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摘 要：使用PASSIM卷烟机生产某规格卷烟时，存在套色钢印油墨色泽渐变等多种外观缺陷，本文以PASSIM卷烟机印刷系统为研究对象，通过分析PROTOS卷接机印刷系统的优缺点，对印刷装置箱体结构进行优化改进：（1）重新设计传动箱体；（2）重新排布走纸路线；（3）实现钢印套色手动调整；（4）对油墨均匀装置进行优化设计；（5）采用新型的供墨器和限墨辊结构；（6）采用计量泵根据主机速度定量供墨；从而有效地解决了PASSIM卷烟机印刷系统双色印刷时商标位置偏移、油墨色泽渐变、盘纸跑偏等问题，提高烟支钢印合格率。
关键词：PASSIM 印刷系统；卷烟；套色钢印
印刷系统为一印刷器，也称牌子箱，牵引卷烟纸使其以布带同步的线速度在送往烟枪的过程中打印上符合要求的商标图案。改进之前， PASSIM卷烟机在生产某规格卷烟时，经常出现同排烟支"禾穗"和"囍"字不能精确定位、商标油墨色泽渐变等现象，甚至出现套色商标禾穗和"囍"重叠、套色商标油墨色泽忽轻忽重，商标色泽不一致等"烟支钢印不合格"现象。调查2010年9至11月该规格卷烟的历史质量数据，经统计分析， PASSIM卷烟机"烟支钢印不合格率"为274PPM。为此，本文以PROTOS卷接机为参考，通过重新设计PASSIM印刷系统，以求改进卷烟产品商标印刷位置偏移等缺陷问题。
一、PASSIM卷烟机印刷系统的分析研究
1、PASSIM印刷系统结构特点
PASSIM印刷系统是采用墨缸供墨，在卷烟纸上印刷商标图案，印刷商标通过两种运动实现，即卷烟纸输送与油墨传递；其在结构设计上，为采用对称布局方式的双色印刷系统，卷烟纸由拉纸辊从供纸装置引入并通过印刷器。同时油墨从油墨缸逐级传递，经油墨辊、供墨辊、匀墨辊、传递至钢印辊凸模上，再打印在烟纸上，供墨辊在油墨辊与匀墨辊之间同期性摆动，传递油墨。匀墨辊在匀速转动的同时作周期性轴向往复运动，使油墨涂抹均匀。具体结构如图1所示。
2、对比PROTOS印刷系统结构
PROTOS双色印刷系统主要由第一供纸辊、卷烟纸补偿装置、第二供纸辊、第一和第二印刷装置、供墨装置、导纸器等组成。
第一供纸辊、卷烟纸补偿装置和第二供纸辊组成卷烟纸张力控制系统，使卷烟纸的张力在所有的速度范围内不变。第一供纸辊与第二供纸辊的牵引动力均来自主传动系统，在正常状态时，两辊的线速度是一致的。其中，第二供纸辊的作用除了对卷烟纸进行牵引外，还用来调整钢印相对于烟支切口的位置，以补偿在机器起动及停止的过程中造成的钢印相对于切口位置的飘移。在机器运转时，在电控系统的控制下，伺服电动机带动扇形齿板摆动，而压纸辊在扇形齿板的带动下绕供纸辊往复摆动，这样无论在何种速度下，钢印相对于烟支切口的位置均可保持不变。传感器、凸轮主要对摆动位置起定位作用。
第一印刷装置与第二印刷装置结构基本相同，各自完成一种颜色的商标印刷功能。
供墨装置由油墨筒、计量泵两个部分组成。油墨筒主要由气缸和墨筒、控制阀以及接近开关等组成。工作时，气路控制系统的压缩空气进入气缸（压缩空气压力可调），推动气缸活塞向下移动，以恒定压力推动墨筒活塞，使油墨从墨筒中经输送管道流入计量泵。计量泵安装于印刷装置内，见图2。主要由喷嘴1、手柄3、指针4 和油墨泵5 等组成。油墨泵只能单向运转，呈间歇性的运转状态，由一滚针离合器与多杆机构实现其作用是把油墨经喷嘴1 以某一受控的流量輸入到印刷装置的油墨辊11 与匀墨辊6 之间。
3、分析PASSIM印刷系统结构缺陷
综合对比分析，由于PASSIM以上的结构特点，该印刷系统在实际使用中常有如下的问题出现：（1）油墨辊部分结构复杂，工作不稳定，易造成油墨不均匀。（2）因两个钢印辊传动间隙的存在，以及套色调整机构、切口调整机构的不稳定性，特别是没有印刷纸张力机构对纸张力控制，易出现商标印刷模糊、套色位置偏移、切口位置偏移的现象，产生印刷或切口废品。（3）油墨斗为敞开式，存在对相邻机件污染和油墨被环境粉尘、烟末污染的问题。（4）因箱体内部齿轮传动链复杂并采用油池式润滑等，是机组的重要噪音源和泄漏点，给机组的使用和维修带来诸多不利。
