海德堡印刷机的自动化控制系统

   从1972年德国罗兰公司成功的先后研制出了多色胶印机遥控装置和质量控制系统以后的三十多年中，印刷机的自动化控制系统得到的迅猛的发展。几乎世界上所有的印刷机制造商都推出了自己的自动化控制系统，这几乎成了一个潮流。无疑这场潮流中的领头者非海德堡莫属。本文将对海德堡公司的CPC控制系统、CP-tronic系统、CP2000系统进行一些介绍。

  CPC控制系统

　　海德堡公司的计算机印刷控制系统即CPC (Computer Printing Control)系统，是海德堡应用于平版印刷机上，用来预调给墨量、遥控给墨、遥控套准以及监控印刷质量的一种可扩展式的系统。该系统有墨量和套准控制装置CPCl、印刷质量控制装置CPC2、印版图像阅读装置CPC3、套准控制装置CPC4、数据管理系统CPC5。

　　1.CPCl印刷控制装置

　　海德堡CPCl印刷控制装置由遥控给墨装置和遥控套准装置组成，它具有三种不同的型号，代表三个不同的扩展级数。

　　(1) CPC1-O1这是基本的给墨和套准遥控装置。该装置通过控制台上的按键对墨斗电机进行控制实现墨量的调节，对套准电机进行控制实现多色印刷的套准。

　　①墨量的控制海德堡印刷机在轴向上将墨辊分为32个（对开印刷机，四开机则为20个）区域，每个墨区的宽度为32.5mm，在对印刷机组进行墨量调节时，可通过调节单个的墨区墨量来实现。在CPCl-O1的控制台上，设有控制微电机的32组调节按键7，分别对应于　32个墨区。每组有两个按键，上面的按键为加墨按键，下面的按键为减墨按键。按键的上方为墨量显示器，与调节按键一样也有32组，分别对应着32个墨区，并且每一组显示器都由16个发光二极管组成，用于显示该区域墨膜的厚度，调节的范围在0-0.52mm内，每一小格代表0.Olmm。

　　整个墨斗出墨量的调节，可以通过控制台上的按键3改变墨斗辊间歇回转角度的大小来实现。墨斗辊回转角度的调节也是通过微电机控制的，回转角度的大小可以在按键上方的显示器上显示，这时显示的数值为实际回转角度与最大回转角度的百分数，如显示器显示“45”表示墨斗辊的实际回转角度为最大转角的45％，调节精度为最大回转角的1％。

　　②套准的控制  控制台上有两组按键用于控制印版滚筒轴向和周向的套准，控制过程是通过安装在印版滚筒轴端的微电机实现的。同样，控制调整的数值可以在各自按键的上方显示出来，调节精度为　　0.Olmm,调节范围为K2mm。

　　在控制台上用放大镜观察印样的十字套准线，确定各色的套准误差。然后通过机组选择按键选择对应的机组，并通过套准控制键进行调节。

　　(2) CPC1-02  CPC1-02除了具有CPC1-O1的所有功能以外，还增加了盒式磁带装置、光笔、墨膜厚度分布存贮器和处理机等。使用光笔在墨量显示器上划过，就可以把当前的墨膜厚度分布情况以数据形式记录并存贮到存贮器当中，需要时只需调出就可直接使用。

　　CPCl-02的盒式磁带装置可以调用由CPC3印版阅读装置提供的预调数据，因此可以将给墨量迅速地调整到设定的数值，从而缩短了准备工作时间，提高了生产效率。

　　(3) CPCl-03这是CPC1装置的又一种扩展形式，它提供了手动控制、随动控制和自动随动控制等多种控制方式，可以通过数据线与CPC2印刷质量控制装置相连，将CPC2装置测得印品上每个墨区的墨层厚度转换成墨量调整值，并将其与设定的数值进行比较，再根据偏差值进行校正，从而更快、更准确地达到预定的数值。

　　(4) CPC1-04 CPC1-04为海德堡印刷机另一种新型墨量及套准遥控系统，可完全取代原先的CPC1-　02和CPC1-03装置，并兼容了其所有功能。这种新型的控制系统的信息显示采用与海德堡的CP-tronic相同的等离子显示器，而且操作和显示方式也与CP-tronic类似，因而使CPC与CP-tronic的系统联动控制更加简便。

　　CPC1-04系统中功能也进一步丰富多样，信息以图像表示，与CP窗系统相似，使印刷控制与故障诊断等操作更趋简捷，提高了工作效率。CPC1-04系统整机套准遥控由一组单独控制键操作，程序更加合理。

