摘要:
本文主要介绍固定式上印纸箱印刷联动线的组成结构以及实际应用中的区别。详细阐述该类设备各个不同单元的具体结构，以及不同结构之间的优劣。并剖析纸箱印刷联动线实际应用的的优劣。
关键词：纸箱、固定式、印刷联动线、上印式、结构、剖析
前言:
固定上印式印刷联动线是目前纸箱印刷联动线的发展趋势，早在半个多世纪前，欧美已经开始了该类设备的研发与使用，该类设备在人员配比，换单效率，生产效率与自动化方面都有其他设备无可比拟的优势。以下篇幅我们将详细介绍该类设备的基本结构，并对不同结构的优劣进行分析。帮助大家了解各种不同结构的区别，以及具体的实际应用局限性。
该类设备大致可以分为几个部分：进纸单元，印刷单元（一般2-6色），压线开槽单元，模切单元，去屑单元，糊合折箱单元，计数堆垛单元。以下篇幅对每个单元进行具体的介绍。
进纸单元是整台设备中稳定运行的基础。进纸单元一般采用前缘进纸，前缘进纸大致分两类：一类采用美国Sun公司的进纸系统，另一类采用自己研发的进纸系统。两类系统各有优缺点，限于篇幅，我们不在这里做详细分析。进纸单元最为关键的技术在于进纸的稳定性。由于实际生产中的纸板并不是非常平整，同样一个订单的纸板可能存在上翘，下翘，比较平整等等不同状况的纸板，所有经过进纸单元的纸板必须保证不同质量的纸板，进纸的精度控制在合理的范围，才能保证最终成品的质量。因而在纸板送入印刷机后，需要达到如下几个条件：
A． 纸板从零加速至设备运行速度，速度的误差必须在允许范围内。
B． 纸板送入进纸单元后，纸板的倾斜度必须在设备的允许范围内。
C． 纸板进入印刷单元之前，纸板的前后位置误差必须在允许范围内。
以上条件是满足后续印刷，开槽，模切已经折箱粘箱精度的基本前提。
随着技术的不断革新，国内外供应商也在对进纸单元不断进行改进，其中一项非常关键的技术就是取消了橡胶弹性送纸辊的应用。在送纸过程，弹性送纸辊对纸板的物理指标有很大的破坏，纸板质量越差，，加载压力越大，纸板压扁越严重、对物理指标破坏越明显。随着这项技术的应用，有效地提高了纸箱的物理指标。根据实际生产的经验，有过提高30%抗压的案例。也就是说同样的纸箱，在客户允许的情况下，可以采用更低克重的原纸生产。
图(1) 传统进纸方式图(2) 无弹性送纸辊方式
印刷单元印刷单元是决定纸箱印刷质量的核心单元，包括油墨系统和纸板输送系统。
A． 纸板输送系统目前主流设计采用真空吸附传送。真空吸附传送一般采用两种方式，真空轮吸附传送和真空皮带吸附传送。相比较而言，真空皮带传送的方式优于真空轮。真空皮带传送又分单条真空皮带传送和多条真空皮带传送两种，两种方式各有优劣。
图(3) 真空轮传输
图(4) 真空皮带传输
B． 油墨系统相对于胶印的油墨系统更加简单，但也是最终决定印刷质量的关键。一般上墨系统采用两种方式，刮刀和胶辊。这两种方式已经广为大家熟知，这里就不在累赘。简单的说，刮刀对于墨量的控制更加精确，胶辊方式更易维护保养。当然胶辊方式也分两种，同步方式和异步方式。这两种方式只是决定印刷质量的其中一步，孰优孰劣取决于产品和纸板质量。
图(5) 刮刀油墨系统图(6) 刮胶辊油墨系统
纸板印刷质量最关键的一环在于纸板传输和印辊系统的设计，传统方式在印刷出现漏白等质量问题的时候，一般才用加大印刷压力来解决。而对于印刷面积较大的纸箱而言，这会导致物理指标急剧下降。世界顶级的纸箱印刷机供应商，在很多年前就提出“吻式”印刷的概念，通过合理的设计，以及辅助材料的使用，使得印刷过程中对纸板物理指标的破坏降到最低。同样纸板传输的稳定性也是决定印刷精度的关键。因此，在设备采购过程中，有些纸箱印刷机供应商在和客户确认印版厚度（包括片基，双面胶带，气垫，印版等所有厚度的总和）的时候，往往精确到0.1mm甚至0.05mm。这就是为了保证印刷时的精度和变形量。
压线开槽单元压线开槽单元一般是联动线的标配，在设备安装时，一般以该单元为基准，向前后两个方向展开。该单元的两个基本功能就是：第一，给纸箱压上压线，并且切去粘舌多余部分，为后续折箱粘箱做准备。第二，就是实现给纸箱开槽的功能，开槽的精度和美观度，对于纸箱的外观非常重要，是个不可忽视的环节。
纸箱在该单元内的稳定输送是整个印刷设备中控制最难的单元。由于受到纸板传输的不稳定，很难保证后续的折箱结果。目前开槽单元纸板传输方式分为压线轮传送和真空传送两种方式。鉴于各家供应商的技术不同，压线一般采用2-3组，大小压线结合的方式，目的在于应对不同质量的纸板。一般而言，压线轮越大，对于压线成型越好，但是传统方式限于压线轮需要同时兼备传输纸板的功能,无法将压线轮作的太大。这种方式在真空开槽的设备上得到了解决。
