高速多色胶印机智能输墨润湿系统关键技术的研究

作者简介：董娜，1986年1月，女，山东青岛，硕士，副教授，研究方向：机械设计及印刷技术。

项目号：河南省高等学校重点科研项目（项目编号22B460002）

摘要：本文探讨高速多色胶印机智能输墨润湿系统的关键技术。首先分析高速多色胶印机对输墨润湿系统的要求，接着从智能控制技术、精准供墨技术、高效润湿技术以及系统稳定性和可靠性等方面详细阐述关键技术的内涵和实现方法。对这些关键技术的研究，旨在提高高速多色胶印机的印刷质量、生产效率和智能化水平，为印刷行业的发展提供技术支持。

关键词：高速多色胶印机；智能输墨润湿系统；关键技术

引言：随着印刷技术的飞速发展，高速多色胶印机已成为现代印刷行业的重要组成部分。这类设备以其高效、精准和多样化的印刷能力，满足市场对高质量、大批量印刷品的需求。然而，在高速多色胶印机的运作过程中，输墨和润湿系统的性能影响着印刷品的质量和生产效率。智能输墨润湿系统通过实时监测油墨和水的传递情况，利用先进的控制算法对输墨和润湿过程进行精确调节。这种系统根据不同的印刷任务、纸张类型和油墨特性，自动调整油墨的供给量、传递速度和润湿液的供给量，以实现最佳的油墨传递和水墨平衡，不仅提高印刷品的质量稳定性和一致性，还有效降低生产过程中的浪费和成本。

1.高速多色胶印机对输墨润湿系统的要求

1.1 高精度的供墨和润湿控制

高速多色胶印机在进行印刷作业时，需要确保每一色组的油墨供给量和润湿液供给量都达到极高的精度。因为油墨和润湿液的配比直接影响到印刷品的色彩饱和度、光泽度和清晰度。为实现高精度的供墨和润湿控制，输墨润湿系统需配备高精度的计量装置和调节机构，以确保油墨和润湿液的供给量能够精确到微克级别[1]。同时，系统还需具备实时监测和反馈功能，以便及时调整油墨和润湿液的供给量，保持最佳的油墨传递和水墨平衡。

1.2快速的响应速度

在高速多色胶印机的印刷过程中，每一色组的印刷时间都非常有限。因此，输墨润湿系统需要具备快速的响应速度，以确保在极短的时间内完成油墨和润湿液的供给和调节。要求系统不仅要有高效的传动机构和调节机构，还需要具备先进的控制算法和数据处理技术。结合实时监测印刷机的运行状态和印刷品的质量变化，系统迅速调整油墨和润湿液的供给量，以适应不同的印刷任务和纸张类型[2]。

1.3良好的稳定性和可靠性

高速多色胶印机通常需要连续运行数小时甚至数天，以确保生产效率和成本控制。因此，输墨润湿系统需具备良好的稳定性和可靠性，以确保在长时间的运行过程中不会出现故障或性能下降。要求系统不仅要选用高品质的元器件和材料，还需要进行严格的测试和验证，以确保其在各种恶劣环境下的稳定性和可靠性。同时，系统还需具备故障预警和自我保护功能，以便在出现故障时，及时停机并保护设备免受损坏。

1.4智能化的控制功能

随着智能化技术的不断发展，高速多色胶印机对输墨润湿系统的控制功能也提出更高的要求。智能化控制功能不仅实现高精度的供墨和润湿控制，还根据印刷任务的需求和纸张类型的变化，自动调整油墨和润湿液的供给量、传递速度和润湿方式等参数。不仅提高印刷品的质量稳定性和一致性，还显著降低生产过程中的浪费和成本[3]。同时，智能化控制功能还实现远程监控和诊断功能，以便在出现故障时，及时远程排查和修复问题。

2.智能控制技术

2.1传感器技术

传感器技术是智能控制技术的基础，负责实时监测印刷机的各种参数和状态。在高速多色胶印机中，传感器被广泛应用于油墨供给、润湿系统、纸张传输、印版压力等多个环节。这些传感器精确测量油墨的供给量、润湿液的浓度、纸张的传输速度以及印版的压力等关键参数，并将这些数据实时反馈给控制系统。同时，传感器的高精度和实时性，有利于保证印刷品质的稳定性和一致性[4]。例如，油墨供给传感器实时监测油墨的供给量，确保每一色组的油墨供给都达到预设的精度要求。润湿液浓度传感器则精确测量润湿液的浓度，避免浓度过高或过低对印刷品质产生不良影响。

2.2控制系统

控制系统是智能控制技术的核心，负责接收传感器反馈的数据，并根据预设的算法和模型进行实时分析和处理。在高速多色胶印机中，控制系统通常包括中央处理器、数据存根据传感器反馈的数据，实时调整油墨供给量、润湿液浓度、纸张传输速度等参数，以确保印刷过程的稳定性和质量。同时，控制系统还实现远程监控和诊断功能，方便操作人员对印刷机进行远程管理和维护[5]。

