软包装印刷正在成为CHINAPLAS的亮点
Chinaplas作为亚洲最大的橡塑装备展,每年都成为行业的大型聚会,据雅氏展览公司介绍,自2014年起,Chinaplas除了原有的橡塑机械厂商参展外,也开始有大量的来自软包装印刷领域的制造商参加。
贝加莱的解决方案,不仅在注塑、挤出、吹瓶、吹膜,也在软包装领域如凹版印刷机、卫星式柔版、机组式柔版等用于软包装材料印刷领域有着非常深厚的应用积淀和客户积累。
软包装印刷共性关键技术
共性技术-卷取控制
对于印刷机械而言,收放卷的控制至关重要,首先,对于放卷而言,随着卷径的变化,其电机所对应的惯量将不断发生变化。因此,需要对其卷径进行计算,而另一方面,要维持线速度的稳定,而惯量的变化,会给电机的控制带来挑战,因此,必须有良好的参数自适应能力,以平衡卷径带来的机械冲击,获得稳定的角速度控制。
印刷机的薄膜通常幅面达到1200mm,而其直径也可以达到1000mm,而线速度对于凹版可以达到500m/min,柔版350m/min的高速。这使得对于系统的控制器循环、伺服驱动器的响应能力达到了极高的要求。而ACOPOS系统,百微秒级的响应能力,完全胜任像高速万印刷这样的高速响应的运动控制需求。
图1-张力控制技术库
贝加莱ACOPOS系列产品,内置卷径计算、滤波、PID参数自整定,使得能够胜任卷取控制的稳定性输出。
共性技术-色标检测与套色控制
对于控制系统,“能观能控”是基本原理,而对于印刷,色标的检测的精度以及响应速度,就是决定了控制系统是否能够良好控制的关键。
另一个需要思考的维度在于成本,对于不同的印刷控制而言,速度不同所需的响应也不同。为此,贝加莱针对印刷行业开创的采用了多种印刷色标检测处理方案。如图2所示,数字量、高速、光纤、以及更为先进的视觉检测方式。
图2-多种印刷色标检测方案适应广泛的印刷场景
1.数字量的色标处理
对于低速(250m/min以下)的设备,采用了成本更低的数字量采样,但是,这些I/O模块本身自带时间戳。在微秒级的上升沿采样的同时,打上32位精度的时间戳,并同时锁定传动轴编码器位置,这些变量将进入专用的PrintMarkCapture软件模块,进行处理,并送入印刷套色软件系统,进行高速处理,以提供相位调整值输出给伺服传动轴。
图3-开关量的色标采集解决方案
其处理过程如图3所示,针对机组式柔版、低速凹版印刷领域的色标检测,更为简便,且良好的经济性。
2.高速凹版X67模块处理
模拟量的色标可以获得更为全面的采样,并处理其中的信号滤波,以及信号的计算(例如取中值),可以获得更好的采样精度,以及更好的稳定性。
贝加莱的X67BC8591.L12模块,它基于POWERLINK连接,IP67防护等级,可以处理印刷速度在600m/min的线速度的印刷色标检测。如图4所示,采用M8/M12连接。
图4-贝加莱X67BC8591模拟量色标采样模块
3.第三方色标检测
在更为高速的凹版印刷及塔式轮转印刷机组中,色标的响应速度要求极高,微秒级的信号响应能力,那么,需要采用更高响应的色标检测传感器及处理方式,这种通常采用第三方的光纤色标传感器,作为一种智能传感器,本地即进行信号的处理,获得检测结果,通过POWERLINK实时以太网传输至中央处理器,并进行套色的耦合解耦运算。
4.采用机器视觉
由于机器视觉可以获得更好的颜色信息,并进行更为丰富的处理,因此,在最新的进程中,贝加莱的机器视觉已经被应用于印刷的套色控制-关于此项技术,将在后续更为详尽的介绍。
贝加莱软包装印刷应用案例
集成套色凹版印刷电子轴传动技术
早在2003年,贝加莱即与国内凹版印刷领域的头部企业进行了合作,联合开发了集成套色的凹版印刷电子轴传动系统。该技术突破性的解决了专用的套色系统成本高昂,技术封闭的问题,将该复杂算法经由PLC进行了集成,并通过POWERLINK实时以太网控制驱动系统ACOPOS来实现整体的传动控制。
图5-凹版印刷控制系统
该解决方案经过了近20年的发展,不断完善,已经从早期的200m/min迭代到550m/min的高速机器,达到凹版印刷领域全球行业领先的工艺水平。
除了集成套色的开创性突破,并在工艺的适配性,尤其在PE等伸缩性较大的薄膜材料、色差较小的印刷工艺上,取得了稳定的工艺控制。
图6-凹版印刷丰富功能设计
卫星式柔版印刷
卫星式柔版,能够针对大幅面、高速薄膜材料的印刷,该机型印刷材料幅面可达1800mm,速度至500m/min。贝加莱为卫星式柔版提供了灵活性更高的控制系统设计—在每个色组,网纹辊、墨辊的横向与纵向均可进行自由调节,能够根据印刷材料的变化,提供更好的压印力控制。如图7所示。
图7-卫星式柔版印刷机控制系统
机组式柔版印刷机-工业AI应用
在柔版印刷中,压印力是一个对于品质影响较大的因素,尤其在开机阶段的调试,往往依赖于师傅的经验,这往往会造成较大的开机浪费(100-200米).而贝加莱通过机器视觉的图像处理来解决浪费问题。
如图8所示:在每个色组后,通过视觉检测其产品画质,获得图像的特征信息,并经由POWERLINK网络传输至中心控制器,在控制器上的智能推理算法可以对这些品质进行分析,并经由卷积神经网络(CNN)建立画面与控制量之间的关系,然后推理出版辊/承印辊间的压力调节量。
图8-基于机器学习的压力调节
通过该方法,在更为个性化的生产中,频繁的切换订单中,降低开机浪费至关重要—这会带来很大的成本节省,以提升印刷企业的盈利能力。
软硬件一体化,致力于软包装印刷高效生产
综上所述,贝加莱通过高性能的硬件系统,包括处理器的算法、专为印刷行业开发的色标检测与处理模块,ACOPOS伺服驱动系统、POWERLINK实时网络,支撑了印刷系统工高性能需求。而另一方面,通过Automation Studio的高级语言支持,开发了集成套色系统、张力控制等专用于印刷领域的软件模块。为软包装印刷工业提供高品质、高速的生产设备开发-如表所示。
欢迎访问贝加莱CHINAPLAS 2023展台
文章来源: 贝加莱工业自动化
图片来源: 贝加莱工业自动化
转载平台:微信公众号
责任编辑:朱晓裔
审 核 人:李峥
2024-09-18
2024-09-13
2024-09-13
2024-09-19
2024-09-14
2024-09-14
2024-09-13
近日,《你好,未来工业》节目第二期“开放——将如何颠覆工业自动化的未来”,特邀机械工业信息研究院先进制造发展研究所所长陈琛、施耐德电气工业自动化业务总监杨航及北京京科伦冷冻设备有限公司电气自动化负责人郝立煊,共同探讨开放自动化技术将如何赋能未来工业。 “开放自动化”是必选项 信息技术的飞速发展为我们的生活和工作带来极大的便利,也加速推动了工业自动化的进程,显著提高了生产效率。
评论
加载更多