Kontrola naciągu w druku wklęsłym ma największe znaczenie w maszynach zwojowych. Druk wklęsły arkuszowy nie ma problemu z naciągiem, ponieważ każdy arkusz jest trzymany przez chwytaki i pasowany za pomocą przednich i bocznych znaczników, gdy maszyna na chwilę zatrzymuje się pod dociskiem. Druk wklęsły rotacyjny działa inaczej. Podłoże przesuwa się ze stałą prędkością, a gumowe wałki dociskowe wywierają nacisk przy dopasowanej prędkości, i oba te ruchy składają się na stan, który między formą a wstęgą jest w praktyce statyczny. Pasowanie wielokolorowe opiera się więc przede wszystkim na jednym warunku: wstęga przesuwa się równomiernie przy stabilnym naciągu od odwijania do przewijania.

Strefy naciągu i zadania każdej z nich

Maszyny do druku wklęsłego dzielą zwykle kontrolę naciągu na cztery strefy: odwijanie, ciąg wejściowy, ciąg wyjściowy i przewijanie. Napędzane wałki gumowe rozdzielają te strefy. Strefa druku biegnie od wałka napędowego wejściowego do wałka napędowego wyjściowego i wymaga stałego naciągu, ponieważ tylko stała wartość utrzymuje pasowanie. Naciąg przy odwijaniu służy strefie druku. Odwijanie musi uwolnić rolę i podać równomierny naciąg niezależnie od jej średnicy, bo każde wahanie przy odwijaniu przenosi się do strefy druku i ujawnia jako błąd pasowania. Przewijanie ma łagodniejsze wymagania, ponieważ wszystkie zespoły kolorowe zdążyły już wydrukować. Zależnie od celu jakościowego przewijanie może pracować przy stałym naciągu albo przy naciągu zmiennym, a znany schemat naciągu stożkowego należy do drugiej grupy. Zmienny naciąg przy przewijaniu może zakłócać ostatni zespół kolorowy, dlatego maszyny wprowadzają napędzany wałek gumowy, który izoluje oba obszary. Strefa druku pozostaje wtedy przy stałym naciągu, a przewijanie pracuje ze stożkiem. Podział sterowania przy jednoczesnej koordynacji całości to główna zasada projektowania naciągu wstęgi w każdej maszynie rotacyjnej, także w druku wklęsłym.

Pomiar naciągu i sprzężenie zwrotne

Każda strefa ma zwykle własny osprzęt pomiarowy. Wałki tensometryczne z tensometrami lub elementami pojemnościowymi mierzą naciąg bezpośrednio. Wałki pływające sprzężone z potencjometrami mierzą natomiast położenie, śledząc, gdzie wstęga znajduje się w torze wałka. Oba podejścia pełnią różne funkcje. Wałki tensometryczne reagują szybko, ale słabo korygują niestabilność pochodzącą z samej rolki, na przykład z nieokrągłego nawinięcia. Regulatory położenia w ogóle nie mierzą naciągu, a jednak utrzymują wstęgę w stabilnym punkcie toru wałka pływającego i w ten sposób stabilizują naciąg. Tłumienie wahań wywołanych przez wadliwe rolki wejściowe to coś, czego wałek tensometryczny nie zapewni.

Elementy wykonawcze naciągu

Typowe elementy wykonawcze to sprzęgła i hamulce elektromagnetyczne oraz magnetoreologiczne, sprzęgła i hamulce pneumatyczne, a także silniki serwo. Starsze linie z napędem zębatym stosują też małe silniki wykonawcze na przekładni 360 stopni. Teoria sterowania zalicza je do różnych klas. Sprzęgło lub hamulec działa jak liniowy element pierwszego rzędu, ale odcinek liniowy zajmuje tylko część jego krzywej odpowiedzi; górny i dolny koniec pozostają quasi-liniowe, więc ten typ elementu wykonawczego zawsze ma pewne ograniczenia. Silnik serwo jest elementem drugiego rzędu i w obecnej teorii sterowania można go dostroić zarówno pod kątem stabilności, jak i śledzenia. Dlatego zaawansowane systemy naciągu napędzają wstęgę bezpośrednio silnikami serwo.

