Исследование систем контроля качества печати современных рулонных печатных машин

Рис. 3.14. Диагарамма согласования основных цветов

 

На рис. 3.14 Представлена диаграмма согласования основных цветов (Process Color Conformance Diagramm) – это быстрый способ определить, не отклоняются ли оптическая  плотность краски сплошного цвета, растискивание и восприятие краски от своих заданных значений, и если отклоняются, то насколько. Каждая диаграмма PCCD имеет ось X(горизонтальную) и ось Y (вертикальную) для нанесения точек данных. По оси  X откладываются значения Da*, а по оси Y – значения  Db*. Сплошные цвета CMY и оттенки (100%,75% и 50%) используются для отслеживания оптической плотности краски сплошных цветов и растискивания. Треппинг красного, зеленого и синего используется для отслеживания восприятия краски. Для данного отчета используется только цветовое пространство L*a*b*. Белый шестиугольник – эталонный. Он соединяет точки, которые представляют заданные значения или значения приемлимых цветов для сплошных цветов CMY и наложений RGB. Зеленый шестиугольник представляет выборку сканирования. Его точки показывают усредненные различия по зоне для каждого типа образцов цвета выбранного сеанса сканирования.

Основным и определяющим преимуществом системы  GMI перед System Brunner в ее колориметрическом характере. Колориметрический анализ цвета является стандартизированным и регламентированным по международному стандарту ISO 12647-2:2004, где цветам присвоены конкретные коордиаты в пространстве Lab и определены предельные значения dE отклонений. Тогда как для денситометрических измерений, на которых построена, в частности,  System Brunner, существуют лишь рекомендации, позволяющие достичь спектрального соответствия цвета эталонным координатам Lab.

Важнейшим преимуществом  спектрофотометрического метода измерений, которое в настоящее время  развивается очень активно, является возможность проводить измерения  не по шкалам оперативного контроля, а  по полутоновому изображению, являющемуся  частью сюжета. То есть, используя данный метод, достаточо определить область  на оттиске, пригодную для однородного  измерения с заданной апертурой, получить на стадии допечатного процесса ее спектрограмму и числовые данные в системе Lab, взяв их за эталонные, и настроить систему на проведение измерений по заданной области изображения. Тем самым можно почти полностью отказаться от контрольных меток, поскольку колориметрическому определению поддается любой цвет. Подобный метод уже находит применение в ряде типографий за рубежом.

Данная система состоит из одной  подвижной камеры, которая считывает  информацию с бумажного полотна, с помощью закона спектрофотометрии. На данный момент времени, спектрофотометрия  является самой прогрессивной технологией  измерения цвета и контроля качества печатной продукции, в том числе  и непосредственно в процессе печати. Спектральные характеристики дают гораздо больше информации и  возможности управления цветом, чем  колориметрия. Спектральный анализ цвета  является наиболее точным, чем колориметрический.

Основным преимуществом данной системы является то, что она  работает по принципам спектрофотометрии, а также может работать, в режиме денситометрии (измерение толщины  красочного слоя) и в режиме  колориметрии. То есть основное преимущество данной системы - это то, что она является максимально информативной системой о цвете и основных печатных характеристиках  РПМ.

К недостаткам данной системы можно  отнести то, что чистота сканирования данной системы подвижной камеры поверхности бумажного полотна, в среднем составляет 2 минуты (на машинах двойной ширины 4 минуты), т.е. система менее оперативна, чем  система GrafiKontrol Densiweb.

 

5. Экспериментальная часть 

В экспериментальной  части были проведены исследования оперативности реагирования (скорости измерения) трех рассматриваемых систем. Скорость измерения каждой системы  фиксировалось, как секундомером, так  и анализировались внутренние отчеты рассматриваемых систем, в которых  фиксируются все измерения и  время данных измерений.

Экспериментальные исследования проводились:

• на рулонных печатных машинах Rotoman, Lithoman, Uniset фирмы MANROLAND, установленных в «Первом полиграфическом комбинате», на данных машинах установлены системы GrafiKontrol Densiweb.
• на рулонных печатных машинах HEIDELBERG Sunday 2000 и HARRIS M-600, установленных в типографии «Алмаз – Пресс», на данных машинах установлены системы QTI.
• на рулонных печатных машинах Sunday 4000 и М-600, фирмы HEIDELBERG и GOSS, установленных в типографии «Полиграфический комплекс «Пушкинская площадь»», на данных машинах установлены системы GMI.

Таблица 2.5. Результат экспериментальных  исследований и сравнительного анализа.