2.3人机界面

人机界面是操作人员与印刷机进行交互的桥梁。在高速多色胶印机中，人机界面通常包括触摸屏显示器、按钮、指示灯等组件。操作人员利用人机界面输入印刷任务、设置参数、监控印刷过程等。同时，人机界面的设计，需充分考虑操作人员的操作习惯和需求。例如，触摸屏显示器应该具备清晰的界面布局和易于理解的操作流程，方便操作人员快速上手。此外，人机界面还应该提供实时的状态显示和故障报警功能，以便操作人员及时发现并处理印刷过程中的问题。

3.精准供墨技术

3.1墨斗结构设计

墨斗作为供墨系统的核心部件，其结构设计关系油墨的供给精度和稳定性。在高速多色胶印机中，墨斗通常采用精密的机械结构和先进的材料制成，以确保油墨的均匀供给和稳定流动。墨斗的设计需考虑多个因素，包括油墨的流动性、供墨量的调节范围以及墨斗的清洁和维护等。一些先进的墨斗结构，如海德堡胶印机的墨斗，采用精密的调节机构和传感器，能实时监测油墨的供给量，并根据印刷任务的需求进行自动调节。这种设计不仅提高供墨的精度和稳定性，还降低操作人员的劳动强度。此外，优质的墨斗材质，能减少油墨的附着和残留，降低清洁和维护的难度。同时，墨斗的结构还需便于拆卸和清洗，以确保长期使用的稳定性和可靠性。

3.2墨辊压力控制

墨辊是油墨传递的关键部件，其压力控制影响油墨的传递效率和印刷品质。在高速多色胶印机中，墨辊压力控制通常采用先进的传感器和控制系统实现。传感器能实时监测墨辊的压力变化，并将数据反馈给控制系统。控制系统则根据预设的算法和模型，对墨辊的压力进行精确调节。这种调节不仅需考虑油墨的传递效率，还需考虑纸张的类型和印刷速度等因素。促进精确的墨辊压力控制，可确保油墨在传递过程中保持均匀和稳定，避免出现油墨堆积或传递不足的情况，不仅提高印刷品的色彩饱和度和清晰度，还可延长墨辊的使用寿命，降低生产成本。

3.3油墨粘度控制

油墨粘度是影响印刷品质的关键因素之一，在高速多色胶印机中，油墨粘度控制通常采用温度调节和配方调整等方法实现。温度是影响油墨粘度的主要因素之一，控制油墨的温度，可改变其流动性和粘度。一些先进的印刷机配备油温控制系统，能实时监测并调节油墨的温度，以确保其粘度保持在最佳范围内。此外，油墨的配方调整也是控制粘度的重要手段。调整油墨中的溶剂、颜料和添加剂等成分，可改变其粘度和流动性。需要印刷技术人员具备丰富的经验和专业知识，以确保油墨配方的准确性和稳定性。在印刷过程中，操作人员还需定期检测油墨的粘度，并根据需要进行调整，不仅确保印刷品的色彩一致性和清晰度，还可避免因油墨粘度过高或过低而导致的印刷故障。

4.高效润湿技术

4.1水斗结构设计

水斗是润湿系统的核心部件，其结构设计影响润湿液的供给精度和稳定性。在高速多色胶印机中，水斗通常采用精密的机械结构和耐用的材料制成，以确保润湿液的均匀供给和稳定流动。先进的水斗结构设计包括精确的液位控制系统和高效的润湿液循环系统。液位控制系统实时监测水斗中的润湿液量，并根据印刷任务的需求进行自动调节，确保润湿液始终保持在最佳水平。同时，高效的润湿液循环系统确保润湿液在循环过程中保持清洁和稳定，避免杂质和污垢对印刷品质的影响。此外，水斗的材质和表面处理技术也至关重要。优质的材质能够减少润湿液的附着和残留，降低清洁和维护的难度。表面处理技术则增强水斗的耐腐蚀性和耐磨性，延长其使用寿命。

4.2水辊压力控制

水辊是润湿系统中负责将润湿液均匀涂布到印版上的关键部件，其压力控制影响润湿液的传递效率和印刷品质。在高速多色胶印机中，水辊压力控制采用先进的传感器和控制系统实现。传感器实时监测水辊的压力变化，并将数据反馈给控制系统。控制系统则根据预设的算法和模型，对水辊的压力进行精确调节。这种调节不仅需考虑润湿液的传递效率，还需考虑纸张的类型、印刷速度以及印版的磨损情况等因素。结合精确的水辊压力控制，可确保润湿液在传递过程中保持均匀和稳定，避免出现润湿不足或过度润湿的情况，不仅提高印刷品的色彩准确性和清晰度，还可延长水辊和印版的使用寿命，降低生产成本。

