淺談自動化技術 在印刷機械中的應用與發展趨勢 本文探討了自動化技術在印刷機械中的應用及發展趨勢。通過分析計算機直接制版

本文探討了自動化技術在印刷機械中的應用及發展趨勢。通過分析計算機直接制版技術、自動換版系統、自動套準系統、自動供墨系統（聯機掃描儀掃描樣張自動調節各分色墨量）、自動檢測系統、自動清洗系統、色彩管理系統、機器人應用等關鍵技術，闡述了自動化技術如何降本增效、提升產品質量，并揭示了其在智能化、柔性化、綠色化等方面的未來發展方向，為印刷行業的自動化升級提供了參考。

隨著工業蓬勃發展，自動化技術在制造業中的應用日益廣泛。印刷行業作為制造業的重要組成部分，各項技術、工藝相對比較成熟，給各種產品做外包裝，給各行業賦予了新感官、新活力、新體驗。自動化技術的引入讓印刷機的操作變得簡潔化、數據化、易掌握等，操作更為方便準確，不僅提高了生產效率和產品質量，還降低了生產成本、時間成本和資源消耗。

自動化技術在印刷機械中的應用現狀

自動化技術在印刷機械中的應用體現在多個方面。

計算機直接制版技術（CTP）的出現讓整個印前環節實現了技術飛躍，降本增效上的顯著優勢使其在行業內得到廣泛應用（如圖 1 所示）。計算機直接制版技術省去激光照排機制造菲林膠片和手動曬版環節，有效避免了菲林膠片不能劃傷和臟污、需單獨保存、存放量大、查找不方便等劣勢。從計算機直接到印版，方便數據查找與保存，印版自動制造過程中，不需要菲林膠片和印版緊密貼合曝光，以防出現廢品；不需要人為干預，同時也減少了曝光時紫外線對人體健康造成的影響。

圖 1 計算機直接制版技術（CTP）

自動換版系統通過機械臂和計算機控制實現了印版的快速更換，大大減少了傳統人工換版所需的時間，提高了生產效率，在印刷機器上廣泛使用（如海德堡印刷機的全自動換版）。只需操作者把新印版放到分色機組護罩上的指定位置，按動更換印版按鈕，手動接住舊印版，換版系統自動把舊印版退出，新印版自動合壓并轉到指定位置，印版拖梢在機械臂的作用下上抬并卡住，完成換版過程。完成工作后，機器自動轉到零點位置，方便其他工作。相比傳統換版，操作員需要手動劃線初步確定位置，咬口固定螺栓手動擰緊，利用手動合壓水輥達到張緊目的，隨后點動機器轉到合適位置，最后固定拖梢螺栓，自動換版顯得十分省時省力。整個過程只需要放新版、接舊版，使繁瑣的工作簡單化，大大降低勞動強度。

四色印版換完后，需要套準和供墨。自動套準系統通過高精度傳感器和伺服控制技術，實現了印版位置的自動調整，保證了印刷品的套準精度，減少了廢品率。新印版在上機之前，會在打孔機上進行定位和打孔。根據套準光標鎖定位置，使各分色印版位置和機器印刷位置高度一致，高精度傳感器調節軸套離心距電機，印刷出的樣品只有很小誤差。相比于傳統的手動拉版套準大大提高了效率。

圖 2 聯機掃描儀

自動供墨系統是將樣張放在看樣臺上，用聯機掃描儀（如圖 2 所示）掃描樣張，印刷機的“大腦”——可編程控制器（PLC）就會根據掃描得到的數據給供墨系統發出指令，接到指令的各分色墨牙伺服電機工作，調節墨斗槽各處墨量大小，從而精準控制供墨和水墨平衡，有效消除了靠經驗調節墨量帶來的誤差，同時也為操作者調節各分色油墨節省了時間，顯著提升了效率。

自動清洗系統則利用高壓噴射和智能控制技術，實現了印刷機墨路的自動清洗，縮短了清洗時間，減少了溶劑使用量，提高了生產效率和環保性能。操作方便，只需在控制面板中選中清洗機組進入清洗模式，機器高速運轉，油墨清洗劑噴射到墨輥上，刮刀在機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，這是保證印刷質量的關鍵。該系統還可以實現在印刷過程中，選中不使用的機組單元，進行快速和有效的清洗，在整個流程中，不需要停機或離開機器，而且不會影響印刷質量；利用 X、Y、Z 三軸機械臂和探測器實現上下、左右、前后各方向精準移動的全自動清洗工作臺，配備中空毛刷，毛刷固定在機械臂上，分散介質（圖像油）可以從中流出，毛刷起到徹底清洗頑固油墨的作用，實現電子油墨印刷墨槍全自動清洗。全自動清洗臺清洗墨槍縮短了清洗時間，減少了圖像油使用量，操作者無需手動，有效避免圖像油濺到手上，保護皮膚。

