Методический материал по МДК 01.01 Оборудование печатных процессов на тему "Логистика печатного производства"

Логистика печатного производства

Как и в любом промышленном производстве, в типографии требуется организовывать доставку к технологическому оборудованию различных материалов, перемещать полуфабрикаты и готовую продукцию, удалять образующиеся в процессе производства отходы. Всем этим занимается логистика, которую применительно к полиграфии следует понимать, как теорию и практику управления материальными и информационными потоками в процессе выпуска полиграфической продукции. В современном мире логистика является одним из важнейших направлений развития промышленности.

При организации системы логистики все задачи условно делятся на две группы – группу управления внешними потоками и группу управления внутренними потоками на производстве. Внешние потоки выходят за рамки настоящего учебника, поэтому рассматриваются только внутрипроизводственные потоки.

В общем виде схема потоков материалов выглядит следующим образом

Схема потоков расходных материалов и отходов в печатном производстве

Применительно к листовым и рулонным печатным машинам эта схема имеет много общих моментов, хотя имеются и свои особенности.

В любом случае необходимо организовать:

- подачу стапелей листов к листовым печатным машинам, и рулонов к рулонным машинам;

- подачу к печатным машинам печатных форм, краски, увлажняющего раствора и вспомогательных материалов;

- перевозка стапелей листов от приемного устройства к самонакладу при односторонней печати;

- удаление от листовых машин стапелей запечатанных листов, а от рулонных – стоп тетрадей, запечатанных рулонов и стапелей листов;

- удаление отработанных форм;

            - удаление твердых отходов (бумаги и т.д.);

- удаление жидких отходов (отработанных смывочных жидкостей, остатков краски, увлажняющего раствора, машинного масла и т.д.).

Автоматизация этих операций позволяет: освободить обслуживающий персонал от тяжелого физического труда; повысить производительность труда; создать организованные и автоматически управляемые транспортные потоки материалов внутри типографии с учетом ее загрузки; включить в сеть обслуживания дополнительные операции, связанные с отделкой, доставкой полуфабрикатов, их упаковкой и пр.

            Подаваемые к ЛПМ и РПМ расходные материалы можно условно разделить на:

- основные материалы, участвующие в процессе печати (стапели листов бумаги, рулоны бумаги, печатные формы, краска, увлажняющий раствор);

- вспомогательные материалы (жидкости для смывки красочных аппаратов, для обработки печатных форм и офсетных полотен, липкая лента или клей для склейки ленточного материала, фанерные сторонки и ремни или бобины с лентой для формирования пачек тетрадей и т.д.).

Поскольку доставка вспомогательных материалов имеет эпизодический характер, ее рассматривать не будем. Остановимся только на работе с основными материалами.

С помощью системы подачи стапелей листов и рулонов бумаги в общем случае осуществляются следующие операции:

- получение и разгрузку стапелей листов и рулонов;

- завоз разгруженных стапелей и рулонов на основной склад и размещение их на складе;

- маркировку стапелей и рулонов для последующего определения их местоположения на складе;

- транспортирование стапелей и рулонов внутри типографии;

- подготовку стапелей и рулонов к установке в самонаклад и лентопитающую систему листовой и рулонной печатных машин соответственно.

Рулоны и стапели должны выгружаться из товарных вагонов или кузовов грузовиков с помощью погрузчика, оборудованного схватами (обычно гидравлическими), которые удерживают рулон за боковые его поверхности (рис. 1, а). Наихудшим вариантом является выкатывание рулонов вручную, когда вероятность их повреждения становится максимальной.

            Рис. 1. Погрузчики и тележки (штабелеры),

где: а - автопогрузчик со схватами для рулонов; б - вилочный автопогрузчик для поддонов; в - электроштабелер с вилочными опорами для рулона

Погрузчик доставляет стапели и рулоны на основной склад. Рулоны могут храниться на складе в виде вертикальных колонн или в ячейках многоярусных стеллажей, в горизонтальном или вертикальном положении (одна ячейка – один рулон). Стапели листов могут храниться в ячейках многоярусного стеллажа или просто на полу, что хуже, поскольку объем помещения в этом случае не используется.