4、产品缺陷原因
造成PASSIM卷烟机印刷系统商标位置偏移的主要原因：（1）印刷器齿轮传动链过长；（2）吸丝带打滑；（3）布带打滑；（4）盘纸抖动；（5）烟支的松紧度等都对烟支钢印的高低有一定的影响。
造成套色钢印油墨色泽渐变，钢印色泽不一致主要原因为油墨缸偏小，设备正常运行时频繁加注油墨引起。
通过对原因进行分析，吸丝带打滑、布带打滑、烟支的松紧度等等问题，通过对设备的调整和维修，能得到有效控制。
可见，印刷器齿轮传动链过长是造成PASSIM卷烟机印刷时商标位置偏移的主要原因。
二、PASSIM卷烟机印刷系统的改进研究
针对PASSIM卷烟机原印刷器存在的问题，通过分析并吸收目前PROTOS印刷系统的结构优点，重新设计了印刷器，如图3所示。
实施结构改进：印刷系统底板（20）及安装方式类同PASSIM卷烟机原设计的结构，以保持外观一致性和对卷烟机大身箱体原空挡的密封性；同时保持该箱体的可打开性，方便维修。
传动箱体重新设计，保留来自机组主传动的输入动力，主动力仍然采用动力盘方式，主要解决传递间隙的问题。采用新型单点复位扭矩限制器作为动力过渡元件，既解决传动间隙问题，又解决过载保护问题。其次主动力仅用于对第一拉纸辊（5）、第二拉纸辊（16）、钢印辊（7）和均墨系统（10）的驱动，缩短了传动链；且传动部分采用斜齿轮传动，以减小传动间隙和降低传动噪音。
在保持第一拉纸辊（5）的安装位置不变的基础上，根据结构需要，重新排布走纸路线（如图3所示），同时为了增加输出盘纸的稳定性，改变第二拉纸辊（16）的安装位置，并在其上设置压紧辊（6）。 对钢印套色调整结构进行简化设计，取消原自动套色调整结构，设置钢印套色手动调整旋钮（15），使其能够实现在线手动调整。
对油墨均匀装置进行优化设计，取消原来结构复杂的油墨辊组件，取代以结构简单而实用的新型油墨辊（10）组件，并设计了新的匀墨辊与之配套使用，以提高均墨效果。
取消原来的开放式上墨系统，将两种不同的油墨分别灌装在两个封闭的容器（即墨筒18）内，并利用压力供给；采用新型的供墨器（11）和限墨辊（13）结构使油墨的供给更加均匀。采用新型的供墨方式：即由計量泵（19）根据主机速度定量供墨，使供给的墨量均匀可控，从而使印刷后的钢印清晰度均匀一致。
盘纸（17）的拖动引入了张力控制系统：即在盘纸进入牌子箱的时候增设纸张力检测机构（3），同时将拖纸辊（1）由原来的由主机动力驱动改为由独立的伺服电机拖动，使其正常工作时转速与主机同步，即跟随第二拖纸辊（16）转速并保持纸张力在300克左右，当检测到纸张力有约50克的上下波动时，伺服电机会自动加减速，以保持张力的稳定。此系统还可以有效地解决盘纸跑偏问题。
钢印切口调整机构仍设置在烟枪前端，以方便在线调节。在盘纸进入牌子箱前端，设置防缠绕断纸机构（4），以保护印刷系统内部结构。
三、上机实验结果与评价
新印刷系统安装在PASSIM卷烟机上进行测试，连续生产半小时，印刷系统运行正常，烟支的钢印印刷质量符合工艺技术要求。随后安装某规格卷烟产品的套色钢印，跟踪验证其实际效果三个生产月份，该规格卷烟产品的"烟支钢印不合格率"降低到89PPM。
四、结论
PASSIM卷烟机印刷系统改进项目的成果已用于PASSIM卷烟机上，本次改进降低了印刷系统部分的传动噪音，减少了油墨对印刷系统部分的污染，并且由于采用了纸张力控制系统和新型供墨辊结构，有效的解决了原卷烟机印刷系统双色印刷时商标位置偏移、印刷模糊、盘纸跑偏等问题，使得改进后的PASSIM卷烟机能满足双色套印规格卷烟的生产工艺质量要求。
参考文献：
[1]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟草行业职业技能鉴定指南 PASSIM 7K/8K卷接设备修理工 培训讲义[Z].2002-03.