　　CPC1-04墨区遥控伺服电机和印版滚筒套准电机的控制比以前也有了重大改进。印刷品墨量分布值一经调定，CPC1-04系统现在可以同时控制120个墨区电机进行墨量控制，使整机上墨和水墨平衡所需的时间比以前缩短50％以上，与此同时CPC1-04现在也比原先能同时控制更多的套准用伺服电机，从而更大的减少换版和印刷工作准备时间。

　　与海德堡印版阅读器CPC31或海德堡印刷数据管理系统CPC51联用，CPC1-04系统可以对比以前更多的印件进行墨量分布预调和数据存贮。例如，在CPC31上50个不同印件的网点分布信息，通过磁卡，在　CPC1-04系统上同时进行数据转换和分析，预设墨量分布数值，并分别贮存起来，从而可以大大提高预设定工作的可靠性和效率。后期生产的CPCl-04系统还可以对海德堡公司印刷机的上光单元进行精确的套准控制。

　　CPC2质量控制装置

　　(1)简介  CPC2印刷质量控制装置是一种利用印刷质量控制条来确定印刷品质量标准的测量装置。印刷质量控制条可放置在印刷品的前口或拖梢处，也可以放置在两侧。CPC2可以和多台印刷机或CPC1-　03相连，测量值可以用数据传输线输送到多达7台的CPC1-03控制台或CPC终端设备。若配备有打印终端，就可以将资料打印出来；若与CPC1-03联机，则可以直接将测量数据传输到CPC1-03上进行控制，从而缩短了更换印刷作业所需要的时间，并减少了调机时的废品。在印刷中通过计算机把实际的光密度值转换成控制给墨量的输入数据来保证高度稳定的印刷质量。

　　该装置的同步测量头可在几秒钟内对印刷质量控制条的全部色阶进行扫描。在一张印刷品上可以测量六种不同的颜色（实地色阶和加网色阶），然后确定诸如色密度、容限偏差、网点增大、相对印刷反差、模糊和重影、叠印牢度、色调偏差和灰色度等特性参数值，并将这些数据与预调参考值相比较。上述结果可在CPC2质量控制装置的荧光屏上同时显示出给定值或相对规定值的偏差值，以告知操作人员。此时操作人员可以按“释放测量值”键将数据传送到CPC1-03控制台，由CPC1-03控制台根据校正颜色计量墨辊的调定值和实测的光密度偏差计算和显示出建议的校正值，并加以校正。其校正方法可以通过手动方式、随动方式或自动随动方式进行，所达到的标准值可以打印或者贮存起来以便以后使用。

　　(2) CPC2-S分光光度质量控制CPC2-S是用色度测量代替原CPC2的密度测量。CPC2-S能进行光谱测量和分光光度鉴定，而且能够根据CPC测量条的灰色、实地、网目和重叠区计算出CPC1装置的油墨控制值。印刷前可测量样张或原稿的测量条，在印刷过程中可测量印品的质量控制条，并可将从原稿所测量的6种颜色直接转为专色；它与 CPCl结合使用能够最大限度与样张接近样张或指导印刷。它也可以测量油墨光密度。 

　　(3)海德堡印刷质量控制系统CPC21该系统利用分光光谱分析来改善过去凭人眼获得的色彩。该装置对于PMS和特殊内部色彩的升级极为有用。通过打样的参考数值与机器印张的比较，输墨的正确校正数值可自动进行计算。然后机器进行自我校正。

　　(4)海德堡印刷质量检测系统CPC22 CPC22是一种非常经济实用的印刷质量检测系统，可以帮助印刷厂家提高印刷品的质量并达到ISO 9000印刷质量检测标准，进而帮助企业取得ISO 9000认证。

ISO 9000标准或者说印刷品质量检测证书的第一步，就是要对印件在印刷过程当中进行连续不断的、有规律的检测。每个印件都可以根据其印刷特性得到取样的频率和检测内容。按照这个频率，印刷工人有规律地取出样张，在CPCl-04看稿台上对样张进行质量分析并由CPC22印刷检测系统对检测数据进行打印，记录到该样张上去。通过对这一组样张的印刷数据的记录打印，印刷厂家便可以向他们的用户提供整套印刷质量控制的过程数据文件（包括所有样张），同时也达到了对印刷过程有规律质量控制的目的。