При горизонтальном расположении рулонов их размещают на призмах, чтобы предотвратить боковое смещение рулонов. При складировании рулонов в виде вертикальных колонн, один рулон устанавливается на торец другого рулона. Работа с колоннами рулонов возможна по принципу «последним рулон пришел – первым ушел», поскольку первым может быть взят только верхний рулон, установленный в колонну последним. Многоярусные стеллажи позволяют осуществлять работу по принципу «первым пришел, первым ушел». Они же, кроме того, позволяют производить «хаотичное» размещение не только различных видов рулонов, но и других материалов. При любом варианте хранения рулонов стремятся максимально использовать объем помещения.

В процессе разгрузки рулоны и стапели листов должны быть идентифицированы, а транспортные повреждения должны быть зафиксированы, чтобы была возможность составления рекламаций на поврежденные рулоны и стапели. Для идентификации рулонов и стапелей служат штрих-кодовые метки на их этикетках. Снятая с этим меток информация заносится в компьютер. Для выявления возможных повреждений при транспортировке и хранении рулонов и стапелей некоторые изготовители устанавливают на рулоны и стапели специальные детекторы, которые фиксирует всю информацию о внешних воздействиях на рулон и стапель в процессе их перемещения и хранения с учетом ориентации в пространстве. Эта информация помогает выявить погрешности рулона и стапеля до установки его в ПМ и выбрать оптимальный для этого рулона или стапеля режим работы машины.

В настоящее время в крупных типографиях рулоны и стапели с основного склада, с помощью автоматизированных транспортных систем, доставляются на оперативный склад, расположенный вблизи ПМ. Для этого используются как рельсовые (вмонтированные в пол или располагаемые на полу), так и безрельсовые системы в виде различного рода транспортных тележек. Тележки могут перемещаться в автоматическом режиме («беспилотные тележки») или при ручном их управлении («пилотные тележки»). Они могут иметь вилочные опоры или схваты. Основным видом исполнительного механизма складских погрузчиков, безусловно, является вилочные опоры (рис. 1, б, в), которые дополнительно могут использоваться для размещения на них несущей площадки.

Транспортные средства, эксплуатируемые внутри помещений, должны быть оборудованы электроприводами. Они не могут иметь двигатели, работающие на дизельном топливе, бензине или газе.

В тележках с вилочными опорами рулон удерживается только под действием силы тяжести (рис.1, в). С помощью тележек с вилочными опорами, а также со схватами, осуществляется не только транспортирование рулонов, но и их съем со стеллажа (тогда такие тележки называют штабелерами). Тележками с вилочными опорами можно также вывозить контейнеры с макулатурой, остатки рулонов на гильзах и многое другое.

Беспилотные тележки могут двигаться по разным маршрутам, в зависимости от задания. В качестве направляющих могут служить напольный рельсовый путь, направляющий канал в полу (рис. 2, а), индукционная шина, вмонтированная в пол. Команды на перемещение тележек задаются компьютером.

            Рис. 2. Направляющий канал в полу (а), оперативный склад около РПМ (б),

                где 1 – рулон; 2 – место подготовки рулонов

Оперативный склад рулонов 1 (иногда в виде стеллажей) может располагаться непосредственно в печатном цехе, около печатной машины (рис. 2, б). В зависимости от количества рулонных зарядок в составе ПМ, склад может иметь одно или несколько мест подготовки рулонов 2 к установке в машину. При этом общий склад бумаги может быть небольшим и служить в основном как промежуточный склад между участком разгрузки и складом в печатном цехе.

Место подготовки рулонов и стапелей предназначено для распаковывания рулонов и стапелей и последующей подачи к рулонной зарядке или в самонаклад. Амбалаж (упаковка) рулона и упаковка стапеля снимаются чаще вручную. При ручном съеме амбалажа рулона механизируется только вращение рулона. При этом оператор проверяет состояние рулона и наклеивает на торец рулона этикетку с информацией о рулоне. Загрузка рулонных зарядок на крупных производствах осуществляется с помощью автоматических систем.

Если процесс перемещения рулона между разгрузкой, складом и ПМ является непрерывным, то идентификация рулонов выполняется дистанционно и фиксируется в компьютере. При этом вместе с рулоном перемещается этикетка с характеристикой данного рулона.

При поступлении рулона в ПМ этикетка закрепляется на соответствующем луче рулонной зарядки или приклеивается к формуляру с указанием луча, на котором рулон укреплен. Бумажный рулон идентифицируется в автоматическом режиме или ручном (оператором, обслуживающий рулонную зарядку). Информация (например, о длине ленты из каждого использованного рулона, его массе, массе 1 м² и т.д.) заносится в компьютер. При возможном обрыве бумажной ленты или повышенном выходе макулатуры можно таким образом отслеживать, какой именно рулон привел к сбою в работе и браку.