[2]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟草行业职业技能鉴定指南 PTOTOS 70卷接设备修理工 培训讲义[Z]. 2002-03.
作者简介：周春源，男，广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂工艺管理员，质量工程师，2010年借调广东中烟工业有限责任公司从事品牌合作生产工艺质量管理方面的工作。
关键词：PASSIM 印刷系统；卷烟；套色钢印
印刷系统为一印刷器，也称牌子箱，牵引卷烟纸使其以布带同步的线速度在送往烟枪的过程中打印上符合要求的商标图案。改进之前， PASSIM卷烟机在生产某规格卷烟时，经常出现同排烟支"禾穗"和"囍"字不能精确定位、商标油墨色泽渐变等现象，甚至出现套色商标禾穗和"囍"重叠、套色商标油墨色泽忽轻忽重，商标色泽不一致等"烟支钢印不合格"现象。调查2010年9至11月该规格卷烟的历史质量数据，经统计分析， PASSIM卷烟机"烟支钢印不合格率"为274PPM。为此，本文以PROTOS卷接机为参考，通过重新设计PASSIM印刷系统，以求改进卷烟产品商标印刷位置偏移等缺陷问题。
一、PASSIM卷烟机印刷系统的分析研究
1、PASSIM印刷系统结构特点
PASSIM印刷系统是采用墨缸供墨，在卷烟纸上印刷商标图案，印刷商标通过两种运动实现，即卷烟纸输送与油墨传递；其在结构设计上，为采用对称布局方式的双色印刷系统，卷烟纸由拉纸辊从供纸装置引入并通过印刷器。同时油墨从油墨缸逐级传递，经油墨辊、供墨辊、匀墨辊、传递至钢印辊凸模上，再打印在烟纸上，供墨辊在油墨辊与匀墨辊之间同期性摆动，传递油墨。匀墨辊在匀速转动的同时作周期性轴向往复运动，使油墨涂抹均匀。具体结构如图1所示。
2、对比PROTOS印刷系统结构
PROTOS双色印刷系统主要由第一供纸辊、卷烟纸补偿装置、第二供纸辊、第一和第二印刷装置、供墨装置、导纸器等组成。
第一供纸辊、卷烟纸补偿装置和第二供纸辊组成卷烟纸张力控制系统，使卷烟纸的张力在所有的速度范围内不变。第一供纸辊与第二供纸辊的牵引动力均来自主传动系统，在正常状态时，两辊的线速度是一致的。其中，第二供纸辊的作用除了对卷烟纸进行牵引外，还用来调整钢印相对于烟支切口的位置，以补偿在机器起动及停止的过程中造成的钢印相对于切口位置的飘移。在机器运转时，在电控系统的控制下，伺服电动机带动扇形齿板摆动，而压纸辊在扇形齿板的带动下绕供纸辊往复摆动，这样无论在何种速度下，钢印相对于烟支切口的位置均可保持不变。传感器、凸轮主要对摆动位置起定位作用。
第一印刷装置与第二印刷装置结构基本相同，各自完成一种颜色的商标印刷功能。
供墨装置由油墨筒、计量泵两个部分组成。油墨筒主要由气缸和墨筒、控制阀以及接近开关等组成。工作时，气路控制系统的压缩空气进入气缸（压缩空气压力可调），推动气缸活塞向下移动，以恒定压力推动墨筒活塞，使油墨从墨筒中经输送管道流入计量泵。计量泵安装于印刷装置内，见图2。主要由喷嘴1、手柄3、指针4 和油墨泵5 等组成。油墨泵只能单向运转，呈间歇性的运转状态，由一滚针离合器与多杆机构实现其作用是把油墨经喷嘴1 以某一受控的流量輸入到印刷装置的油墨辊11 与匀墨辊6 之间。
3、分析PASSIM印刷系统结构缺陷
综合对比分析，由于PASSIM以上的结构特点，该印刷系统在实际使用中常有如下的问题出现：（1）油墨辊部分结构复杂，工作不稳定，易造成油墨不均匀。（2）因两个钢印辊传动间隙的存在，以及套色调整机构、切口调整机构的不稳定性，特别是没有印刷纸张力机构对纸张力控制，易出现商标印刷模糊、套色位置偏移、切口位置偏移的现象，产生印刷或切口废品。（3）油墨斗为敞开式，存在对相邻机件污染和油墨被环境粉尘、烟末污染的问题。（4）因箱体内部齿轮传动链复杂并采用油池式润滑等，是机组的重要噪音源和泄漏点，给机组的使用和维修带来诸多不利。
4、产品缺陷原因
造成PASSIM卷烟机印刷系统商标位置偏移的主要原因：（1）印刷器齿轮传动链过长；（2）吸丝带打滑；（3）布带打滑；（4）盘纸抖动；（5）烟支的松紧度等都对烟支钢印的高低有一定的影响。
