印刷機(jī)械是最為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋了包裝印刷、裝飾材料、報(bào)紙、應(yīng)用于票據(jù)、表格、不干膠標(biāo)簽等多種領(lǐng)域。包括了單張膠印/輪轉(zhuǎn)膠印、凹版、柔版(機(jī)組式與衛(wèi)星式)，印刷機(jī)械趨向于更多的傳動技術(shù)的應(yīng)用、工藝集成，以及工廠管理。
印刷是一個(gè)非常專業(yè)細(xì)分的領(lǐng)域，貝加萊是這一領(lǐng)域里最為重要的控制系統(tǒng)提供商，堪稱獨(dú)特的隱形冠軍。
圖1-印刷工業(yè)發(fā)展趨勢概要總結(jié)
1、小批量多品種
盡管人們認(rèn)為電子閱讀以及電子文檔已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的紙質(zhì)產(chǎn)品，但你在機(jī)場與高鐵站會看到雜志仍然很大量的銷售，只是種類的確較之以往更多，而隨著整個(gè)社會的文化水平以及激烈競爭對于知識的焦慮也使得閱讀并未下降，而紙質(zhì)的書刊雜志仍然保持著增長，超市里琳瑯滿目的產(chǎn)品包裝的種類也變得更多——這些包裝印刷也意味著種類變得更多，而企業(yè)里對市場推廣需求下產(chǎn)生的印刷品種類也變得更多，這是一個(gè)顯著的趨勢，印刷業(yè)從來就面臨這樣的挑戰(zhàn)。
(1)數(shù)字印刷已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“1”為批量的生產(chǎn)
今天，大家探討個(gè)性化生產(chǎn)，而在印刷工業(yè)一直有一個(gè)目標(biāo)，即“Print on Demand”，按需要的數(shù)量、質(zhì)量、功能來設(shè)計(jì)印刷產(chǎn)品，包括裝訂，來自HP的Indigo，以及原有的數(shù)碼企業(yè)如Kodak、ESPON、Xexor、Founder都已經(jīng)通過數(shù)字印刷技術(shù)將這一目標(biāo)時(shí)間，經(jīng)過多年的發(fā)展，其原先單張成本已經(jīng)大幅下降，數(shù)字印刷已經(jīng)成為了小批量印刷的主力。已經(jīng)有數(shù)家知名的數(shù)字印刷設(shè)備制造商采用了來自B&R的控制系統(tǒng)，包括HP的Indigo。
圖2-HP Indigo數(shù)字印刷系統(tǒng)
(2)低換單浪費(fèi)
個(gè)性化帶來的最大的挑戰(zhàn)在于當(dāng)批量變小時(shí)，機(jī)器需要經(jīng)常進(jìn)行換單操作，從Lean Production的角度而言，設(shè)備的六大浪費(fèi)就包括了開機(jī)浪費(fèi)，因此，先進(jìn)的機(jī)械制造商已經(jīng)為印刷實(shí)現(xiàn)了降低開機(jī)浪費(fèi)的各種解決方案：
--無軸傳動技術(shù)確保高品質(zhì)印刷
無軸傳動/直接驅(qū)動技術(shù)均已成為廣泛采用的印刷控制方案，自2003年開發(fā)第一臺無軸傳動機(jī)器至今，貝加萊已經(jīng)在無軸傳動技術(shù)領(lǐng)域有10多年的經(jīng)驗(yàn)，以及數(shù)百臺機(jī)器的運(yùn)營。較之傳統(tǒng)的無軸傳動方案，將套色與傳動集成套色是亮點(diǎn)，并且，不同于其它套色方案為每個(gè)色組外接編碼器，對于集成套色可以省去這個(gè)成本以及安裝精度與機(jī)器振動帶來的不穩(wěn)定，以及維護(hù)。其他包括：
--相位恢復(fù)功能：對于需要重復(fù)下單印刷的產(chǎn)品(例：每個(gè)月下同一印刷訂單用于生產(chǎn))在系統(tǒng)中對上次印刷的相位參數(shù)進(jìn)行重新加載，可以讓印刷快速進(jìn)入穩(wěn)定套色，進(jìn)而減少開機(jī)浪費(fèi)。
--集成套色功能：確保開機(jī)、運(yùn)行、減速各個(gè)階段的印刷品質(zhì)，在橫向、縱向均確保提供穩(wěn)定的印刷精度，在速度達(dá)到450m/min的印刷中仍然可以確保穩(wěn)定可靠的印刷品質(zhì)。
