尽管人们将印刷视为传统行业,但事实上并非如此——过去数百年一直处于最大市场的书刊印刷的确开始停滞。但在软包装印刷领域,仍然保持着高成长性。每天,我们逛超市、商场里琳琅满目的食品、饮料、生活用品,都是通过印刷,为品牌提供亦或时尚、亦或简约的企业价值主张。这些色彩斑斓的包装,给予我们生活“添彩”。
作为一个与消费紧密相关的领域,它也是一个成本敏感型行业,不仅要极高的机械速度来降低单位生产成本。并且,对于每个环节都“锱铢必较”—更低的开机浪费、更快的换卷、材料的节省与能源的节省。这背后,都需要依靠高性能的电气控制与传动技术作为支撑。

图1 贝加莱软包装印刷领域的技术优势层级
另一方面,在材料、包装工艺等方面,软包装印刷行业的企业们也在不断的创新,以能够提供更为绿色、轻质且可回收方面的新材料及工艺。这些创新都需要机电控制技术的创新来配合。这似乎是一个传统行业,但实际上,它又是一个充满了科技含量的领域。因为,它的科技含量是在历史悠久的竞争中继承和发展起来的。
软包装印刷关键技术
术业有专攻,软包装印刷机械领域的工艺控制,正在朝着集约的方向发展。贝加莱是该领域的创新参与者、机电工程顾问。一个自动化企业,能够在垂直细分市场成功,是需要整体的能力构建的,它包括了几个层面的能力打造:
硬件层面,采用开关量、模拟量、光纤及视觉等多种形式的色标检测与处理技术,结合ACOPOSmulti/P3处理器的特殊涂层设计(适应印刷工厂高温、高湿及粉尘环境),并搭载基于共直流母线技术的ACOPOSmulti驱动系统,实现节能降耗与长期稳定运行;软件平台层面,依托Automation Studio全流程开发工具,集成基础温度控制库、收放卷卷取控制库及电子齿轮/电子凸轮同步功能。行业应用层面,色标抓取技术可灵活应对异形标与弱标检测需求;套色控制系统有效应对PE等易变形材料的变化;配方恢复与一键开机功能显著降低开机浪费,降低操作人员工作难度,以便快速进入稳态生产;人才支撑上,贝加莱组建了由印刷技术专家、行业销售顾问及方案研究院构成的跨学科团队,这确保了贝加莱可以用行业的语言,深入行业工艺,与机器制造商共同合作,为用户提供整体印刷工厂的解决方案。

图2 凹版印刷机
贝加莱在软包装印刷领域的优势
高速凹版印刷机:凹版印刷是比较典型的软包装印刷设备,它具有更高品质的色彩饱和度,以及能够更大的单批次订单承接能力,一直是软包装印刷领域的主力机型。在20年前,通常机械速度都在200 m/min,可今天,这个速度已经达到了600 m/min。贝加莱为凹版印刷提供从色标检测、收放卷张力控制、裁断、套色的整体方案。其中专门开发适应多种机型的色标检测,以及为降低终端生产而设计的一键开机、配方记忆功能,使得用户更易于使用,降低开机浪费。
卫星式柔版:在30年前,卫星式柔版因为复杂的工艺而无法被大量生产,即使它的优势明显。但今天,国内已经开始在印刷领域做出了极大的进步。卫星式柔版,采用了每个机组的机械独立控制,让产品换单更为灵活。其印刷色彩多达10色、600 m/min、1800 mm幅面。贝加莱的ACOPOSmulti系统,采用共直流母线控制技术,相较于其它机组更为节能,可以达到30%的能耗节省。
机组式柔版印刷机:在软包印刷中,机组式在油墨环保性更具优势,因此,在食品、制药等要求环保较高的领域大量应用。事实上,这一领域竞争异常激烈,也正是这种严苛的市场竞争,推动了行业对控制技术和智能技术的更高追求。

图3 贝加莱机器健康医生AI工具包M.Doctor
应对软包装印刷的挑战
在变化的市场中,不断通过工程创新来持续满足行业的发展,这是自动化企业能够长期生存并赢得信任的关键。贝加莱一直深度参与并领先其中。在很多时候,那些“趋势”,在贝加莱和伙伴的机器上,已经是“标配”功能。
1.对质量的严苛追求
对于软包装印刷领域,随着订单的变小,而造成的开机浪费、切换中的废料,这些都会带来成本的上升。在软包装这种消费市场近的市场里,“锱铢必较”是必须的选择。目前,采用机器视觉的色标检测,更好的满足了高精度的色标检测,及品质管控支持能力。贝加莱的集成视觉,将光源、镜头、相机和通信集于一体。
2.产品复杂性与效率
如今,仅2000 m的软包订单也并非稀奇,并且,下游的食品、制药行业都在电商的业务高速发展下,从订单到交付的周期在不断逼近极限。而更多的代工业务使得印刷厂必须面对生产的变化。这一切都需要机器更快的灵活性。持续的工艺库优化,在每个细节的雕琢,才能去应对这种变化。贝加莱与机器伙伴一直在各种细节上不断的打磨。包括如何降低开机浪费、在卷料切换时最小的裁切浪费、快速的重复印刷配方管理等。
3.节能与环保
从终端消费者及政府环保监管视角都需要予以支持,限塑令使得更多的包材从塑料到冷箔的转变。另一方面,单一材料的需求在工艺上也提出了新的挑战。无溶剂复合、环保油墨也需要新的工艺控制来匹配。机器运行能耗的降低,也是需要被考虑的。
4.易用性设计
随着人工的匮乏,具有丰富经验的技师难觅,这导致了机器需要更为简单的设计。而这些背后则是软件能力的体现。如何让机器的故障被更快定位,并以直观的方式提供指导,是提升设备可维护性的关键。同时,通过采用mappVIEW设计的HMI界面,使机器操作更易于学习、维护更加便捷,并支持远程诊断功能,从而全面提升设备的智能化运维水平。
5.数字智能
生产企业对于数据的需求正在成为“必需”,用于品质的工艺追溯与改善。这需要机器在物理的通信接口、通信的软件接口实现能够流畅的采集、传输和预处理,以便排程、OEE计算、成本合算与工艺改善等智能系统的便利数字应用。在贝加莱的控制器上均配置有OPC UA Server,它可以支持控制器与MES/ERP、云端运行的数据存储、AI分析软件的连接。这些能力提供了机器作为一个“数据源”,进行各种智能分析的可能。并通过下行参数直接到机台,被解析为可执行的智能机器。
6.数字化服务能力
对于终端生产企业而言,企业的服务能力也是再次采购的关键决策因素。采用数字化的远程桌面系统访问能力、程序的上传下载、预测性维护。都是机器制造商的机器所迫切需要提升的能力。贝加莱的Panel PC采用Windows支持多核芯片,能够实现Web Server、OPC UA Server,实现远程访问的易用性。图3所示的M.Doctor就是一个能够提供机器健康的监测工具包,基于机器学习而设计。不仅可以用于现场运营,在机器的安装调试阶段,它的灵活安装配置,也可以改善机器设计和安装的质量。
除此之外,随着消费市场的崛起,从移动端的订单,到设计与规划、制造和末端物流等,构成的整个数字化服务,也需要制造系统具有高度的灵活性,能够成为企业整体数字化运营的有机构成。
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