Основные характеристики / Возможности систем	GrafiKontrol Densiweb	QTI System Brunner	GMI Color Quick
1. Оперативность/скорость считывания  при ширине бумажного полотна  880мм.	15 сек.	120 сек.	120 сек.
2. Количество экземпляров продукции  необходимое для выхода на  заданные параметра цвета	300-500	3500-4000	3000-3500
3. Число сканирующих камер при  ширине бумажного полотна 880мм.	8 не подвижных	1 подвижная	1 подвижная
4. Возможность денситометрических  измерений	+	+	+
5. Возможность измерения растискива-ния  (краевого эффекта растровой точки)	+	+	+
6. Возможность колориметрических  измерений (L*,a*,b* - характеристики)	-	+	+
7. Возможн. спектрофотометрических  измерений (спектральный анализ  цвета)	-	-	+
8. Возможность управления бинарами (т.е. цветами наложения красок RGB)	-	+	+
9. Возможность работы по международному  стандарту качества печати FOGRA либо ISO 12647.	-	+	+
10. Ориентировочная стоимость системы  контроля качества печати, с обратной  связью с РПМ	250 000 евро	230 000 евро	230 000 евро

В результате проведенных экспериментальных  исследований было выявлено и подтверждено то, что система GrafiKontrol более оперативна, чем две другие рассматриваемые системы.

Экспериментальные исследования показали, что система GMI наиболее информативна из всех существующих на данный момент систем, т.е. она максимально удобна при работе с цветом и дает больше возможности печатнику контролировать качество печати.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Модернизация  рулонной печатной машины Heidelberg Mercury

3.1. Основные технические  характеристики рулонной печатной машины Heidelberg Mercury

Рулонная  офсетная печатная машина, предназначенная  для производства многокрасочной и  многополосной газетной продукции  малыми и средними тиражами. Оснащена тремя печатными башнями 4+4 каждая. Одна башня – 8 печатных аппаратов - имеет газовую сушку для печати полноцветных обложек и центральных  вкладок (технология heat-set). Две башни - 16 печатных аппаратов без сушки (технология cold-set). Четырехсекционные башни дают возможность изменения красочности на любой из полос издания. Системы управления машиной System 1 и TeleColor позволяют управлять всеми красочными зонами, увлажнением, приводом, программировать значения скорости работы, а также управлять окружной и поперечной приводкой, вести счет листов-оттисков текущего заказа с пульта машины. Это в итоге экономит время и бумагу. Максимально возможно печатать одновременно с пяти рулонов с автоматической сменой рулонов либо с семи рулонов с ручной сменой.

Длина рубки: 578,5 мм

Макс. запечатываемая поверхность: 565,2 x 901,7 мм

Макс. ширина рулона: 914 мм

Мин. Ширина рулона: 534 мм

Макс. производительность без сушки: 45000об.цил/час

Макс. производительность с сушкой: 35000 об.цил/час

Плотность бумаги: 45 - 113 г/м2

Виды  фальцовки: А2…А4, двойной параллельный и дельта-фальц 

Красочность и полосность (максимально):

А2 - 12 х (4+4), 4 х (4+4) + 16 х (2+2)

А3 - 24 х (4+4), 8 х (4+4) + 32 х (2+2)

 

Схема основных узлов рулонной газетной печатной машины Heidelberg Mercury изображена в приложении 1.

Основные  узлы машины:

 

Таблица 3.1

 

№	Узел машины	Количество узлов
1	Рулонная зарядка с возможностью автоматической заменой рулона во время  работы машины.	5
2	Система равнения полотна после зарядного  устройства	1
3	Печатная секция. Печать «резина по резине». Красочность 1+1	12
4	Регистровое устройство для 6 полотен.	1
5	Газовое устройство сушки полотна  открытым пламенем.	1
6	Система охладающих цилиндров(каландров)	1
7	Оптико-механического равнения полотна  перед регистровым устройством(cheel)	1
8	Фальцевальный аппарат JF-35	1
9	Приемно-выводное комплектующие устройство(RIMA-System)	1

 

 

Рис. 3.1. Запечатывание 2 полотен без сушильного устройства и 1 с использованием газового сушильного устройства.

 

 

Рис. 3.2. Запечатывание 5 полотен, 4 из которых запечатываются без сушильного устройства, а 1 с использованием сушильного устройства.

 

Машина имеет башенное построение печатных секций.

Одна башня содержит 4 печатных секции. Две башни - 16 печатных аппаратов  без сушки. Может использоваться газетная бумага.

