国产印刷机墨控系统应用现状与发展分析

白卫国  邱春丽

（ready73@vip.sina.com.cn）

（南京林业大学轻工科学与工程学院，南京   210037）

关键词：墨控 PPF CIP3

现代印刷机向着高速平稳、高速多色、高速灵活，数字网络化、操作与管理的一体化、自动控制化以及安全环保化（即“三高四化”）的方向发展。其中印刷机的自动控制化就可以包括墨量调整、色彩管理、水墨平衡、套准调节、质量检测与控制、印版装卸等大量的工作环节。自动化控制的印刷机结束了多年来印刷过程控制与印刷质量仅凭人为的经验确定的非标准化和非数据化的历史，提高了印刷品的生产效率，提升了印刷品的质量，减轻了操作者的劳动强度，并且印刷机的数字化、自动化技术使得印刷机的印刷过程与印前、印后等全部生产过程结合起来，这些环节的自动化程度对提高印刷质量与生产效率都有较大的影响。目前国外先进印刷机“三高四化”技术水平已经达到较高的层次，而国产印刷机正经历从传统操作向自动化控制阶段变革的阶段。利用上海全印展的平台，本文针对本次展出国产印刷机匹配的墨控系统进行分析比较，并对目前国产墨控系统所存在的问题以及发展趋势进行了初步的分析。

一、墨控系统的组成与作用

墨控系统一般由三个部分组成，即墨斗控制组件、墨控操作台和墨控软件。其中墨斗控制组件是依据印刷机幅面大小设计的一组控制给墨量的墨刀开度元器件及电路系统，其作用是通过电路系统指导电机控制不同的墨刀开度，使墨斗辊在给墨量厚度上形成变化，从而实现在指定区域给墨系统中墨量的需求变化。墨控操作台则是一个将数据采集、数据修正、数据备份、信号转换、墨斗控制及质量评价的操作平台，其作用依据不同层次配置可以完成以下不同功能的组合。对墨道信号数据的采集，根据机器设备的类型、环境情况、材料选择等因素对原始采集的数据进行修正，将修正后的信号传递到印刷机上并形成墨刀的开度控制，同时墨控操作台可以借助标准或指定的观测环境对印刷抽样样张与打样稿进行视觉或仪器的质量评价比对形成印刷修正反馈从而实现印刷过程的质量控制。墨控软件的主体一般可以包括三个部分，其一是一个可以对印刷机墨刀开度进行预置计算的CIP3 墨道数据预设软件（一般称之为预墨软件或预墨系统），它的信息获取途径是多样的，即可以直接读取RIP 后的图文数据（1-bit Tiff文件），根据印版大小及墨键数量分析得出机台控制墨区信息，也可以通过PPF 档案中的信息得到墨区信息，然后将该信息记录在介质上、打印到纸张上或者直接转换为印刷机墨斗控制组件信号，用于印刷机的墨键预置，从而确保了较高的数据预制xx度，提高印刷机墨区分配的合理性和准确性。其二是对墨刀开度控制进行操作的控制软件。其作用是通过软件进行墨刀控制的各类操作，其中可以有一般操作台直接控制的墨刀开度操作，也可以有对墨刀系统进行的维护性操作，例如零点设置与校正，远程维护等。其三则是印刷质量品质控制软件，其作用是通过选择的仪器对印刷品进行测量，可以是整版检测也可以是部分检测，可以是色度检测也可以是密度检测还可以是色度加密度检测，可以是品质检测也可以是缺陷检测，不同的检测目的应匹配不同的检测仪器。例如整版检测需要匹配整版扫描仪，而部分检测主要是指测控条的检测，此时可以根据不同的要求选择密度计或色度计。同时印刷质量品质控制软件还应该具有动态墨控的功能，在印刷过程中影响墨道数据变化的因素较多，通过墨控软件中的印刷质量品质控制功能得到相关的信息，结合印刷运行情况对各墨区的墨道数据进行动态控制。