Система подачи печатных форм из формного отделения к ПМ наиболее шире используется в газетном производстве, в котором количество печатных форм для одной ПМ может достигать нескольких десятков.

В небольших типографиях используется ручная доставка печатных форм. Для этого применяются различного рода тележки, либо формы переносят вручную. В крупных типографиях доставка форм к печатной машине осуществляется с помощью транспортеров. В формном отделении оператор закрепляет форму на транспортере. Около печатной машины другой оператор снимает форму с транспортера и закрепляет ее в нужном месте РПМ вручную. Основная проблема при такой доставке форм заключается в возможности появлении ошибок в порядке и месте установки форм на формные цилиндры. Устранять такие ошибки, наряду с непосредственной подачей форм из формного отделения, и позволяет автоматизированная система подачи форм. При этом каждая форма имеет свои метки.

Данная технология предусматривает объединение в линию оборудования для изготовления печатных форм, транспортной системы по доставке форм к печатной машине и роботизированного комплекса автоматической смены печатных форм в одной, или во всех печатных аппаратах одновременно.

При автоматизированной доставке форм к ПМ, они должны быть доставлены в определенную зону определенной печатной секции. Технические решения этой задачи могут быть различными. Рассмотрим этот процесс на примере конкретной системы PlateTransb фирмы manroland (ФРГ).

Система PlateTransb имеет модульное построение и может поставляться в различных конфигурациях с полной или частичной автоматизации логистики печатных форм. Основные модули системы:

- роботизированная система контроля и сортировки печатных фирм;

- универсальные магазины для новых и использованных форм;

- система транспортировки магазинов с формами;

- робот для передачи магазинов с формами между каретками и модулями автоматической смены форм.

В ряде случаев последним этапом формного производства является пробивка в печатных формах штифтовых отверстий и загибка краев форм. После этого робот вынимает готовые формы из приемного устройства автомата пробивки отверстий. Производится идентификация формы по штриховому коду, проверка ее качества и укладка формы в соответствующие магазины.

Каждый магазин вмещает 4 формы обычного формата или 2 панорамного формата и снабжены штрихкодом. Перед началом укладки печатных форм магазины устанавливаются в транспортные каретки – до пяти магазинов в одну каретку. Для снабжения печатными формами одной стороны секции-башни красочностью 4+4 в машинах двойной ширины требуется две каретки, в машинах тройной ширины – три каретки. Каретки передвигаются к печатной секции по монорельсам со скоростью 0,7-1,0 м/с. Система разрабатывается с учетом особенностей помещения и расположения оборудования.

Каретки, загруженные магазинами с новыми формами, позиционируются над печатными башнями. Процесс замены форм начинается с демонтажа и укладки в магазины отработанных форм. Магазины с использованными формами помещаются роботами в каретки. После этого система передает магазины с новыми формами. Магазины с использованными формами транспортируются к накопителю, где автоматически освобождаются от своего груза. После этого каретки с пустыми магазинами подаются в позицию для загрузки новыми формами.

Централизованная система подачи краски в красочные ящики печатной машины предназначена для облегчения работы бригады, обслуживающей печатную машину. При высокой скорости работы рулонной машины расход краски значителен. В состав печатной машины может входить до нескольких десятков красочных аппаратов, расположенных на различной высоте над уровнем пола. Добавление краски из банок в красочные ящики такой машине является утомительной операцией.

Существуют различные системы подачи краски, но у них практически один и тот же принцип работы – в красочной станции из емкостей с краской определенного цвета краска по трубопроводам, под давлением, подается к соответствующим красочным ящикам печатной машины. Красочные станции могут размещаться, например, непосредственно у печатной машины или в отдельном помещении. В любом случае к станции должен быть доступ транспортных средств, доставляющих краску в типографию или перевозящих грузы по типографии.

Красочная станция включает в себя различного вида емкости для краски, размеры которых могут быть самыми различными. Но разнобой в размерах (и объеме) вызывал бы массу неудобств, поэтому на практике применяют емкости определенных объемов - бочонки и бочки по 25, 50 или 200 кг, а также контейнеры/баки по 300, 500, 1000, 5000 кг и более. Все зависит от масштабов производств и расхода краски.