Одна башня - 8 печатных аппаратов  с газовой сушкой. Может использоваться мелованная, офсетная машинной гладкости, офсетная каландрированная и газетная бумага.

Конфигурация  машины выполнена следующим образом:

Запечатывание 2 полотен без сушильного устройства и 1 полотна с использованием газового сушильного устройства. В  этом случае Красочность каждого  полотна составляет 4+4 (Рис. 3.1)

Запечатывание 3 полотен без сушильного устройства. Красочность 4+4

Запечатывание 5 полотен, 4 из которых  запечатываются без сушильного устройства, alс использованием сушильного устройства(Рис. 3.2).

Данная  печатная машина использует две технологии рулонной офсетной печати.

Heatset (хетсет) - технология печати, в которой красочный слой закрепляется, кроме впитывания еще и задубливанием связующего краски. Происходит это так: после нанесения краски на оттиск, он попадает в зону сушки горячим воздухом (около 100 град.). После нагревания оттиска он резко охлаждается на специальных цилиндрах, называемых каландрами (около 20 град.). Из-за температурного скачка происходит задубливание связующего краски и соответственно закрепление красочного слоя на оттиске. Далее оттиск покрывается силиконовой эмульсией. Это необходимо  для снятия  температурного  шока и нанесения защитного слоя  на  оттиск.   Оттиск  покрытый  силиконовой эмульсией приобретает дополнительную глянцевость.

Coldset (колдсет) - технология печати, при которой красочный слой на оттиске закрепляется высыханием растворителя. То есть после нанесения краски на оттиск, краска проникает в поры бумаги и происходит закрепление естественным испарением растворителя из краски.

После запечатывания (coldest), сушки и охлаждения (heatset) бумажные полотна попадают в фальцевальный аппарат JF-35. В фальцаппарате полотна фальцуются по одной из возможных схем.

 Фальцаппарат включает в себя:

• Фальцворонку с возможностью разрезки или перфорирования бумажных полотен

• Клапанно-ножевой фальц

• Ударный ножевой фальц

Ниже  приведены возможные варианты фальцевания  тетрадей и полосные раскладки для  различных вариантов продукции (количество полотен, формат).

Форматы продукции (длина рубки 578,5 мм) 
Broadsheet А2        267 до 457 мм х 578,5 мм 
Tabloid A3     289,25 х 267 до 457 мм

          А4              133 до 229x289,25 мм

А5 двойник     144,62 х 267 до 457 мм

 

Приемно-выводное комплектующее устройство (RIMA-System).

Устройство  принимает каскадный поток тетрадей с транспортера машины на свой транспортер. Затем происходит подсчет тетрадей. После подсчета тетрадей, они формируются  в пачки. Пачки формируются необходимого размера и количества тетрадей в  пачке. Кроме того, устройство обеспечивает предварительный переворот части  тетрадей в пачке для более  четкой геометрии пачки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Рекомендации по установке систем  контроля на газетную печатную  машину Heidelberg Mercury

РПМ Mercury является машиной башенного построения, т.е. состоит из трех печатных башен (одна с сушкой, две без сушки) и соответственно данная машина одновременно может печатать с трех бумажных рулонов при полноцветной печати. В связи с этим, необходимо устанавливать систему контроля качества печати на каждую печатную башню, т.е. при трех печатных башнях требуется установка трех систем для контроля качества на каждом бумажном полотне.

Поскольку разработчики данных систем держат в секрете принципы и схемы построения вышеназванных  систем, поэтому не удалось достать  точные чертежи с детальным описанием  и размерами данных устройств. Выявить  точные габаритные размеры данных устройств  также не представилось возможным, т.к. данная система встраивается внутри рулонной машины, куда доступ затруднен. В связи с этим на чертежах по установке систем контроля качества печати, данные системы будут показаны схематично, но габариты более –  менее соответствуют действительным по отношению к размерам других узлов  печатной машины.

Системы контроля качества печати устанавливаются на верхние печатные секции каждой печатной башни. Данные системы устанавливаются  на место стандартных скалок лентопроводящей  системы РПМ, т.е. меняются первые скалки лентопроводящей системы, которые  встречает бумажное полотно после  выхода из печатной секции на специальные  скалки. Данные скалки должны обладать свойством, способствующим не воспринимать красочный слой, т.е. скалки должны быть покрыты специальным защитным слоем (тефлоновым), либо поверхность валика должна быть хромирована.

В дипломном  проекте было принято решение  изготовить скалку для системы контроля качества с хромированной поверхностью. Данные скалки совместно с системами  контроля качества устанавливаются  на всех печатных башнях.