开槽的好坏对于纸箱的美观性影响很大，开槽刀要实现两个功能，一个是在纸板上切出一个槽，另一个功能是将切槽内废纸切断。根据设备的不同有采用单刀实现，也有采用多刀实现，这个只是设计上的区别。为了应对不同材质的纸板，每个供应商都有不同类型的开槽刀设计，应用比较多的是齿型刀和鱼鳞型刀。在切断刀的设计上各家也有不同的方案，对于开槽刀直径越小的设备，这个设计尤为关键。一般设计，切断刀会高于或者也开槽刀平齐，而开槽刀本身兼顾纸板传输功能，因而切断刀的线速度比纸板速度快，直径越小，线速度放大比例越大，这就导致切断刀会直接戳破纸板，而不是切断。这会导致切断口很难看，特别是后开槽刀特别明显。对于大直径开槽的设备，这个问题往往不明显，，对于尺寸较小的设备，反而问题明显。而对于真空传送的开槽单元可以避免这些问题。
图(7) 开槽单元示意图
模切单元联动线一般可用于做需要折箱的纸箱，也可平出，但是平出大部分联动线有尺寸限制。上印式联动线模切有上模切和下模切。上模切可以在设备运行的时候上模切板，下次更换订单的时候无需等待。采用下模切时，更换模切版时需要等待相对较长的时间。但随着快速挂模切板的技术应用，可以实现下很短的时间内实现模切板更换。采用下模切的设备应用模切范围更广。模切的精度也是考量模切单元的关键因素，随着速度补偿的技术的不断提升，模切精度有了很大提高。
模切单元的模切刀的制作精度除了关系到模切的效果，还关系到纸板在模切单元的传输稳定性，传输稳定性最终关系到折箱效果，因此该单元入纸收纸的机构设计非常关键。联动线要求模切非常干净，不能让废纸进入折箱单元，这除了对机器本身设计要求比较高以外，对于模切版的制作要求相对较高。
图(8) 上模切示意图
图(9) 下模切示意图
去废单元该单元是某些设备厂商为了复杂模切专门做的单元，为了保证进入折箱单元的纸板不倾斜，该单元不能采用振荡排废，大部分该单元都是采用风机来将废纸屑清除干净。大部分品牌的设备并没有这个单元，对于需要在联动线上做相对复杂的模切时，设备选型需要考虑该选项。
图(10) 去废单元
糊合折箱单元折箱单元是保证整个纸箱成型的关键，在进入折箱单元的纸板需要有两个先决条件：第一，纸板没有倾斜，用于折箱的两条压线能完全对准折箱单元的折合机构，第二，必须保证有良好的压线，这是保证折合质量的前提。
折箱单元一般情况下纸板的速度会比从模切机出来的速度更快，大部分厂家折箱单元上折合皮带一般都是采用真空吸附的，两条上折箱皮带的速度同步是关键，这是确保折箱方正的前提。很多设备供应商会在下折箱皮带上做上辅助折箱的部件，比如T型辅助块，三角型辅助块等，或者其他辅助机构，比如螺旋杆，成型轮等等，最终目的是优化纸箱成型，减少大小口和鱼尾。鉴于每家的整体设计不同，不具备可比性，最终可比较纸箱成型效果，在一定的先决条件下，可以以最终获取在规定误差范围内的合格率百分比。对于两个合页尺寸相差非常大的纸箱，以及接近设备极限尺寸的纸箱成型效果会比较差，比如烟箱是一种非常考验设备折箱性能的纸箱。
同样在该单元还需要完成粘箱的功能，粘箱的机构一般分为两种：糊轮式和喷糊式。由于喷糊式的系统相对比较成熟，而且有多家不同的供应商可供选择，目前大部分联动线采用这种方式。
图(11) 折箱单元
技术堆垛单元技术堆垛一般分为上堆垛和下堆垛两种方式，目前大部分厂商都采用下堆垛方式。两种堆垛方式各有优缺点，对于需要生产相对比较复杂模切纸箱的用户，建议选用下堆码方式。上堆码方式速度会更加快。计数堆垛单元其中一个比较重要的功能是给粘好的纸箱做整形，这是对于一些折合不良的纸箱做最后的纠正，通常采用前后拍齐的方式来纠正鱼尾的纸箱。
计数堆垛单元是联动线里比较容易导致停机的单元，因此该单元的稳定性非常关键。
图(12) 上堆垛示意图
图(13) 下堆垛示意图
堆垛单元运行是否稳定除了看每垛的数量是否准确外，还有一个重要的因素是每垛纸板出堆垛单元时是否整齐，包括横向和纵向。设备越稳定，排出的纸箱越整齐，特别是在设备运行在极限速度的情况下。由于国内很多纸箱要求10只一垛，对计数堆垛单元是个考验。
还有一个关键点在于每垛输出的纸箱不出现倾斜和倒伏，这样才能保证打包机正常有效工作。
总结:
上印固定式印刷联动线在生产效率上有传统印刷机的不可比拟的优势，特别对于小订单而言优势尤为明显。随着人工的成本不断攀升，该类设备的成本优势会逐渐显现出来。也是将来纸箱印刷设备的发展趋势。
参考文献：
南静生 纸箱印刷问题的探讨 《湖南包装》2009（1）：36-38
柯贤文，赵建君 - 《包装工程》 1999（1）：33-34
作者简介：
郑新璟，2000毕业于湖南工业大学包装工程专业，本科毕业后先后服务于纳爱斯集团，瑞典恩巴机械（上海）有限公司，博凯机械（上海）有限公司，负责机械设备维护、组装、售后及整厂规划。朱民强 1999年毕业于湖南工业大学电气自动化专业，本科毕业后一直服务于浙江大胜达包装股份有限公司，主要负责包装机械电气自动化项目的设计、调试及升级改造工作。
