商業輪轉膠印機自動色彩控制的關鍵技術
發布時間：2023-10-09 點擊：418
商業輪轉膠印機通常被簡稱作“商業輪轉機”或“商輪”。有別于單張紙膠印機及其他形式的輪轉印刷機，商輪兼顧了生產速度、印刷質量及功能性，能在高速運行的情況下確保印刷精度。同時，其可一次性完成雙面印刷、烘干、折頁等一系列工作，并可拓展連線噴膠、連線打壟、連線裁切等附加功能，可廣泛應用于較大批量且交貨期短的印刷品生產，如全彩雜志、宣傳品、直郵、彩色報紙及黃頁電話簿等的印刷生產。
商輪的市場簡況
20世紀末至21世紀初是我國商輪市場繁榮發展的時期，眾多資金雄厚、實力較強的書刊印刷企業紛紛購入全新的進口商輪，那時我國每年的商輪裝機量接近10臺。2010年后，受電子出版的沖擊及書刊印刷市場整體萎縮的影響，商輪的新增裝機量大幅下滑，但國內設備保有量仍然較高，這也使得市場競爭日益激烈。印刷企業若要獲得競爭優勢，就必須從減少生產損耗、提高印刷質量的穩定性及降低商輪印刷活件的起印數著手。
除管理手段外，應用自動化輔助裝置是幫助印刷企業實現以上要求的重要方式，運用自動色彩控制系統，不僅能夠大幅降低設備開機初期的損耗，而且能夠保持印刷過程中色彩和質量的穩定，達到減少損耗、保持印刷質量及降低起印數的目的。與商輪的自動色彩控制相關的系統主要有cip4和印刷機的色彩控制系統兩大部分。
cip4
如果說印刷機的色彩控制系統是印刷色彩控制的“指揮官”，那么cip4就是印刷開始前的“先鋒官”。通過cip4，可以將印刷相關的各種信息通過jdf文件順利地傳達到整個印刷生產流程的各個工序，實現信息的互聯互通。要想通過cip4實現商輪的色彩控制，需滿足以下要求。
首先，印刷機與印前系統必須連接到同一個網絡中，在印前對原稿進行處理時，將生成jdf文件，以存儲各類數據資料。具體包括：基礎資料，如活件名稱、客戶名稱、活件數量及交貨期限等;印刷機預設數據，如分色預覽圖像、油墨預設數據、墨斗輥轉速、水斗輥轉速等;裝訂和加工數據，如裁切尺寸、折線位置、帖數等。
其次，必須采用ctp制版。ctp流程是cip4將印前和印刷聯結起來的關鍵，使得jdf文件的指令集能直接送到印刷機上。在ctp輸出印版的同時，每個色組各墨區
的墨量信息等將被寫入jdf文件中。
最后，在印刷之前，商輪操作人員需進入集成在商輪上的cip4，調用對應活件的jdf文件。調用jdf文件后，文件中所包含的油墨預設信息、折頁機數據等將會被下載到商輪的中央控制系統，再由中央控制系統發出指令預先調整墨斗墨鍵的開合角度和折頁機等各機構的預調位置，保證活件的順利生產。
當商輪運行起來后，設備操作人員可將更多的精力放在對設備狀態和印品質量的監控等方面。
印刷機的色彩控制系統
1.從開環到閉環
早期的商輪大多采用開環色彩控制系統，即由操作人員在印刷過程中重復拿取印張，通過儀器測量或目視與標準樣張比對，來調整印刷機供墨量，以達到穩定印刷色彩的目的。其主要缺點是：響應速度慢、調節時間長、印刷損耗大、主要依賴操作者的技術水平等。
為解決以上問題，閉環色彩控制系統應運而生，其工作過程以計算機系統自動測量和控制為主，大大減少了人為因素的影響。主要原理是：在印刷過程中測量設備不斷地掃描承印物上的色控條，經過后臺計算并與油墨預置標準對比后，給出各色組和各墨區墨鍵調整量的指令，印刷控制臺向印刷墨斗發出調整信號，調整或修正墨層厚度，達到對印色不間斷自動調整的目的。這個過程理論上不需要人工參與，調節速度快而準。
2.閉環色彩控制系統的兩種色彩控制模式
目前全球能夠提供適用于商輪的閉環色彩控制系統的廠商并不多，各廠商的閉環色彩控制系統的結構和運行原理類似，主要由測速裝置、操作終端、控制pc及分光光度儀掃描頭組成(如圖1中的紅框區域所示)。其中，測速裝置安裝在印刷機組的滾筒軸上，用于檢測印刷機的印刷速度，以便掃描頭的移動速度能夠與印刷速度相匹配;分光光度儀掃描儀則裝在烘干裝置與折頁機構之間，當商輪以4萬轉/小時的速度運行時，分光光度儀掃描頭約每20秒檢測1次。
我公司使用的閉環色彩控制系統提供以下兩種色彩控制模式，可針對不同的印刷標準使用。
