工业4.0 (i4.0)技术的迅速引入正在改变一系列行业的制造业,包括包装印刷。新的数据驱动智能系统提高了制造速度和灵活性,提高了生产率,减少了停机时间和浪费。
许多公司正在探索和集成i4.0技术,使“未来工厂”在今天成为现实。这包括Barry-Wehmiller的PCMC,一个柔性印刷设备的供应商,袋和组织转换,包装和非织造技术。利用博世力士乐先进的智能和机器学习能力的驱动和控制平台,PCMC最近推出了一个名为steady - print的i4.0智能技术解决方案,解决了柔版印刷中长期存在的“反弹”问题。
印刷术已经有几个世纪的历史了,古腾堡在15世纪发明了“现代”印刷概念。从那时起,印刷就像一门科学一样成为一门艺术,甚至伴随着今天高速柔版印刷系统的到来。尽管这些系统采用了先进的自动化技术,能够以每分钟2000英尺的速度打印复杂的工作,但打印操作的某些方面往往依赖于操作员的巧妙操作——甚至是“微调”——才能打印出完美的图像。与“弹跳”问题相关的浪费最常见的是在印刷运行的开始具有挑战性的图形。这些具有挑战性的图形通常在印版上有一个坚硬的前沿,与相反的压印辊相遇,造成影响印刷配准的冲击。这个问题导致印刷质量差,油墨分布不均,或颜色过期。印刷机操作员通常手动调整印刷机上的各种设置,直到他们最小化反弹效果,有时无法消除这些对印刷质量的不利影响。
“每个柔版打印机都与某些反弹工作斗争,”罗德尼潘宁斯说,PCMC销售总监。“在印刷中,总体目标是让印刷机快速启动并全速运行,尽可能减少设置时间和浪费的材料。反弹导致了时间和材料的浪费,公司必须依靠有经验的印刷机操作员微调印刷设置,仍然让印刷机以尽可能高的机器速度运行,以高质量的输出。”
据Pennings介绍,PCMC将最新的i4.0技术纳入其新的SteadyPrint功能,作为减少打印设置时间,提高质量,减少打印浪费的解决方案,即使是经验较少的机器操作员。PCMC从博世力士乐获得开发SteadyPrint所需的资源和能力,包括:
•智能运动控制技术,可以“学习”和响应扭矩补偿
•支持高速Sercos通信架构,具有实时运动控制优势
•开放核心接口工具,允许使用第三方编程语言访问额外的运动控制功能和分析
PCMC还与WI De Pere的CMA Flodyne/Hydradyne合作,为该公司的Fusion和ELSMax柔版印刷机开发steady - print功能。SteadyPrint是基于一种干扰消除算法,该算法利用伺服驱动器中的智能“学习”每个打印作业的电子签名,并迅速消除产生反弹的干扰。当客户有机会通过将样本工作带入PCMC来测试该功能时,他们能够将压力机速度提高200%至400%,并减少高达35%的浪费。
潘宁斯说:“我们有很多客户来做弹跳试验,虽然每个客户的打印工作都是不同的,但他们所有人的速度都是以前的两倍或三倍,或全速快得多。”“一位客户有一项复杂的工作,由于反弹,在他们的媒体上只能以每分钟300英尺的速度运行。他们在Fusion印刷机上以每分钟1500英尺的速度运行相同的工作,无需操作人员调整。”
每个Fusion印刷机系统都由一个大的中央压印筒组成,直径8到10英尺,周围有8到10个印刷“甲板”,两个圆筒,一个装图像,另一个装油墨。
和其他PCMC压力机一样,Fusion压力机已经使用IndraDrive M伺服驱动器和IndraDyn T无框转矩电机来控制气缸和IndraMotion MLC运动逻辑自动化平台来进行整体机器控制。
为了开发SteadyPrint,力士乐运动控制工程师Brian Schmidt说,他们使用力士乐indrdrive伺服驱动器固有的功能来收集关于每个轴上运动的新数据。
“我们的indrdrive伺服驱动器寄存器会反弹,因为扭矩干扰。驱动器将抵消干扰和平滑运动,但当干扰发生时,打印质量受到不利影响。”Schmidt说,通过捕捉扭矩反馈、速度反馈和驱动器位置反馈的数据,扭矩反馈有一个签名,每滚动一次重复。
“我们开发了一个概念来记录这种模式,”施密特说。“然后,我们应用补偿算法,以抵消扭矩扰动的影响,显著减少位置误差。”
Schmidt表示,每次打印作业只需要气缸旋转几圈,驱动器就能“掌握”所需的扭矩偏移量;SteadyPrint功能,然后进行基于驱动的算法和消除需要的手动机械调整平滑打印质量和消除反弹。这也消除了浪费材料的机械调整,并使全速印刷几乎从每一个印刷运行的开始。
PCMC正在对Fusion压力机的机械设计进行改进,以减少挠度,包括改进的芯轴支撑安排,以增加甲板的稳定性。该公司还使用基于indrdrive驱动的扭矩偏移算法,在全系列Fusion压力机系统以及该公司的ELSMax压力机中实现其steady - print能力。
Pennings表示,SteadyPrint功能证实了博世力士乐在自动化和运动控制方面的核心优势:使用分布式驱动集成智能来解决运动控制挑战通常是最聪明和最有效的方法,而不是依赖PLC来处理所有的处理过程。
“如果硬盘里没有情报,我们不可能这么做,”他说。考虑到这些打印作业的速度和动态性能——每分钟1000到2000英尺,重复次数低至12英寸。Long——让控制器处理补偿是不可能的。它必须在驱动器中。”
高速Sercos基于以太网的通信总线作为其运动控制平台的主干,也使PCMC能够推进其连接机器的概念。
潘宁斯说:“有了Sercos,我们可以扩展硬盘捕获的所有数据。”“这让我们能够更深入地了解驱动器,并使我们能够实现系统仪表板和预测性维护能力,我们可以通过云远程连接,支持客户实时管理他们的系统。”
施密特表示,开放核心接口增强了PCMC的灵活性,为其客户提供连接机器的功能。开放核心接口是一个机器控制编程接口,用于创建高级的、基于语言的应用程序。PCMC使用Open Core Interface从驱动器中提取数据,如扭矩、位置和速度数据,然后使用第三方编程语言和数据分析包进行分析,而不是通过传统的PLC方法交换数据。
柔性版印刷技术协会(FTA)最近将其FTA技术创新奖,重金属类,授予PCMC的steady - print系统。潘宁斯归功于密切的工作伙伴关系,他的人通过多次创新会议和系统改进发展的成功和认可,SteadyPrint已经完成。
博世力士乐
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了下:驱动器(直流)