圖3-凹版印刷集成套色系統(tǒng)
--專用色標(biāo)檢測技術(shù)
對于套色控制、帶色標(biāo)的裁切應(yīng)用，貝加萊提供了多種的色標(biāo)處理方案，包括ACOPOS驅(qū)動器直接的Trigger信號，以及通過插入式的色標(biāo)檢測模塊、第三方如BST帶 ElertomatPOWERLINK接口的色標(biāo)處理模塊，這些模塊可以實(shí)現(xiàn)不同的色標(biāo)處理，并對印刷偏差進(jìn)行處理。
圖4-達(dá)到5μS采樣的X67色標(biāo)模塊
基于BST-RSH模塊可以達(dá)到1μS的采樣，支撐1000m/min的印刷速度，均采用POWERLINK實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸。
--預(yù)對版功能確保了在開機(jī)階段快速的進(jìn)入套準(zhǔn)狀態(tài)，最大限度的降低紙路浪費(fèi)。
(3)印刷材料的適應(yīng)性
對于印刷而言，訂單的變化意味著材料的適應(yīng)性問題，這種變化需要系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，包括不同的紙張(水粉紙、裝飾紙、卡紙…)、薄膜(BOPP、PE、PVC…)，貝加萊的控制系統(tǒng)可以提供更好的適應(yīng)性，高魯棒性-更換訂單時(shí)靈活適應(yīng)印材;
2.生產(chǎn)運(yùn)行管理
對于印刷工廠而言，OEE是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，作為評估機(jī)器運(yùn)行與投資評估的保障，在貝加萊為印刷設(shè)備提供的系統(tǒng)中，包括了生產(chǎn)運(yùn)營管理的設(shè)計(jì)。
(1)OEE統(tǒng)計(jì)
通過對生產(chǎn)中的質(zhì)量參數(shù)、機(jī)器運(yùn)行時(shí)間、開機(jī)等待、故障停機(jī)等時(shí)間統(tǒng)計(jì)，為工廠提供計(jì)算OEE指標(biāo)的信息。
(2)歷史數(shù)據(jù)的記錄，可以提供給大數(shù)據(jù)平臺，用于產(chǎn)品質(zhì)量分析與預(yù)測能力的提供，包括機(jī)器系統(tǒng)的運(yùn)行效率、能源分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(3)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析SPC功能-為工廠提供質(zhì)量統(tǒng)計(jì)相關(guān)的參數(shù)。
(4)配方管理：對于專業(yè)的印刷工廠如裝飾紙(上萬種木紋)承接來自不同客戶的訂單時(shí)，可以為不同的印刷提供配方，減少操作人員對每個(gè)訂單的人工設(shè)置，減少在開機(jī)階段的浪費(fèi)。
3.智能維護(hù)技術(shù)
可靠而穩(wěn)定運(yùn)行的機(jī)器顯然是工廠最喜歡看到的場景，貝加萊為印刷機(jī)械設(shè)置了非常領(lǐng)先的維護(hù)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的可靠運(yùn)行：
(1)Web-Based維護(hù)
由于B&R的控制系統(tǒng)采用RTOS和Intel X86架構(gòu)，這使得印刷機(jī)的狀態(tài)和故障可以通過遠(yuǎn)程的iPhone、Andriod平臺訪問，內(nèi)嵌的Web服務(wù)器可以為用戶提供在線的監(jiān)測，包括控制器、通信、傳動、程序、工藝的全面監(jiān)測。
(2)基于振動的預(yù)測性維護(hù)
基于B&R CM4810振動測量與處理模塊，現(xiàn)場的振動傳感器可以為關(guān)鍵的機(jī)械連接提供振動分析，這一應(yīng)用不僅可以用于設(shè)備的運(yùn)行在線故障預(yù)測，也可以為開發(fā)階段提供機(jī)械調(diào)試的方便—無需機(jī)械打孔安裝。