(1)實地密度控制模式
實地密度控制模式主要適用于有明確印刷參數要求的活件，如四色密度或l*a*b*等。在印刷中，分光光度計掃描頭會不斷掃描印張上的色控條，測量并計算出實地和75%、50%、25%網點的密度、l*a*b*、δe、tvi等參數，并對比預設的參數要求，自動計算并轉換為墨量差，再將調節信息送到印刷機的墨斗控制系統，調節給墨量，完成一次循環。然后進行下一次測量，不斷修正調節量，使測量結果與印刷參數要求之間的差別保持在穩定范圍內。
實地密度控制模式的特點是直觀明了，提供了各項常用印刷參數，可幫助操作人員迅速判斷設備狀態，便于印刷機本身出現問題時，在自動控制系統無法調節的情況下給出參考數據，便于人工直接參與并解決。
(2)灰平衡控制模式
灰平衡控制模式主要適用于以色稿為主的印刷活件，一般沒有明確的印刷參數要求，而是以各印刷標準作為控制目標。系統通過測量印張上色控條的灰平衡和中間調的網點增大值，自動計算并調節各單元墨量，以控制灰平衡的方式來控制印刷色彩。使用前，操作人員選擇系統內置的不同印刷標準。系統啟動后，會從印刷效果和硬件條件兩個方面做出評價，并不斷自動調節，使印刷效果評價級別不斷提高并達到穩定，而硬件條件(設備狀態、印刷材料等)評價可為操作人員提供硬件調整建議。
當印刷效果達到預設狀態或客戶認可效果后，可選擇進入“樣本”模式，之后就不再需要操作人員的介入，由系統控制分光光度儀掃描頭不斷掃描信號條，按照“樣本”標準對攝取到的每個墨區的數據進行色彩平衡分析，然后反饋給印刷機控制系統，并自動對印刷機進行相應調整。
灰平衡控制模式的特點是對硬件條件要求較高，需要印刷條件保持穩定，如紙張、油墨都應符合國際標準，同時印刷網點增大等參數也必須在標準范圍內。
一般來說，在商輪上使用閉環色彩控制系統，開機后印刷1200張紙就可達到一般印刷顏色要求，正常情況下5000張紙以內可以達到預設的顏色效果。相比沒有安裝閉環色彩控制系統的商輪，開機損耗可減少30%以上，且印刷過程更加穩定，不會因人的疏忽而出現大的波動。
商輪印刷速度快、色彩控制困難，對操作人員的技術要求很高。閉環色彩控制系統結合cip4的使用，一方面縮短了印刷前準備時間，大大減少了操作人員的工作量，降低了操作人員技術的經驗等主觀因素的影響，另一方面保證了印品質量的穩定性，降低了紙張損耗及對起印量的要求，使得商輪能幫助印刷企業保持強勁的競爭力。
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除管理手段外，應用自動化輔助裝置是幫助印刷企業實現以上要求的重要方式，運用自動色彩控制系統，不僅能夠大幅降低設備開機初期的損耗，而且能夠保持印刷過程中色彩和質量的穩定，達到減少損耗、保持印刷質量及降低起印數的目的。與商輪的自動色彩控制相關的系統主要有cip4和印刷機的色彩控制系統兩大部分。
cip4
如果說印刷機的色彩控制系統是印刷色彩控制的“指揮官”，那么cip4就是印刷開始前的“先鋒官”。通過cip4，可以將印刷相關的各種信息通過jdf文件順利地傳達到整個印刷生產流程的各個工序，實現信息的互聯互通。要想通過cip4實現商輪的色彩控制，需滿足以下要求。
首先，印刷機與印前系統必須連接到同一個網絡中，在印前對原稿進行處理時，將生成jdf文件，以存儲各類數據資料。具體包括：基礎資料，如活件名稱、客戶名稱、活件數量及交貨期限等;印刷機預設數據，如分色預覽圖像、油墨預設數據、墨斗輥轉速、水斗輥轉速等;裝訂和加工數據，如裁切尺寸、折線位置、帖數等。
其次，必須采用ctp制版。ctp流程是cip4將印前和印刷聯結起來的關鍵，使得jdf文件的指令集能直接送到印刷機上。在ctp輸出印版的同時，每個色組各墨區
的墨量信息等將被寫入jdf文件中。
最后，在印刷之前，商輪操作人員需進入集成在商輪上的cip4，調用對應活件的jdf文件。調用jdf文件后，文件中所包含的油墨預設信息、折頁機數據等將會被下載到商輪的中央控制系統，再由中央控制系統發出指令預先調整墨斗墨鍵的開合角度和折頁機等各機構的預調位置，保證活件的順利生產。