Kompensacja strat prędkości na wstędze

Trzy czynniki obniżają prędkość synchronizacji mechanicznej: nacisk docisku na całej szerokości wstęgi, tarcie w miejscu styku podłoża z wałkami prowadzącymi oraz opór w sztywnych łożyskach wałków. Decyduje nacisk wałka gumowego na każdej sekcji koloru, a spośród wszystkich metod druku to druk wklęsły stosuje najwyższy nacisk podczas przenoszenia farby. Twardość wałka i nacisk dobiera się do podłoża. Folie zwykle wymagają wałka o twardości 65 do 70 Shore przy nacisku jednostkowym 900 kg/m. Papier wymaga 70 do 80 Shore przy 1800 kg/m. Karton wymaga 80 do 90 Shore przy 4500 kg/m. Miększy wałek pod wyższym naciskiem powoduje większą stratę prędkości.

Tradycyjne rozwiązanie polega na zwiększeniu średnicy wałka formowego na każdej sekcji. Ponieważ prędkość liniowa wynosi 2πrn, maszyna może skorygować prędkość wałka formowego albo przez zmianę prędkości obrotowej n, co robią maszyny wklęsłe z napędem serwo, albo przez zmianę średnicy wałka, metodę stosowaną od ponad dwudziestu lat. Przyrosty średnicy od 0,02 do 0,03 mm, a czasem 0,04 mm, wynikają z zebranego doświadczenia, a nie z precyzyjnych obliczeń. Podłoża się różnią, szerokości nacisku się różnią, więc strata prędkości też się różni, co oznacza, że idealna wartość kompensacji również powinna być różna. Stały przyrost jest w najlepszym razie przybliżeniem.

Gdy krajowi producenci maszyn opracowali wklęsłe maszyny serwo, oczekiwali, że porzucą przyrost średnicy, wychodząc z założenia, że ustawienie prędkości serwo może z góry przejąć przesunięcie. Praktyka drukarska pokazała co innego. Nawet przy stopniowym zwiększaniu prędkości serwo na każdej sekcji zachowanie przyrostu średnicy dawało lepsze pasowanie niż jego usunięcie. Systemy serwo również dziś kompensują utratę synchronizacji w dużej mierze doświadczalnie, a nie przez rzeczywisty model obliczeniowy.

Pasowanie opiera się na stabilnym naprężeniu

Kontrola pasowania na maszynie wklęsłej działa tylko wtedy, gdy kontrola naprężenia jest już stabilna. Gdy cztery wcześniejsze problemy są w dużej mierze rozwiązane, precyzyjne pasowanie staje się możliwe. Pasowanie jest też powszechnie rozumiane błędnie. W maszynach serwo wskazuje się na rozdzielczość enkodera w milionach zliczeń na sekundę i zakłada, że pasowanie jest zapewnione. W praktyce komputer nie śledzi samego znaku pasowania. Śledzi trend ruchu znaku, podobnie jak strzelec wyprzedza ruchomy cel, zamiast celować w miejsce, gdzie ptak aktualnie się znajduje. Trend jest warunkiem wstępnym pasowania. Gdy traci się kontrolę nad tym, jak zadrukowany znak przemieszcza się po wstędze, nawet enkoder o czterech milionach zliczeń nie utrzyma błędu w tolerancji.

Odkształcenie wstęgi

Napędy serwo mogą kompensować stratę prędkości podczas pracy, ale odkształcenie samego podłoża nadal nie ma niezawodnej korekty. Folie o tej samej grubości i szerokości zachowują się różnie w zależności od rodzaju polimeru. Ta sama folia o grubości 20 µm i 40 µm odkształca się inaczej w identycznych warunkach suszenia. Papier o wilgotności 5 procent i papier o wilgotności 8 procent, tego samego gatunku i grubości, również dadzą różne wartości odkształcenia. Opanowanie tych różnic wymaga zbudowania modelu matematycznego i wczytania go do sterownika pasowania. Bez tego kroku maszyna wklęsła może chronić pasowanie tylko przez stosowanie grubszych, bardziej stabilnych wymiarowo podłoży, takich jak folia PET. Na hali operatorzy często obwiniają formę lub podłoże, gdy kolor dryfuje albo błąd pasowania rośnie, a potem nie znajdują konkretnego punktu zaczepienia. Ta luka w kompensacji odkształceń jest zwykle rzeczywistą przyczyną.