凹 印的核心部門是張力控制，這裏所說的凹印主要是指輪轉凹印，由於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，主要依賴叼牙來叼紙，然後在前規 和側規的作用下定位，在印刷的瞬時紙張是靜止的。而輪轉凹印則不同，承印材料以一個不亂的速度向前遞進，橡膠壓輥按同步速度對承印材料加壓，這兩個運動在 一個相對靜止的狀態下合成，因此多色套印的樞紐是承印材料遞進不亂，傳遞過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個區域，即放卷張力區、進料牽引張力區、出料牽引張力區和收卷張力區，之間以帶驅動的橡膠壓輥來分隔。印刷區域從進料驅動輥至出 料驅動輥，對印刷區域張力的要求是張力恆定，由於只有在恆定的張力前提下才可能保證套准。放卷張力是為印刷區域的恆張力服務的，對放卷區域的要求是將料卷 放開進入印刷區，保證不論卷徑的大小都要能保持傳遞的張力恆定，否則張力的波動將直接影響到印刷區的恆張力，進而影響套准。收卷張力則有所不同，在此區域 內多色印刷已經完成，只需平滑收卷即可。收卷方式根據收卷質量要求的不同，有恆張力收卷，也有變張力收卷，常見的遞減張力收卷就是指后一種。因為變張力收 卷有可能會影響到最後一個印刷色組的套准精度，因此有效地將印刷區域與收卷區域隔斷，驅動料卷從印刷區域向收卷區域遞進，使印刷區域仍舊保持恆張力，而收 卷區域遞減張力，就是靠帶驅動的橡膠壓輥機構來實現的。既分段控制又總體協調，使各區域的張力為多色套准服務，這是輪轉印刷在張力控制方面的樞紐點，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，如採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，以及採用浮動輥、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系統中承擔的作用是顯著不同的，張力輥檢測裝置響應快速，但對於由料卷本身質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，但通過控制承印材料在正常張力狀態下在浮動輥紙路中的相對位置保持不亂，從而達到控制張力恆定的目的。位置控制裝置能夠通過浮動輥紙路 來減緩因為料卷的卷徑不圓等原材料質量題目引起的張力波動，這是張力輥檢測裝置所無法達到的。

3.張力執行機構

常用的張力執行機構有電磁或磁粉離合/制動器、氣動離合/制動器以及伺服電機

在 傳統的齒輪傳動系統中還包括360°齒輪箱上的微型執行電機。值得留意的是，按照自動控制理論，離合器制動器機構屬於一階線性環節，但因為線性段在整個曲 線區中只佔中間一段，而在曲線區的高端和低端主要仍是仿線性，同線性控制的要求還有間隔，因此這種執行功能仍是出缺陷的。伺服電機屬於二階環節，在現有的 控制理論下，不亂性與隨動性都能兼顧，所以提高前輩的張力控制系同一般都採用伺服電機直接驅動控制。

4.對料卷傳遞過程中机械同步速度損失的補償

造成机械同步速度損耗的原因有3種：施加於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。如對於薄膜類承印材料，一般採用肖氏硬度為65～70度的橡膠壓輥，單位壓力900kg/m；對紙張類承印材 料，則採用肖氏硬度為70～80度的橡膠壓輥，單位壓力1800kg/m；對紙板類承印材料，採用肖氏硬度為80～90度的橡膠壓輥，單位壓力 4500kg/m。採用不同硬度的橡膠壓輥並施加不同的壓力，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，机械同步速度 的損耗越大。

對 机械同步速度損耗補償的傳統做法是遞增每一色組主動輥的直徑。眾所周知，線速度V=2πrn，假如要調整印刷時版輥的線速度，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驗積累，而不是精確計算。很顯著，承印材料的特性不同，所施加壓力的寬度不同，對机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的方法來補償，依據的只能是"恍惚"算法。

海 內印機行業在研製伺服型凹印機時，起初以為可以革除版輥直徑遞增這一規律，由於在設定每一色組版輥伺服電機的轉速時，可以預先將因為版輥直徑遞增帶來的放 大量計算進去，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。然而印刷實踐證實，即使是伺服型凹印機已經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，印刷套准效果要比版輥直徑不遞增時好得多。這說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驗的範疇，離真正意義上 的補償控制還有不少間隔。

5.套准控制

凹 印的套准控制必需建立在不亂的張力控制之上，只有在前述4個題目得到基本解決之後，凹印的精確套准才是可能的。業界對套准題目有一些曲解，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次，套准肯定是沒題目的。實在在套準的實際過程中，電腦跟蹤的並不是光標本身，而是光標運動的趨勢。這就像用槍 打鳥一樣，不是看到了鳥才扣動扳機，而是根據鳥的運動軌跡計算提前量，用這樣的方法打鳥才是可靠的。凹印機的套准系統也是這樣的，光標運動的趨勢是套準的 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趨勢，縱然伺服電機配置的是每秒400萬次的編碼器，套准誤差也很有可能超標，套准損耗可能會 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採用伺服機型來保證，但承印材料本身的變形目前還沒有可靠的補償辦法。以薄膜印刷為例，不同種類的薄膜，在同樣厚度與寬 度前提下，其伸縮變形情況是不一樣的；對於不同厚度的統一種薄膜，如20μm和40μm厚的BOPP薄膜。在同樣的乾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%的相同材質和厚度的紙張，在相同的乾燥前提下，其變形數據也不一樣。對於這些差異，需要建立數學模型並加載於套 准控制的數學模型中，才能有效控制印刷套准精度。若非如斯，凹印的套准精度只能依靠於採用較厚的不輕易變形的承印材料，如PET薄膜來保證。在凹印出產現 場，我們經常聽到一線操縱職員訴苦印版不好或者承印材料不好，造成了印刷過程中套色不準或套准誤差超標，並由此產生本錢損耗，但檢查印版和承印材料，確實 又提不出什麼能拿得上桌面的理由，據筆者看，主要原因就在於此。

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