Сами емкости для краски имеют различную форму. Контейнеры/баки могут быть прямоугольной или квадратной формы. Для больших объемов краски их форма большого значения не имеет. Располагаться емкости (бочки или контейнеры) друг относительно друга могут различным образом. Они могут быть установлены в линию, например, вдоль стены или друг над другом. В ряде случаев используются баки, с расположенными над ними дополнительными баками – своего рода воронками, предназначенными для облегчения заполнения баков краской.

Рис. 3. Вариант размещения емкостей с краской с дополнительными баками

Для подачи краски из бочек или контейнеров/баков используются красочные насосы, чаще всего поршневые. Каждому виду емкости соответствует свой типоразмер красочного насоса. При движении поршня в одну сторону краска поступает в полость насоса, а при движении в другую сторону – она выдавливается в трубопровод. Поскольку уровень краски в емкости постепенно уменьшается, положение насоса также должно изменяться. Для бочек и прямоугольных контейнеров небольшой емкости насос обычно встраивается в раму, на который устанавливается емкость. В составе рамы имеется пневмоцилиндр с насосом и подвижной плитой, по краям которой закреплена эластичная «рубашка». В процессе работы печатной машины и по мере понижения уровня краски в емкости, с помощью пневмоцилиндра производится опускание насоса с плитой в эту емкость. Эластичная «рубашка» скользит по стенкам бочки, покрытым слоем силикона, и «соскребает» краску со стенок. Важно, чтобы стенки емкости не были бы сильно деформированы.

Поршневой насос для подачи краски из контейнера/бака большой емкости подключается к нижней части контейнера/бака. У такого насоса отсутствует подвижная плита с эластичной «рубашкой».

Если печатная машина имеет много печатных секций и красочных аппаратов, то заполнять все красочные ящики с помощью только одной красочной станции нецелесообразно. Очень длинная и разветвленная система трубопроводов, и большая высота печатных секций требует использования повышенного давления сжатого воздуха, иначе краску «не протолкнуть» по трубопроводам. Обычно требуемое для работы насосов давление составляет 2-8 атм. Кроме того, прежде чем краска начнет поступать в ящик, вся система трубопроводов должна быть заполнена краской. Для этого при разветвленной системе может потребоваться приличное количество краски. Поэтому количество станций в ряде случаев просто увеличивают.

Для подачи краски к красочным ящикам печатной машины используются жесткие и гибкие трубопроводы. Обычно для трубопроводов используются трубы из нержавеющей стали. После монтажа трубопроводов их испытывают повышенным давлением сжатого воздуха.

В системах предусматривается возможность промывки трубопроводов. Для промывки могут быть использованы те же смывочные растворы, которые применяются для смывки красочных аппаратов печатных машин, но без разбавления водой. Периодичность промывки зависит от многих факторов.

Трубопроводы могут быть проложены вдоль участков здания с различной теплопроводностью стен. Раньше, применительно к газетным агрегатам высокой печати, осуществлялся подогрев трубопроводов для уменьшения вязкости краски. Современные вязкие печатные краски подогревать не рекомендуется. Нормальный диапазон температур для этих красок 18-24⁰С. При транспортировке же их по трубам температуру краски поддерживают на верхнем пределе.

Поскольку в краску тем или иным путем могут попасть посторонние частицы, в трубопроводы встраиваются фильтры для улавливания частиц размером, как правило, более 200 мкм.

На концах трубопроводов, над красочными ящиками размещаются краскоподающие сопла с кранами. Количество сопел, приходящееся на один красочный ящик, может быть различным. Над коротким красочным ящиком размещается обычно два сопла, а над длинным ящиком - не менее четырех сопел. Связано это с тем, что при использовании вязких красок и наличии одного сопла требуется много времени для растекания краски по длине всего красочного ящика.

Кран, с помощью которого обеспечивается подача краски, располагается как можно ближе к соплу и красочному ящику. Иначе при его включении краска начнет поступать в корыто не сразу, а спустя некоторое время, а при закрывании крана – краска перестанет поступать в ящик так же через некоторое время после перекрытия крана. И то, и другое плохо. Кроме того, подача краски должна производиться как можно ближе к дукторному цилиндру. Иначе краска не сразу «подойдет» к дукторному цилиндру, и режим подачи краски изменится, что может сказаться на качестве оттисков.