造成套色钢印油墨色泽渐变，钢印色泽不一致主要原因为油墨缸偏小，设备正常运行时频繁加注油墨引起。
通过对原因进行分析，吸丝带打滑、布带打滑、烟支的松紧度等等问题，通过对设备的调整和维修，能得到有效控制。
可见，印刷器齿轮传动链过长是造成PASSIM卷烟机印刷时商标位置偏移的主要原因。
二、PASSIM卷烟机印刷系统的改进研究
针对PASSIM卷烟机原印刷器存在的问题，通过分析并吸收目前PROTOS印刷系统的结构优点，重新设计了印刷器，如图3所示。
实施结构改进：印刷系统底板（20）及安装方式类同PASSIM卷烟机原设计的结构，以保持外观一致性和对卷烟机大身箱体原空挡的密封性；同时保持该箱体的可打开性，方便维修。
传动箱体重新设计，保留来自机组主传动的输入动力，主动力仍然采用动力盘方式，主要解决传递间隙的问题。采用新型单点复位扭矩限制器作为动力过渡元件，既解决传动间隙问题，又解决过载保护问题。其次主动力仅用于对第一拉纸辊（5）、第二拉纸辊（16）、钢印辊（7）和均墨系统（10）的驱动，缩短了传动链；且传动部分采用斜齿轮传动，以减小传动间隙和降低传动噪音。
在保持第一拉纸辊（5）的安装位置不变的基础上，根据结构需要，重新排布走纸路线（如图3所示），同时为了增加输出盘纸的稳定性，改变第二拉纸辊（16）的安装位置，并在其上设置压紧辊（6）。 对钢印套色调整结构进行简化设计，取消原自动套色调整结构，设置钢印套色手动调整旋钮（15），使其能够实现在线手动调整。
对油墨均匀装置进行优化设计，取消原来结构复杂的油墨辊组件，取代以结构简单而实用的新型油墨辊（10）组件，并设计了新的匀墨辊与之配套使用，以提高均墨效果。
取消原来的开放式上墨系统，将两种不同的油墨分别灌装在两个封闭的容器（即墨筒18）内，并利用压力供给；采用新型的供墨器（11）和限墨辊（13）结构使油墨的供给更加均匀。采用新型的供墨方式：即由計量泵（19）根据主机速度定量供墨，使供给的墨量均匀可控，从而使印刷后的钢印清晰度均匀一致。
盘纸（17）的拖动引入了张力控制系统：即在盘纸进入牌子箱的时候增设纸张力检测机构（3），同时将拖纸辊（1）由原来的由主机动力驱动改为由独立的伺服电机拖动，使其正常工作时转速与主机同步，即跟随第二拖纸辊（16）转速并保持纸张力在300克左右，当检测到纸张力有约50克的上下波动时，伺服电机会自动加减速，以保持张力的稳定。此系统还可以有效地解决盘纸跑偏问题。
钢印切口调整机构仍设置在烟枪前端，以方便在线调节。在盘纸进入牌子箱前端，设置防缠绕断纸机构（4），以保护印刷系统内部结构。
三、上机实验结果与评价
新印刷系统安装在PASSIM卷烟机上进行测试，连续生产半小时，印刷系统运行正常，烟支的钢印印刷质量符合工艺技术要求。随后安装某规格卷烟产品的套色钢印，跟踪验证其实际效果三个生产月份，该规格卷烟产品的"烟支钢印不合格率"降低到89PPM。
四、结论
PASSIM卷烟机印刷系统改进项目的成果已用于PASSIM卷烟机上，本次改进降低了印刷系统部分的传动噪音，减少了油墨对印刷系统部分的污染，并且由于采用了纸张力控制系统和新型供墨辊结构，有效的解决了原卷烟机印刷系统双色印刷时商标位置偏移、印刷模糊、盘纸跑偏等问题，使得改进后的PASSIM卷烟机能满足双色套印规格卷烟的生产工艺质量要求。
参考文献：
[1]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟草行业职业技能鉴定指南 PASSIM 7K/8K卷接设备修理工 培训讲义[Z].2002-03.
[2]国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心.烟草行业职业技能鉴定指南 PTOTOS 70卷接设备修理工 培训讲义[Z]. 2002-03.
作者简介：周春源，男，广东中烟工业有限责任公司梅州卷烟厂工艺管理员，质量工程师，2010年借调广东中烟工业有限责任公司从事品牌合作生产工艺质量管理方面的工作。