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凹 印的核心部門(mén)是張力控制，這里所說(shuō)的凹印主要是指輪轉凹印，由于單張紙凹印不存在張力控制。單張紙凹印同單張紙膠印一樣，主要依賴(lài)叼牙來(lái)叼紙，然后在前規 和側規的作用下定位，在印刷的瞬時(shí)紙張是靜止的。而輪轉凹印則不同，承印材料以一個(gè)不亂的速度向前遞進(jìn)，橡膠壓輥按同步速度對承印材料加壓，這兩個(gè)運動(dòng)在 一個(gè)相對靜止的狀態(tài)下合成，因此多色套印的樞紐是承印材料遞進(jìn)不亂，傳遞過(guò)程中料卷的張力不亂。

凹印的張力控制系統分析一般包含以下內容。

1.張力分區與各區域的控制要求

凹 印機的張力控制一般分為4個(gè)區域，即放卷張力區、進(jìn)料牽引張力區、出料牽引張力區和收卷張力區，之間以帶驅動(dòng)的橡膠壓輥來(lái)分隔。印刷區域從進(jìn)料驅動(dòng)輥至出 料驅動(dòng)輥，對印刷區域張力的要求是張力恒定，由于只有在恒定的張力前提下才可能保證套準。放卷張力是為印刷區域的恒張力服務(wù)的，對放卷區域的要求是將料卷 放開(kāi)進(jìn)入印刷區，保證不論卷徑的大小都要能保持傳遞的張力恒定，否則張力的波動(dòng)將直接影響到印刷區的恒張力，進(jìn)而影響套準。收卷張力則有所不同，在此區域 內多色印刷已經(jīng)完成，只需平滑收卷即可。收卷方式根據收卷質(zhì)量要求的不同，有恒張力收卷，也有變張力收卷，常見(jiàn)的遞減張力收卷就是指后一種。因為變張力收 卷有可能會(huì )影響到最后一個(gè)印刷色組的套準精度，因此有效地將印刷區域與收卷區域隔斷，驅動(dòng)料卷從印刷區域向收卷區域遞進(jìn)，使印刷區域仍舊保持恒張力，而收 卷區域遞減張力，就是靠帶驅動(dòng)的橡膠壓輥機構來(lái)實(shí)現的。既分段控制又總體協(xié)調，使各區域的張力為多色套準服務(wù)，這是輪轉印刷在張力控制方面的樞紐點(diǎn)，輪轉 凹印也是如斯。

2.各區域的張力檢測與反饋

各 區域一般都存在獨立的檢測裝置，如采用電阻應變片傳感器、電容傳感器等構成的張力輥檢測裝置，以及采用浮動(dòng)輥、電位器構成的位置檢測控制裝置。這些不同構 造的檢測電路在整個(gè)系統中承擔的作用是顯著(zhù)不同的，張力輥檢測裝置響應快速，但對于由料卷本身質(zhì)量題目引起的系統不亂性的控制能力尚欠缺，而位置控制裝置 雖不直接檢測張力，但通過(guò)控制承印材料在正常張力狀態(tài)下在浮動(dòng)輥紙路中的相對位置保持不亂，從而達到控制張力恒定的目的。位置控制裝置能夠通過(guò)浮動(dòng)輥紙路 來(lái)減緩因為料卷的卷徑不圓等原材料質(zhì)量題目引起的張力波動(dòng)，這是張力輥檢測裝置所無(wú)法達到的。

3.張力執行機構

常用的張力執行機構有電磁或磁粉離合/制動(dòng)器、氣動(dòng)離合/制動(dòng)器以及伺服電機

在 傳統的齒輪傳動(dòng)系統中還包括360°齒輪箱上的微型執行電機。值得留意的是，按照自動(dòng)控制理論，離合器制動(dòng)器機構屬于一階線(xiàn)性環(huán)節，但因為線(xiàn)性段在整個(gè)曲 線(xiàn)區中只占中間一段，而在曲線(xiàn)區的高端和低端主要仍是仿線(xiàn)性，同線(xiàn)性控制的要求還有間隔，因此這種執行功能仍是出缺陷的。伺服電機屬于二階環(huán)節，在現有的 控制理論下，不亂性與隨動(dòng)性都能兼顧，所以提高前輩的張力控制系同一般都采用伺服電機直接驅動(dòng)控制。