　　海德堡印刷质量检测系统CPC22有一个便携无绳式打印机，用于对样张的检测数据记录，数据可以被打印在印张的任何部位。

　　CPC22系统对印张的检测频率、内容及输出格式等均可以按用户要求在CP窗系统中进行预设。在印数接近采样点时指示灯会自动闪亮，提醒操作工取样检查。样张取出之后，CP窗系统便将当时的实际印刷数据传送给CPC22系统，只要揪一下按钮，便能将这些数据打印记录在样张的任何区域上了。操作十分简便可靠，对于短版高速印刷，其优越性尤为明显。

　　印刷完成之后，工人可以对每个印件都有一套完整的、有数据记录的样张，作为印刷质量跟踪控制的可靠依据。

　　(5)海德堡联机图像控制系统CPC23 CPC23是海德堡公司新近推出，世界首创的单张纸胶印机联机在线图像控制系统。这一系统的推出和使用，使印刷机操作功能对印张进行实测比较，从而使随机印刷品色彩控制成为可能；同时也便我们对印刷图像的瑕疵区域，墨皮蹭脏或套印误差等进行精确检测成为可能。

　　CPC23系统是专为那些对印刷品质量要求极高的印刷厂商设计制造的，诸如那些高品质包装折叠纸盒、精美名牌商标或者其他高品质的商业印刷品的承印厂商。CPC23系统采用专门设计的高分辨率CCD监测扫描头对整个印张进行数据扫描采样，并将采样数据传送至专用计算机处理，并与预设值进行比较分析。该系统的数据采样精度极高，以70cm×100cm的印张为例，CPC23系统将此区域细分成100万个以上的像素单元，并对其进行逐个采样。印张经采样后在一个高分辨率的彩色显示屏上显示，任何印刷图像的错误信息会立即清晰地被显示出来，印刷工便能及时准确地采取措施纠正，CPC23系统可以容易地监测到直径为0.3mm的细小印刷瑕疵，在0.8mm×0.8mm的区域中也可以检查到由于墨皮蹭脏而引起的不小于　D=0.1的局部密度偏差。当CPC23系统发现上述种种错误时，会立即对印刷工进行提示。按客户要求，海德堡公司还可以提供收纸端标贴插入装置。

　　为了达到对印张的色彩控制，必须对其某些关键区域进行监检控制。通过CPC23的彩色显示屏，可以对那些高品质要求的包装外盒、商标和样本等印张进行分析，找出对印刷质量控制最重要的区域，并对其进行监控设定，CPC23系统也可以对其进行自动分析设定。海德堡胶印机的每个墨区有16个测量点可以定义。

　　当印刷机调定完成，操作工得到满意的印张之后，CPC23系统将对此印张的后续16张测量数据进行自动采集运算，得出标准比较值，作为以后印张图像监测和色彩控制的基准。

　　印刷色差在印刷过程中可以被及时发现，而且CPC23系统可以通过其显示屏显示颜色变化的趋势，印刷工可以立即采取相应的修正措施。该系统软件还有控制动作的记忆功能，从而保证在整个印刷过程中准确及时地校正色差，最大限度地保障印刷质量的稳定性，提高成品率。

　　3.CPC3印版图像阅读装置

　　CPC3印版图像阅读装置是一种通过测量印版上网点区域所占的百分比从而确定给墨量的装置。与　　CPCl对应，CPC3也是将图像分为若干个区域，测量时单独计算每个墨区的墨量。CPC3印版图像阅读装置可对逐个给墨区上感测印版上亲墨层所占面积的百分率。感测孔宽度32.5mm,相当于计量墨辊有效宽度或海德堡印刷机墨斗上墨斗螺丝之间的距离。对最大图像部分，刚采用22个前后排列成一行的传感器，同时测量一个给墨区，每组传感器的测量面积为32.5mm×32.5mm，每组传感器安装在一根测量杆上。根据需要测量杆上的传感器可以同时工作，也可以让其中一部分工作。

　　CPC3专为海德堡各种尺寸规格的印版设计的，能够阅读所有标准商品型的印版（包括多层金属平版），印版表面质量好坏直接影响测量的结果。如果印版的基本材料、涂层材料的涂胶越均匀，测量结果就越准确。

　　CPC3印版图像阅读装置通常放置在制版室内，在印版曝光和涂胶以后，可以立即只用几秒钟的时间阅读一个印版，在阅读过程中，传感器均采用与欲阅读印版相类似的校准条进行校正。在非图像部分校准至0％，在实地部分校准至100％，为了排除校准条和印版之间在颜色方面的差别，采用附加的校准传感器来测量一个校准区，此校准区也可在印版上曝光，它可以自动校正颜色上存在的任何偏差。