自動檢測系統可以實時檢測印刷質量，自動標記或剔除缺陷，提升產品質量，減少廢品，減少人工檢測成本。在印刷機械中應用的檢測比較多，例如：高度、寬度檢測，氣壓檢測，水溫檢測，油墨密度、導電率檢測等，在此主要講解雙張檢測和前規、側規檢測。

雙張檢測機構分為機械式和光電式，機械式精度不夠，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、雙張紙進入印刷單元，造成廢品；前規、側規檢測是為了承印物規矩一致性，方便后工序加工，防止紙張早到、不到位、拉過、歪紙等，前規、側規處都配備光電開關（俗稱“電眼”），實時監控各種異常情況發生，一旦發生情況可做到自動停止并報警，防止出現廢品。總之，每種自動檢測系統都是為產品質量服務、為機器正常運轉服務。

圖 3 各分色油墨疊加印到銅版紙上

色彩管理系統利用先進的傳感器和計算機算法，實現了印刷過程中色彩的自動調節和控制，確保了印刷品顏色的一致性和準確性。在電子油墨數字印刷中，配備內置密度儀（ILD）用來校正顏色，通過 PLC 發出指令給光電成像版（PIP）充電，二進制油墨顯影單元（BID）根據電壓的大小傳墨，各分色油墨疊加后印到銅版紙上（如圖 3 所示），密度儀掃描得到數據反饋給 PLC，PLC 分析后發出指令調整電壓，從而改變墨量再印刷，經過多次調整后印出標準色彩。不僅節省了大量人力、物力，還可滿足色彩要求，效率顯著提高。

自動化技術對印刷行業的影響

自動化技術的應用對印刷行業產生了深遠的影響。

首先，它顯著提高了生產效率。集成高級自動化功能的印刷機能夠連續穩定地運行，減少了人為因素導致的停機時間，從而減少了時間成本和物料呆滯成本的浪費，操作者減掉了大量繁瑣的工作，集中精力做復雜且高難度的操作，從而加快了生產節奏，使印刷企業能夠更快地響應客戶需求。

其次，自動化技術的應用大大提升了產品質量。通過計算機實現精確控制和實時質量監測，各項指標、參數能夠在屏幕窗口中顯示，確保印刷品的一致性和準確性（例如：電子油墨印刷中內置 ILD 自動校正顏色），減少了人為誤差和疲勞工作帶來的誤判斷、誤操作等影響，提高了產品合格率。

最后，自動化技術的應用降低了生產成本。雖然初期投資較大，但長期來看，自動化設備減少了人力成本，降低了材料浪費，最關鍵的是提高了生產效率和產品質量，使印刷企業更有競爭力，爭取到更多訂單，高質量完成任務，受到客戶的認可。

自動化技術在印刷機械中的發展趨勢

未來，自動化技術在印刷機械中的應用發展將呈現幾個趨勢。第一，智能化是主要方向之一，隨著人工智能和機器的進一步發展，印刷機械配備的操作系統將進行升級。最新研制的系統將具備更強的自主學習和決策能力，而且能對操作者做出的操作進行評估，錯誤指令將會被窗口彈出，進一步核實、核對，確保萬無一失。還能夠根據生產需求自動調整參數，優化生產流程；第二，柔性化生產是另一個重要趨勢，未來的印刷機械將能夠快速適應不同規格、不同材質的印刷任務，滿足個性化、小批量生產的需求，例如：數字印刷校園卡，有效彌補了傳統膠印的不足，可將學籍號、卡號、照片等信息體現到卡上，可以生產每張都不一樣的印刷品；第三，綠色環保也是自動化技術發展的重要方向，適應環保法相應規定。未來的印刷機械將更加注重節能減排，采用環保材料和清潔生產技術，減少對環境的影響；第四，人機協作將成為印刷車間的新常態，智能機器人將與工人協同工作（如機器人從裁紙刀位置搬運紙堆到印刷機輸紙器托盤上，并堆放整齊），提高生產效率和安全性；第五，數字孿生技術的應用將使印刷機械的維護和管理更加智能化，實現預測性維護和遠程診斷（例如：惠普電子油墨印刷機，工程師可以遠程操作，查看運行信息和參數，對各項指標進行診斷，從而排除故障，提高效率）。

結語

印刷企業也應當積極擁抱這些新技術、新設備，通過引入先進的自動化技術來提升競爭力，用先進的設備和新產品，給客戶帶來新感官，還能為企業帶來更多的訂單。同時，行業也需要關注自動化帶來的就業結構變化，加強員工技能培訓，只有熟練掌握操作方法，操作者和機器都發揮到最大能力，才能實現人機協作的和諧發展。只有不斷創新和適應，印刷行業才能在新時代得到持續發展。