尽管一个完备的墨控系统可以有多个组成部分，但是在实际应用中可以根据不同的用户要求进行配置，例如对于墨控软件，如果印刷机应用厂商未使用流程进行生产，或者未配备PPF生成系统，则可以不需要墨道数据预设软件而只需要墨刀控制软件。再如墨控操作台，如果印刷机应用厂商对印刷品未进行数据化的质量品质控制要求，在配置过程中则不需要加入质量控制模块。因此，一套完善的墨控系统应该具有积木式的结构，可以根据不同的印刷需求匹配不同的功能，同时还应该可以根据需求的变化进行升级或改造。例如一个未加入品质控制模块的墨控软件在出现印品控制需求后应该可以通过便捷的硬件技术改造与软件功能的开放或升级实现控制功能。图1为某品牌的墨斗控制组件，图2为某品牌墨控操作台，图3为某品牌墨控软件匹配的检测设备。

图1                      图2                      图3

二、国产印刷机墨控系统的现状

综观全印展的国产印刷机，除了印刷机本身的技术发展外，各大印刷机厂商开始向用户传递一个信息——墨控系统已经到来。据不xx统计，在展出的30余台国产（合资）四色单张纸胶印印刷机中装有各类墨控系统的超过50%，其中有两家国产印刷机厂商还专门开出了装备有国产墨控系统的专场演示。

在本次全印展中，国产（合资）胶印机使用的墨控系统主要来自以下几个厂商：江苏科思机电工程有限公司、墨尼、南京春海科技有限公司、上海华太企业（荣润墨控系统）等几家公司。图4、图5为江苏科思机电工程有限公司墨斗控制组件与墨控操作台，图6为南京春海科技有限公司墨控操作台，图7、图8为墨尼墨斗控制组件与墨控操作台，图9为华光精工墨斗控制组件（因技术人员未透露信息，故不知具体品牌），图10为华太企业的墨斗控制组件。

图4                       图5                      图6

图7                       图8                      图9

图10

对比几种墨控系统可以发现他们之间的异同点：

（1）、均拥有较为完善的墨斗控制组件，但是实现与维护方法却有一定区别。从外观上看，不同品牌的墨控系统均具备了较为完备的墨斗控制组件。通过简单的改造，墨斗控制组件可以便捷的安装在印刷机上，并对印刷机不产生除墨控外操作上的影响。由于采用不同的电机及安装方式，所以在外观上墨斗控制组件之间有一定区别，同时在维修及电机信息反馈上也存在一定的差距。绝大部分的墨斗控制组件在外观上均标注了墨区的标号与位置，通过标注位置操作人员可以方便的将其与控制台上墨区控制部分对应起来，一方面可以直观的获知控制区域的位置，同时对于机电的维修有着重要的意义，通过内部检测软件获知准确的问题电机的标号与位置。与其他厂商不同的是，江苏科思机电工程有限公司的电机配备有信号提示灯，该提示灯在工作时提供灯光信号。当电机出现问题时，可以直观的通过电机灯光信号获知问题电机的位置（如图4）。

（2）、均拥有较为直观的墨控操作台，但是在功能规划与实现、便捷程度以及标准程度上存在一定的区别。墨控操作台是印刷机操作人员进行设备操作的重要工具之一，通过控制台不仅可以实现对设备的便捷控制，同时还可以得到设备运行状态信息，因此不同品牌墨控操作台针对不同的主要功能方向确定了不同的控制结构与内容。作为一个标准化的产品，不同品牌的控制台均拥有一组观测光源、一个看样板平台、一片标准样张粘贴板、一组墨键控制器，一台中控电脑以及数据传输、控制、转换组件等部分。观测光源是为观测者提供观测环境的重要部件，在国产印刷机器所匹配的墨控操作台中对观测光源大概有两种配置方法，一种提供普通的观测光源环境，另一种则为标准的D65光源。几乎所有的操作台都可以匹配安装标准D65观测光源。墨键控制器是xx控制墨刀开度的控制平台，从操作角度看基本都是采用的按键式的，有直接数字显示的，也有标尺格显示的，也有两者结合的，无论哪种方式均可以为操作者提供墨道开度信息。中控电脑则是整个控制台乃至整个墨控系统的中枢部分，是各类控制软件的实现平台。操作者一方面可以通过墨键控制器实现控制操作与信息获取，同时还可以通过中控电脑得到控制信息以及实现控制过程。同时，通过中控电脑操作者还可以实现对墨控系统的维护、数据的下载与接受、软件的升级（借助网络）、数据的统计与只能化修正（借助软件）等功能。与墨键控制器一样，在墨控操作台上还可以通过中控显示设备实现等同于墨键控制器的功能，除此之外，结合印刷机本身的控制要求，显示器还可以实现对印刷机本身的控制。区别普通的品牌，江苏科思机电工程有限公司的墨控操作台配备了独立的单片机用于应付突发性事件。在墨键控制边缘配有一个触摸屏，与之相关联的是一台单片机，它能够实现部分常用的墨控软件的功能和存储少量墨控数据（数量视匹配的存储器大小而定），当中控电脑出现故障时，操作人员可以脱离开中控机而通过单片机实现数据的上传与下载以及其他控制功能，人性化设计较为合理，如图5。