Открывание и закрывание кранов производится в ручном, полуавтоматическом (дистанционном) или автоматическом режимах. При ручном режиме кран открывает, по мере необходимости, печатник. Когда в печатной машине красочных ящиков много, визуальный контроль за уровнем краски затруднен. В одном из ящиков может произойти, например, истощение краски с вытекающими отсюда последствиями.

В многокрасочных машинах чаще используются автоматизированные системы. При полуавтоматическом режиме печатник может управлять подачей краски с пульта управления. В этом случае вблизи красочного ящика, стоит кран, управляемый дистанционно. При автоматизированной подаче краски над ящиком, обычно в его средней части, устанавливается датчик уровня краски. С помощью этого датчика производится контроль уровня краски. При понижении уровня ниже заданного, датчик выдает сигнал, о необходимости включения подачи краски. На один ящик приходится один датчик уровня краски. Поэтому и количество датчиков уровня должно соответствовать количеству красочных ящиков. При этом блок управления работой датчиков может быть одним, последовательно опрашивающим все датчики и выдающим командные сигналы на каждый кран одновременно или последовательно.

Использование системы подачи краски целесообразно совместно с приспособлениями для перемешивания краски в ящике.

            Централизованная подача увлажняющего раствора осуществляется с помощью замкнутой системы шлангов, подведенных ко всем увлажняющим аппаратам печатных секций. Эта система также предназначена для облегчения работы обслуживающего машину персонала и обеспечения стабильности качества печати и включает в себя установку для подготовки увлажняющего раствора, трубопроводы для подачи свежего раствора в машину и возврата (слива) раствора в установку. В состав многих систем включается установка для охлаждения увлажняющего раствора. В зависимости от количества увлажняющих аппаратов, высоты их расположения, используются установки различной мощности.

Увлажняющий раствор обычно охлаждают до температуры 10-11⁰С, фильтруют, после чего подают в печатную секцию. Увлажняющий раствор должен в охлажденном виде поступить в увлажняющие аппараты, поэтому трубопроводы и корыта увлажняющих аппаратов должны быть «одеты» в теплозащиту, предотвращающую нагрев раствора. Тем не менее, температура увлажняющего раствора в корыте со стороны привода машины может быть выше, чем со стороны обслуживания из-за нагрева стенки печатной секции при работе приводных зубчатых колес.

            Централизованная система подачи смывочного раствора для очистки красочных аппаратов от краски напоминает систему подачи увлажняющего раствора. Но, как правило, это разомкнутая система, обратный слив отработанного раствора отсутствует. Отработанная жидкость попадает в смывочные корыта.

Для перемещения продукции или полуфабрикатов от печатной машины в другой цех или на склад промежуточного хранения используются, как правило, тележки, аналогичные тем, которые применяются для доставки материалов к печатной машине. На тележки устанавливаются поддоны с продукцией или полуфабрикатом, а также контейнеры с отходами. Могут использоваться и специализированные тележки, перемещаемые вручную.

В ряде случаев, например, в газетном производстве для перемещения газет в помещение экспедиции используются пространственные или плоские транспортеры.

При работе печатной машины образуются отходы, как твердыми и жидкими. К твердым отходам относятся отходы запечатываемого материала (амбалаж, остатки рулонов на гильзе, макулатура), а также ветошь, отработанные офсетные полотна и т.д. К жидким отходам относятся отходы, возникающие, например, при смывке красочных аппаратов, при промывке трубопроводов, при смене масла, а также остатки отработанного увлажняющего раствора и т.д.

Макулатура обычно сбрасывается в контейнеры, стоящие около печатной машины. Затем контейнеры поступают на участок с макулатурным прессом, где загружается в этот пресс, прессуется и обвязывается. Кипы макулатуры складируются для последующего вывоза на вторичную переработку, часто на картонажную фабрику. В зависимости от модели пресса, перед прессованием макулатура может измельчаться. Существуют пресса, на входе которых макулатура измельчаются почти до состояния «бумажных опилок», из которых прессуются брикеты, обычно цилиндрической формы. В таком виде они отправляются на дальнейшую переработку.

Жидкие отходы требуют утилизации или сдачи в пункты их вторичной переработки. Если предприятие не имеет своего участка утилизации отходов, оно собирает их в емкости и направляет на специализированные предприятия по их переработке.