另外，通過對減速器出入口的電流檢測，也可以發(fā)現(xiàn)減速器的偏差，通過對各個(gè)色組的狀態(tài)檢測，也可以為維護(hù)人員提供設(shè)備故障預(yù)警(參數(shù)異常、超限)。
(3)智能保養(yǎng)提示：通過對設(shè)備主要部件提供的保養(yǎng)列表，為維護(hù)人員提供保養(yǎng)提示，以便組織計(jì)劃性維護(hù)。
由此可知，貝加萊為印刷設(shè)備提供了多種從電氣、工藝、資產(chǎn)管理、組件多種方式的維護(hù)管理，這些技術(shù)確保了設(shè)備的全面性維護(hù)的有效進(jìn)行(TPM)。
4.機(jī)器互聯(lián)與物聯(lián)網(wǎng)
通過機(jī)器的互聯(lián)，可以將整個(gè)生產(chǎn)納入一個(gè)內(nèi)部數(shù)據(jù)共享，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化(這如同解耦算法)進(jìn)而在質(zhì)量、能源、成本效率方面實(shí)現(xiàn)最優(yōu)，貝加萊的APROL平臺作為邊緣節(jié)點(diǎn)可以為整個(gè)印刷工廠提供生產(chǎn)運(yùn)營的數(shù)據(jù)采集PDA、能源監(jiān)測EnMon、運(yùn)維管理的ConMon，并對于質(zhì)量、變更、訂單進(jìn)行管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有效的互聯(lián)生產(chǎn)。
(1)物聯(lián)網(wǎng)—發(fā)掘數(shù)據(jù)寶藏
圖-5 印刷工廠智能化平臺架構(gòu)
云計(jì)算更擅長將傳統(tǒng)印刷機(jī)生產(chǎn)運(yùn)營，包括設(shè)備狀態(tài)、工藝、質(zhì)量等多種數(shù)據(jù)信息予以集中采集傳輸，而智能分析軟件則可以為生產(chǎn)提供優(yōu)化的決策支持。
邊緣計(jì)算(Edge Computing)則以生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)相關(guān)組織管理(訂單、排產(chǎn)、配方、質(zhì)量等)的實(shí)時(shí)性較高(50~100mS)數(shù)據(jù)處理與分析，并給予機(jī)器指令(例如：書刊的配頁、折頁與裝訂參數(shù))。
(2)設(shè)備互聯(lián)-商業(yè)互聯(lián)
貝加萊為實(shí)現(xiàn)M2M和B2M的互聯(lián)提供了多種方式的開放接口支持能力。
u 為舊設(shè)備以及工廠提供基于OrangeBOX的數(shù)據(jù)采集
u 為新設(shè)備互聯(lián)提供完全基于OPC UA+POWERLINK實(shí)時(shí)通信的解決方案
u 對IIoT各種協(xié)議的支持(OPC UA、MQTT、AMQP)
u 為安全集成提供openSAFETY的通信集成
u OPC UA支持云/霧/邊緣計(jì)算
u 基于Web的遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)
u POWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)
貝加萊參展CHINAPRINT 2017，展臺號：E3-103
歡迎您蒞臨橙色的自動化展臺~
關(guān)于貝加萊
微信號：br-automation
貝加萊(B&R)是一家自動化技術(shù)領(lǐng)域的全球性領(lǐng)導(dǎo)廠商，總部位于奧地利，成立于1979年。30多年來，始終致力于無縫解決方案的研究與實(shí)施。在塑料、紡織、包裝、印刷、智能樓宇、金屬切割、新能源、污水處理等領(lǐng)域擁有眾多國內(nèi)外知名客戶的成功案例。業(yè)內(nèi)享受盛譽(yù)。“深耕行業(yè)，加強(qiáng)軟件標(biāo)準(zhǔn)化與集成”，這是貝加萊在中國發(fā)展的源動力，也是贏得信任的重要素?！癙erfection In Automation”是這種充滿力量的橙色團(tuán)隊(duì)對自己事業(yè)理念的精確闡述。
（轉(zhuǎn)載）