4.對料卷傳遞過(guò)程中機械同步速度損失的補償

造成機械同步速度損耗的原因有3種：施加于整幅卷材寬度上的印刷壓力，承印材料同導輥相接觸的表面摩擦力，以及因為導輥軸承不靈活而造成的阻力。

其 中起主要作用的是每一色組橡膠壓輥對承印材料施加的壓力，這種轉印過(guò)程中必需施加的壓力，在所有印刷工藝中凹印是最大的。按照經(jīng)驗，對不同的承印材料，采 用的橡膠壓輥的硬度不同，施加的壓力也不同。如對于薄膜類(lèi)承印材料，一般采用肖氏硬度為65～70度的橡膠壓輥，單位壓力900kg/m；對紙張類(lèi)承印材 料，則采用肖氏硬度為70～80度的橡膠壓輥，單位壓力1800kg/m；對紙板類(lèi)承印材料，采用肖氏硬度為80～90度的橡膠壓輥，單位壓力 4500kg/m。采用不同硬度的橡膠壓輥并施加不同的壓力，對承印材料傳遞中同步速度的影響顯然是不同的，橡膠壓輥越軟，施加的壓力越大，機械同步速度 的損耗越大。

對 機械同步速度損耗補償的傳統做法是遞增每一色組主動(dòng)輥的直徑。眾所周知，線(xiàn)速度V=2πrn，假如要調整印刷時(shí)版輥的線(xiàn)速度，既可以調整版輥轉速n，也可 以調整版輥直徑。然而這種補償依據的是經(jīng)驗積累，而不是精確計算。很顯著(zhù)，承印材料的特性不同，所施加壓力的寬度不同，對機械同步速度的損耗是不同的，因 此精確的補償值也應該是不同的。然而現在用版輥直徑遞增0.02～0.03mm的方法來(lái)補償，依據的只能是"恍惚"算法。

海 內印機行業(yè)在研制伺服型凹印機時(shí)，起初以為可以革除版輥直徑遞增這一規律，由于在設定每一色組版輥伺服電機的轉速時(shí)，可以預先將因為版輥直徑遞增帶來(lái)的放 大量計算進(jìn)去，因此伺服型凹印機不必像傳統凹印機那樣不能互換印刷色序。然而印刷實(shí)踐證實(shí)，即使是伺服型凹印機已經(jīng)將每一色組版輥電機的轉速遞增，假如版 輥繼承保持直徑遞增，印刷套準效果要比版輥直徑不遞增時(shí)好得多。這說(shuō)明目前的凹印伺服系統在補償同步速度的損耗方面還只能局限在經(jīng)驗的范疇，離真正意義上 的補償控制還有不少間隔。

5.套準控制

凹 印的套準控制必需建立在不亂的張力控制之上，只有在前述4個(gè)題目得到基本解決之后，凹印的精確套準才是可能的。業(yè)界對套準題目有一些曲解，尤其是對伺服型 凹印機，以為編碼器精度可以達到每秒幾百萬(wàn)次，套準肯定是沒(méi)題目的。實(shí)在在套準的實(shí)際過(guò)程中，電腦跟蹤的并不是光標本身，而是光標運動(dòng)的趨勢。這就像用槍 打鳥(niǎo)一樣，不是看到了鳥(niǎo)才扣動(dòng)扳機，而是根據鳥(niǎo)的運動(dòng)軌跡計算提前量，用這樣的方法打鳥(niǎo)才是可靠的。凹印機的套準系統也是這樣的，光標運動(dòng)的趨勢是套準的 條件，假如控制不了印刷[百科微博]在承印材料上的光標運動(dòng)趨勢，縱然伺服電機配置的是每秒400萬(wàn)次的編碼器，套準誤差也很有可能超標，套準損耗可能會(huì ) 大得出乎預料。

6.承印材料變形的補償

承 印材料在運行中的同步速度補償可以采用伺服機型來(lái)保證，但承印材料本身的變形目前還沒(méi)有可靠的補償辦法。以薄膜印刷為例，不同種類(lèi)的薄膜，在同樣厚度與寬 度前提下，其伸縮變形情況是不一樣的；對于不同厚度的統一種薄膜，如20μm和40μm厚的BOPP薄膜。在同樣的干燥前提下兩者的伸縮變形也是不一樣 的。再以紙張為例，含水率5%和含水率8%的相同材質(zhì)和厚度的紙張，在相同的干燥前提下，其變形數據也不一樣。對于這些差異，需要建立數學(xué)模型并加載于套 準控制的數學(xué)模型中，才能有效控制印刷套準精度。若非如斯，凹印的套準精度只能依靠于采用較厚的不輕易變形的承印材料，如PET薄膜來(lái)保證。在凹印出產(chǎn)現 場(chǎng)，我們經(jīng)常聽(tīng)到一線(xiàn)操縱職員訴苦印版不好或者承印材料不好，造成了印刷過(guò)程中套色不準或套準誤差超標，并由此產(chǎn)生本錢(qián)損耗，但檢查印版和承印材料，確實(shí) 又提不出什么能拿得上桌面的理由，據筆者看，主要原因就在于此。

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