（3）、均拥有不同功能的墨控软件，但是在控制能力、操作方法以及流程理念上有较大的区别。墨控软件是硬件设备实现xx墨控的中枢系统，墨控系统在印刷过程中的xx程度一方面取决于硬件设备的精度，另一方面则取决于墨控软件数学模型及算法建立的合理程度。通过对国产印刷机墨控系统的比较，在硬件设备上，各种墨控系统的差距不明显，区别主要在外观设计，电机性能、加工精度、数据总线与接口、传送方式、操作便捷程度等方面，但是在墨控软件上则出现了较大的差异。这种差异主要表现在以下几个方面：

①对墨控系统的功能理解。墨控系统是实现印刷全过程墨量控制的系统，应该包括预墨系统和过程控制系统两个部分，其中预墨系统实现上机版的墨量预设功能，过程控制系统实现印刷过程中依据不同条件实现墨量变化控制。上海全印展中展出的国产印刷机墨控系统基本可以分为两个类型，一种是只具有过程控制系统的预墨系统，另一种则是能够实现预墨功能和过程控制功能的墨控系统。展出墨控系统中绝大部分为{dy}种类型，该种墨控系统实现了印刷过程中的墨量变化的控制，但是在实现过程中人为的影响因素还占据着重要的位置。例如在墨量的预置阶段，各墨区的墨量是通过对印版的观测根据经验得到，再如印刷过程中一旦印刷局部出现问题时，也是通过人为的观测实现墨量的改变控制。江苏科思机电墨控系统结合大族冠华印刷机在印展上展示了全功能墨控系统在印刷过程中应用，通过墨控系统的预墨过程与印刷过程控制的过程结合，实现了快速高效得到理想印刷品的结果。展示的过程主要是通过现场制作印刷版面，使用印前流程制作CTP印版同时获得墨道数据，通过获取的数据计算得到印刷机预墨信息并上传至印刷机，开机印刷得到满意的印刷样张。整个过程效率高，不含制版过程基本在几分钟就可以得到{dy}张满意的印刷品；同时耗损少，过版纸基本都可以控制在十几张以内；xx度高，预墨系统提供的初始墨道数据准确率较高，在一般印刷质量要求下几乎不需要对墨道进行进一步修正。

②墨控流程的数据获取。预墨数据的获取源应该是印刷版面，如何获取原始墨道数据则成为预墨的关键技术之一。由于涉及到软件本身的技术保密因素，上海全印展过程中并不能对各个墨控软件进行深入的了解，结合技术人员的咨询及对软件的观测，可以进行一些基本的分析。从软件界面的使用和技术咨询来看，绝大部分的的墨控软件或技术人员均提到了CIP3和PPF文件。CIP3/CIP4作为一个组织制定了一些标准的格式，形成了所谓符合CIP3/CIP4的规范，在CIP3中与墨道数据息息相关的可能就属于PPF文件了，在PPF文件诸多的信息中，一个低分辨率的版面图则成为获取墨道数据的关键。其实获取原始数据的途径有很多，只是获取的方式不同，平台不同，精度不同而已（考虑到CTP技术的影响，不考虑读版设备的使用）。例如可以通过RIP过程生成低分辨率的1-bit Tiff文件获得原始数据，可以通过读取PPF文件获得原始数据，可以通过PDF文件获取原始数据，还可以通过扫描印刷品获取原始数据等，获取途径不同则处理的方式也不同。遗憾的是全印展中提PPF的公司较多，但是真正在软件演示中实现的只有江苏科思机电工程有限公司的预墨软件。在其软件中明确给出了原始数据获取方式的通道，共提供了三种方式:扫描图片、1-bit Tiff、PPF，在通过PPF文件获取原始数据时，还提供了不同格式PPF文件的选项。仅从提供的方式上看，该软件在对印前数据的获取上已经为不同配置的用户提供了多种选择的平台。该公司的预墨软件根据提供的方式读取图像文件，快速的获得图像信息，并根据环境参数和材料参数的不同对采集的原始数据进行修正，得到较为准确的墨区信息，用于印刷机的墨键预置，从而确保较高的墨量预置的xx性。