　　CPC3印版图像阅读装置数据的输出，可以采用盒式磁带或打印件的形式，当采用打印输出时，有两种不同类型的打印件。一种是有各种颜色和各种墨区的百分率数值；另一种是以图表的方式表示单一颜色的区域百分率。该装置总共可相继测量和存贮六个印版（颜色），印版颜色的顺序是黑色、青色、品红、黄色以及第五和第六种颜色，它们与阅读印版的次序无关。在进行印刷前，只要将印版和CPC3记录的CPC盒式磁带给操作人员，只要把磁带读入CPC1-02和CPC1-03的存贮器中，按一下控制台上的按钮，就可把数据输给印刷机，并早已由CPCl-02和CPC1-03的处理机把百分率数据换算成个别给墨区的调定值，就可开机进行印刷。因此采用CPC3阅读印版，可以更快更准确地预调墨层厚度分布，几乎没有换版调机时的纸张浪费和时间的浪费。

　　CPC30是印前和印刷平台之间的接口，它包含了一个被称为CPC31的产品用来读取印版的详细信息和计算影像信息的大小。CPC31将印版处理和印刷平台连接起来。CPC32同CPC31比起来，它主要考虑到了从印版制作时就开始收集印刷所需要的信息，特别是色彩及定位的数据信息，使用的是CIP3数据技术。　CPC50模块也正在计划之中，主要是作为一个服务器用于整合CPC32的数据，以使其能够将控制信号传给印刷机和一些书刊装订机。考虑到CIP3及PPF格式的发展，CPC32是唯一的可以兼容PPF的产品，

　　4.CPC4套准控制装置

　　(1) CPC4套准控制装置CPC4是一个无电缆的红外遥控装置，是一个专门用来测量套准的控制器。可以用来测量纵、横两个方向的套准误差值，并能显示和存贮测定结果。测量时把CPC4放在印品上，可以测出十字线套准误差并进行记录然后再把CPC4装置置于CPC1控制台的控制板上方，按动按钮就可以通过红外传输方式将数据传送给CPC1，而通过CPC1的遥控装置驱动步进电机调整印版位置，完成必要的校正。

　　(2) CPC42海德堡自动套准控制装置CPC42是海德堡公司新近推出的全自动套准系统。在印刷准备工作期间或正式印刷过程中，该系统对每一印张的套准进行自动监测和控制，这样便大大地缩短了印刷准备工作时间，印刷工人则可以在生产过程中集中精力于质量管理。

　　与CPC42系统配套使用的是新推出的新型印刷套准标记。这种新型标记的横向宽度仅为以前普通标记的一半，这样便增加了印张的有效印刷面积。CPC42能对海德堡胶印机进行全自动套准检测和修正，其套准控制精度达±0.Olmm。

　　CPC42全自动套准控制系统的主要部件为安装在印刷机最后一个印刷单元上的测量杆，在测量杆上装有两个由伺服电机驱动的测量头，测量头的移位和定位则由CPC1-04控制。在实际印刷过程中，CPC42的两个测量头通过光导纤维提供测量光源，对每个颜色的套准偏差进行测量，并将数据传送至CPCl-04系统，进行运算比较，然后再由CPCl-04系统对各印刷单元执行自动套准控制，对印版滚筒进行周向、横向或对角线自动调整，无需人工干预。对每个不同的印件，其套准参数一经确定后即可贮存，而不会因为纸张、油墨规格的变化或印刷速度的变化而影响套准精度，印刷工人可以集中精力去关心色彩控制或准备下一个印件的参数预设。

　　CPC4除了可以对印张的纵向和横向套准进行检测之外，还可以对斜向即对角线方向的套准进行检测。当检测到对角线套准误差后，可以通过CPCl-04系统对印刷装置执行套准操作任务。

　　5.CPC5数据管理系统

　　海德堡CPC5把数据控制与管理、印前、印刷和印后运作联系在一起。这个复杂的印刷厂管理系统是以数据网络为基础的。它对高效生产计划、自动机器预置以及有效生产数据的获取等信息的变化进行最佳化和自动化处理。其结果是加快了作业准备时间和生产时间；同时加速了定单方面的信息数据。与CP窗数据控制系统相联系，数据控制也为印刷厂家和销售公司、机器制造厂家之间的遥控诊断服务提供了依据。