)將進(jìn)行升級。最新研制的系統(tǒng)將具備更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和決策能力，而且能對操作者做出的操作進(jìn)行評估，錯(cuò)誤指令將會(huì)被窗口彈出，進(jìn)一步核實(shí)、核對，確保萬無一失。還能夠根據(jù)生產(chǎn)需求自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)流程；第二，柔性化生產(chǎn)是另一個(gè)重要趨勢，未來的印刷機(jī)械將能夠快速適應(yīng)不同規(guī)格、不同材質(zhì)的印刷任務(wù)，滿足個(gè)性化、小批量生產(chǎn)的需求，例如：數(shù)字印刷校園卡，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)膠印的不足，可將學(xué)籍號(hào)、卡號(hào)、照片等信息體現(xiàn)到卡上，可以生產(chǎn)每張都不一樣的印刷品；第三，綠色環(huán)保也是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的重要方向，適應(yīng)環(huán)保法相應(yīng)規(guī)定。未來的印刷機(jī)械將更加注重節(jié)能減排，采用環(huán)保材料和清潔生產(chǎn)技術(shù)，減少對環(huán)境的影響；第四，人機(jī)協(xié)作將成為印刷車間的新常態(tài)，智能機(jī)器人將與工人協(xié)同工作（如機(jī)器人從裁紙刀位置搬運(yùn)紙堆到印刷機(jī)輸紙器托盤上，并堆放整齊），提高生產(chǎn)效率和安全性；第五，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用將使印刷機(jī)械的維護(hù)和管理更加智能化，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷（例如：惠普電子油墨印刷機(jī)，工程師可以遠(yuǎn)程操作，查看運(yùn)行信息和參數(shù)，對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行診斷，從而排除故障，提高效率）。

結(jié)語

印刷企業(yè)也應(yīng)當(dāng)積極擁抱這些新技術(shù)、新設(shè)備，通過引入先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)來提升競爭力，用先進(jìn)的設(shè)備和新產(chǎn)品，給客戶帶來新感官，還能為企業(yè)帶來更多的訂單。同時(shí)，行業(yè)也需要關(guān)注自動(dòng)化帶來的就業(yè)結(jié)構(gòu)變化，加強(qiáng)員工技能培訓(xùn)，只有熟練掌握操作方法，操作者和機(jī)器都發(fā)揮到最大能力，才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的和諧發(fā)展。只有不斷創(chuàng)新和適應(yīng)，印刷行業(yè)才能在新時(shí)代得到持續(xù)發(fā)展。