4.3水的硬度控制

水的硬度是影响润湿效果的关键因素之一，硬度较高的水中含有较多的钙、镁等矿物质，这些矿物质容易在润湿液中形成沉淀，影响润湿液的流动性和稳定性。因此，在高速多色胶印机中，需对水的硬度进行严格控制。通常采用软水器或离子交换器等设备，降低水的硬度。这些设备能够去除水中的钙、镁等矿物质，使水变得更加柔软和纯净。同时，还需要定期检测水的硬度，并根据需要进行调整。此外，在印刷过程中，操作人员还需注意润湿液的配比和浓度。不同的印刷任务和纸张类型对润湿液的需求不同，因此需根据实际情况进行调整。合理的配比和浓度控制，确保润湿液在印刷过程中发挥最佳效果，提高印刷品的质量稳定性和生产效率。

5.系统稳定性和可靠性

5.1材料选择和加工工艺

高速多色胶印机的各个部件，尤其是关键传动部件和接触油墨、润湿液的部件，需要选用高强度、耐腐蚀、耐磨损的材料。传动轴、齿轮和轴承等部件通常采用优质合金钢或不锈钢制成，以确保在高负荷和恶劣环境下仍能保持良好的机械性能。对于接触油墨和润湿液的部件，如墨斗、水斗和墨辊等，则需选用耐油墨腐蚀、易清洗的材料，如不锈钢、特氟龙涂层等。同时，高精度的加工工艺是确保部件间配合紧密、运动平稳的关键。高速多色胶印机的关键部件需要经过精密的机械加工和热处理，以确保尺寸精度和表面粗糙度达到设计要求。此外，对于需要高精度装配的部件，如墨辊和水辊的轴承座，还需采用先进的装配技术和工具，以确保装配精度和稳定性。

5.2密封和润滑技术

在高速多色胶印机中，良好的密封性能，是防止油墨、润湿液和空气泄漏的关键。对于油墨和润湿液的供给系统，需要采用高效的密封结构和材料，如唇形密封、O型圈等，以确保油墨和润湿液不会泄漏到机器外部，同时防止空气进入系统影响油墨和润湿液的稳定性。对于传动部件，如齿轮箱和轴承座，也需采用可靠的密封结构，以防止润滑油泄漏和杂质进入。此外，润滑是减少机器磨损、提高运动部件寿命的重要手段。高速多色胶印机的传动部件，如齿轮、轴承和链条等，需定期添加适量的润滑油或润滑脂，以减少摩擦和磨损。同时，对于需要高精度运动的部件，如墨辊和水辊，还需采用特殊的润滑方式，如油膜润滑或油雾润滑，以确保运动平稳、无振动。

5.3故障诊断和预警技术

高速多色胶印机在运行过程中，会出现各种故障，如油墨供给不足、润湿液浓度异常、传动部件磨损等。为快速定位并修复这些故障，需采用先进的故障诊断技术。如安装传感器和监测设备，实时监测机器的运行状态和关键参数，如油墨供给量、润湿液浓度、轴承温度等。当这些参数超出正常范围时，系统自动报警，并显示可能的故障原因和解决方案。除故障诊断外，预警技术也是提高系统稳定性和可靠性的重要手段，监测和分析机器的运行数据，可预测潜在的故障风险，并提前采取措施进行预防。当轴承温度逐渐升高时，系统发出预警信号，提示操作人员检查轴承的润滑情况和磨损程度，以避免因轴承过热而导致的故障。此外，还可结合机器学习等技术，对机器的运行数据进行深度挖掘和分析，以发现潜在的故障模式和规律，为故障预防和维修提供科学依据。

结论

高速多色胶印机智能输墨润湿系统的关键技术包括智能控制技术、精准供墨技术、高效润湿技术以及系统稳定性和可靠性等方面。对这些关键技术的研究和应用，可提高高速多色胶印机的印刷质量、生产效率和智能化水平，为印刷行业的发展提供技术支持。在未来的研究中，应进一步加强对智能输墨润湿系统关键技术的研究和创新，不断提高系统的性能和稳定性，满足印刷行业对高质量、高效率印刷的需求。

参考文献：

[1]乔俊伟，杜龙飞. 胶印机输墨系统性能分析与结构优化[J]. 印刷与数字媒体技术研究，2023（1）：80-86.

[2]初红艳，陈立博，丁瑞龙，等. 考虑油墨粘弹性的胶印机墨辊变形特性分析[J]. 高技术通讯，2020，30（1）：48-54.

[3]冯彩银，朱龙彪，沈祖军，等. 基于STM32的遥控墨斗系统设计[J]. 包装工程，2022，43（3）：244-251.

[4]侯旋，刘蓓，王跃坤. 匀墨机构温度变化对油墨转移的影响及其控制[J]. 广东印刷，2021（4）：27-29.

[5]王毅，刘凯，张海燕，等. 基于弹性流体动力润滑的胶印机输墨系统油墨传输特性研究[J]. 机械科学与技术，2014，33（8）：1145-1149.