當商輪運行起來后，設備操作人員可將更多的精力放在對設備狀態和印品質量的監控等方面。
印刷機的色彩控制系統
1.從開環到閉環
早期的商輪大多采用開環色彩控制系統，即由操作人員在印刷過程中重復拿取印張，通過儀器測量或目視與標準樣張比對，來調整印刷機供墨量，以達到穩定印刷色彩的目的。其主要缺點是：響應速度慢、調節時間長、印刷損耗大、主要依賴操作者的技術水平等。
為解決以上問題，閉環色彩控制系統應運而生，其工作過程以計算機系統自動測量和控制為主，大大減少了人為因素的影響。主要原理是：在印刷過程中測量設備不斷地掃描承印物上的色控條，經過后臺計算并與油墨預置標準對比后，給出各色組和各墨區墨鍵調整量的指令，印刷控制臺向印刷墨斗發出調整信號，調整或修正墨層厚度，達到對印色不間斷自動調整的目的。這個過程理論上不需要人工參與，調節速度快而準。
2.閉環色彩控制系統的兩種色彩控制模式
目前全球能夠提供適用于商輪的閉環色彩控制系統的廠商并不多，各廠商的閉環色彩控制系統的結構和運行原理類似，主要由測速裝置、操作終端、控制pc及分光光度儀掃描頭組成(如圖1中的紅框區域所示)。其中，測速裝置安裝在印刷機組的滾筒軸上，用于檢測印刷機的印刷速度，以便掃描頭的移動速度能夠與印刷速度相匹配;分光光度儀掃描儀則裝在烘干裝置與折頁機構之間，當商輪以4萬轉/小時的速度運行時，分光光度儀掃描頭約每20秒檢測1次。
我公司使用的閉環色彩控制系統提供以下兩種色彩控制模式，可針對不同的印刷標準使用。
(1)實地密度控制模式
實地密度控制模式主要適用于有明確印刷參數要求的活件，如四色密度或l*a*b*等。在印刷中，分光光度計掃描頭會不斷掃描印張上的色控條，測量并計算出實地和75%、50%、25%網點的密度、l*a*b*、δe、tvi等參數，并對比預設的參數要求，自動計算并轉換為墨量差，再將調節信息送到印刷機的墨斗控制系統，調節給墨量，完成一次循環。然后進行下一次測量，不斷修正調節量，使測量結果與印刷參數要求之間的差別保持在穩定范圍內。
實地密度控制模式的特點是直觀明了，提供了各項常用印刷參數，可幫助操作人員迅速判斷設備狀態，便于印刷機本身出現問題時，在自動控制系統無法調節的情況下給出參考數據，便于人工直接參與并解決。
(2)灰平衡控制模式
灰平衡控制模式主要適用于以色稿為主的印刷活件，一般沒有明確的印刷參數要求，而是以各印刷標準作為控制目標。系統通過測量印張上色控條的灰平衡和中間調的網點增大值，自動計算并調節各單元墨量，以控制灰平衡的方式來控制印刷色彩。使用前，操作人員選擇系統內置的不同印刷標準。系統啟動后，會從印刷效果和硬件條件兩個方面做出評價，并不斷自動調節，使印刷效果評價級別不斷提高并達到穩定，而硬件條件(設備狀態、印刷材料等)評價可為操作人員提供硬件調整建議。
當印刷效果達到預設狀態或客戶認可效果后，可選擇進入“樣本”模式，之后就不再需要操作人員的介入，由系統控制分光光度儀掃描頭不斷掃描信號條，按照“樣本”標準對攝取到的每個墨區的數據進行色彩平衡分析，然后反饋給印刷機控制系統，并自動對印刷機進行相應調整。
灰平衡控制模式的特點是對硬件條件要求較高，需要印刷條件保持穩定，如紙張、油墨都應符合國際標準，同時印刷網點增大等參數也必須在標準范圍內。
一般來說，在商輪上使用閉環色彩控制系統，開機后印刷1200張紙就可達到一般印刷顏色要求，正常情況下5000張紙以內可以達到預設的顏色效果。相比沒有安裝閉環色彩控制系統的商輪，開機損耗可減少30%以上，且印刷過程更加穩定，不會因人的疏忽而出現大的波動。
商輪印刷速度快、色彩控制困難，對操作人員的技術要求很高。閉環色彩控制系統結合cip4的使用，一方面縮短了印刷前準備時間，大大減少了操作人員的工作量，降低了操作人員技術的經驗等主觀因素的影響，另一方面保證了印品質量的穩定性，降低了紙張損耗及對起印量的要求，使得商輪能幫助印刷企業保持強勁的競爭力。
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