數字印刷技術正在以其更為靈活的批次、無縫的訂單切換,正在書刊及標簽打印等領域發揮著越來越重要的作用。圖1顯示了數字印刷的獨特優勢—它正在實現“按需打印”的客戶訴求。
圖1-數字印刷的優勢展大趨勢
而傳統的制版印刷如卷筒紙的凹版、衛星式柔版擁有更高的印刷速度,因此更為勝任大批量的訂單交付。而卷筒紙數字印刷技術,則將“卷筒紙”的高速與噴墨的個性化完美融合,實現了高速的個性化印刷。
貝加萊除了在凹版、涂布、機組式/衛星式柔版、商業輪轉膠印等制版印刷領域的高速機器應用。也同樣將其相關的技術擴展到了新的數字印刷領域,包括卷筒紙領域,以及單張紙領域的高速印刷。
圖2是典型的卷筒紙書刊印刷及裝訂系統,它仍然包含了傳統印刷所需的材料放卷與牽引、裁切、折頁配頁、膠裝等連線生產能力。同時,它的印刷色組與噴墨結合,使得它能夠實現“高速與個性化”的完美融合。
圖2-卷筒紙數字印刷技術的結構
圖3-完整的硬件系統
在貝加萊的數字印刷方案中,其硬件如圖3所示,其中,包括了以下幾個方面的硬件支撐:
->直接驅動技術
在放卷軸及噴墨的傳動單元,通常會采用直接驅動的方式,由于ACOPOS驅動系統的“齒槽間隙補償”功能,它可以使得直驅的扭矩電機能夠更高精度和穩定的傳輸,這確保了高精度的打印。
->色標檢測與編碼器高速接入
ACOPOS P3/ACOPOSmulti支持印刷色標信號的直接接入,例如通過Trigger接受數字量的色標信號,或直接的編碼器接口接入,支持Sin/Cos、增量式、SSI、絕對值編碼器等寬廣的編碼器類型。這些支持針對色標裁單或跟隨外部編碼器(或主軸同步)實現電子凸輪裁切。
->控制系統的算法設計能力
針對機器的溫度控制、張力、信號處理等需要高性能算法設計的應用-貝加萊的X20系列控制器、Power Panel 一體化的控制器,均可提供高級語言算法支持能力。
除了為印刷機系統提供硬件的完整方案,貝加萊Automation Studio集成開發平臺及平臺上的mapp模塊化軟件,也為機器的軟件快速構建提供便利。
圖4-軟件模塊化應用
在圖4中,貝加萊的mapp軟件也為數字印刷提供技術支撐,這包括了以下幾個方面:
1 放卷及張力控制:
貝加萊的mapp庫包含了針對張力控制的mappTension,它包含了張力檢測信號處理、卷徑計算、張力閉環-基于速度或扭矩的控制。
圖5-張力控制技術
2 帶色標的電子凸輪裁切
對于標簽類、包裝用紙的擦切,直接通過速度跟蹤的電子凸輪裁切,或基于色標的裁切(mapp的色標抓取、電子凸輪功能),均可方便的實現。
圖6-裁切單元
對于ACOPOS P3或ACOPOSmulti的驅動系統而言,外接的編碼器或色標信號均可被直接接入至驅動系統。同步關系直接在驅動器內部完成,而無需到主站進行同步,這確保了高性能的響應能力—進而確保了裁切的精度與速度。
3 定位與同步控制
針對多軸同步,mappMotion就可以直接處理,通過POWERLINK的交叉通信,基于虛擬主軸的電子齒輪、電子凸輪同步可以方便的實現。
4 機器的網絡連接能力
在控制系統中,內嵌Web Server、VNC Server、OPC UA Server,提供了控制器開放的數據連接能力。這使得貝加萊控制系統的機器,能夠實現遠程的診斷與維護、與MES/ERP及云端系統的開放連接能力,支持管理系統的全局數據采集、調度與工藝下發。
在數字印刷領域,知名的品牌均與貝加萊有著深度的合作,這包括HP、佳能、捷拉斯、海德堡等全球知名廠商。
案例一:HP T系列
HP的T系列卷筒紙數字印刷是采用了貝加萊的高精度直接驅動技術,它通過高精度的直驅動電機,提供了在全速下3μm傳動精度,確保了印刷單元的精準位置控制。
圖7-HP T系列數字印刷
采用ACOPOS驅動系統,提供了穩定的張力控制,能夠實現在244m/min的高速印刷下的穩定材料控制。
案例2:HP賽天使FB10000數字印刷系統
HP賽天使FB10000是一款平板型噴墨印刷機系統,它可以提供針對海報、零售廣告、瓦楞紙產品的印刷,針對高沖擊力感的大色塊印刷圖案打印。它可以提供最大160*320cm的打印幅面,這意味著它的送紙機構必須更為精準,才能確保高品質的打印。
圖8-HP賽天使FB10000
貝加萊為賽天使提供了機器的高速高精度送紙、裁切的控制,模塊化的機器設計使得其能夠針對各種場景靈活的變化—一方面,機器本身的模塊化,另一方面,機器運行的模塊化。前者主要是在各個機型的軟件構建方面,而后者主要在機器內部的工作模塊化設計方面的能力。
案例3:捷拉斯ECS340數字聯線標簽印刷機
Gallus的ECS 340是一個典型的將傳統印刷的機械高速傳動與“噴墨技術”的個性化完美融合的機器。它在柔版機組中添加了“噴墨打印”技術,這使得在需要“個性化”的內容-例如為標簽打印變化的二維碼,或不同的用戶端個性化信息—這使得大規模的印刷與個性化在同一機器上完美的融合。ECS支持1200dpi的柔印品質并結合了富士的噴墨技術—這兩者能夠為標簽提供165m/min的打印速度。
圖9-Gallus ECS 340
貝加萊為Gallus提供了該機器的原有的控制系統,并融合了數字印刷—這兩者之間在材料的輸送和壓印力上會產生不同,通過貝加萊系統實現了完美的跟隨。
另外,Gallus ECS 340還與Heidelberg的Printec數字化前端管理系統融合,實現了從訂單到作業的連接,不僅印刷柔性,而且訂單的柔性交付能力。
貝加萊是印刷機械領域的全集成解決方案提供商,這里包括集成硬件與軟件、工藝的解決方案,以及在整個機器生命周期里的服務支持能力。如圖10所示。
圖10-機器制造商的全集成解決方案服務