③影响因素分析。墨控系统可以通过版面文件提供预墨信息，但是在印刷过程中影响墨道信息的不仅仅是原始的版面数据，这也是行业内常说墨控软件预墨不准确的重要原因。墨控软件对影响因素的分析以及不同影响因素对墨道数据影响的评估则成为预墨系统的另一个关键技术。在提供预墨功能的墨控软件中，江苏科思机电的墨控系统为用户提供了纸张、油墨及环境的预设情况，同时根据参数在不同区域的变化对预墨参数的值进行了修正。此功能从某种程度上解决了材料对墨控数据的影响，而其他大部分墨控软件则很少能看到对影响参数的分析。

④主观与客观评价。墨控系统要实现xx的墨道控制需要一个合理的评价体系。前文中提到通过墨控系统可以快速得到满意的样张，那么什么是满意的样张？这不仅是墨控的问题，这是国内目前大部分地区的印刷状况的问题。在上海全印展中一个参观者可以非常轻松的得到几十甚至上百张样张，但是如何去评价手中样张的好坏则是大部分国产印刷厂商以及国内印刷机生产厂商必须考虑的问题。墨控系统应该是建立在一个健全的印刷品质量评价体系上的，在印刷过程控制中对于墨区墨量的调整应该通过专业的仪器测量再通过计算得到调整量才是符合质量要求的墨控过程。

三、国产印刷机墨控系统的发展分析

以海德堡的自动控制系统为例，其经历过三个自动控制过程，CPC系统、CP-tronic自动检测与控制系统、CP2000系统。其中CPC1-01就是给墨和套准遥控装置，CPC1-03则提供了手动控制、随动控制和自动控制等多种控制方式，可以通过数据线与CPC2印刷质量控制装置连接，将CPC2装置测得印刷品上的每个墨区的墨层厚度转换成墨量调控值，并将其与设定的数值进行比较，在根据偏差值进行校正，从而能更快，更准确的达到预定的数值。而第二代CP-tronic自动检测与控制系统的实在CPC控制系统的基础上配备了全面控制、监控和诊断印刷机用的全数字化电子显示系统。第三代CPC2000型控制系统拥有一个图像和色彩管理模块，可以对整个图像进行测量，通过分光光度计技术进行真实的测色分析，通过印前接口CPC32-CIP4输入印前信息，自动显示与标准值得色差，自动生成墨区控制值并可人工干预等。对比海德堡控制系统，目前国产印刷机墨控系统尚处于CPC系统中的CPC1-01的技术和应用水平，也有少数公司正致力于CPC2印刷质量自动控制的研究与开发，为了能紧跟国际印刷技术的发展步伐，国产印刷机墨控系统应该向以下几个方向发展：

（1）、数字化、规范化。墨控系统进行预墨设置与印刷过程墨量控制应该建立在不同层次的规范的基础之上，通过数据进行控制，同时应该充分考虑各种过程因素的影响，例如在过程控制中，通过对测控条的测量得到各墨区的各类评价信息与国际或国内各种规范进行比较，通过比较对各墨区进行调整与修正，得到较为xx的修正值。

（2）、进一步提高自动化控制能力。目前国产印刷机墨控系统的操作较为方便，但是集成化程度还不高，例如是否可以将印刷机本身的操作与墨控系统的操作进一步融合，数据的处理是否可以建立在数据库的基础上进行自动修正等。

（3）、与质量控制系统进一步结合。墨控本身就是印刷品质量控制系统的一部分，目前国产印刷机墨控系统尚未形成综合质量控制系统的层面，在推广与研发过程中可以将其进一步与质量控制相结合，从而形成自动检测与控制系统，为印刷生成提供更为方便、准确的操作平台。

本次全印展给了印刷人一次全面接触国产印刷机墨控的应用及技术状况的机会，国产墨控系统的大量出现以及在现场演示的自信已经给印刷人一个信息，就是国产印刷机的墨控时代已经开始，尽管它还很年轻，还不完善，但是经过一段时间的发展，可以相信在下一届上海全印展上，国产印刷机墨控系统会给印刷人带来更大的惊喜。