按需印刷 ——贝加莱数字印刷应用方案
文:文/贝加莱工业自动化(中国)有限公司2025年第二期
导语:贝加莱是印刷机械领域的全集成解决方案提供商,为了满足当前“按需印刷”的应用诉求,贝加莱开发的数字印 刷方案能够为客户提供集成硬件与软件、工艺解决方案以及整个机器生命周期里的服务支持等,因而赢得了全 球众多知名印刷机械厂商的青睐。
数字印刷技术正在以其更为灵活的批次、无缝的订单切 换等显著特点,在书刊及标签打印等领域发挥着越来越重要 的作用。在图1中,显示了数字印刷技术的独特优势——它正 在实现“按需印刷”的客户诉求。
传统的制版印刷如卷筒纸凹版、卫星式柔版等因其拥有 更高的印刷速度,因此更为胜任大批量的订单交付任务。而 卷筒纸数字印刷技术,则将“卷筒纸”的高速与喷墨的个性 化完美地融合在一起,实现了高速的个性化印刷工作。
贝加莱印刷方案除了在凹版、涂布、机组式/卫星式柔 版、商业轮转胶印等制版印刷领域的高速机器中得到了大量 应用之外,同样地,贝加莱也将其相关的技术扩展到了新的 数字印刷领域,其中包括卷筒纸以及单张纸高速印刷等。
1 数字印刷解决方案
图2是典型的卷筒纸书刊印刷及装订系统,它仍然包含 了传统印刷所需的材料放卷与牵引、裁切、折页配页、胶装 等连线生产能力。同时,它的印刷色组与喷墨结合,使得它 能够实现“高速与个性化”的完美融合。
在贝加莱的数字印刷方案中,其硬件如图3所示,其 中,包括了以下几个方面的硬件支撑(见图3、4):
(1)直接驱动技术
在放卷轴及喷墨的传动单元,通常会采用直接驱动的方 式,借助ACOPOS驱动系统的“齿槽间隙补偿”功能,它可 以使得直驱的扭矩电机能够更高精度和稳定的传输,这确保 了高精度的打印效果。
(2)色标检测与编码器高速接入
ACOPOS P3/ACOPOSmulti支持印刷色标信号的直接接 入,例如通过Trigger接受数字量的色标信号,或直接的编码 器接口接入,支持Sin/Cos、增量式、SSI、绝对值编码器等
图 1 数字印刷的优势与发展趋势
图 2 卷筒纸数字印刷技术的结构
图 3 完整的硬件系统
宽广的编码器类型。这些支持针对色标裁单或跟随外部编码 器(或主轴同步)实现电子凸轮裁切。
(3)控制系统的算法设计能力
针对机器的温度控制、张力、信号处理等功能,需要高 性能算法设计的应用——贝加莱的X20系列控制器、Power Panel一体化的控制器,均可提供高级语言算法的支持能力。
2 软件模块化
除了为印刷机系统提供硬件的完整方案之外,贝加莱 Automation Studio集成开发平台及平台上的mapp模块化 软件,也为机器软件的快速构建提供了便利。
在图4中,贝加莱的mapp软件也为数字印刷提供技术 支撑,这包括了以下几个方面:
(1)放卷及张力控制
贝加莱的mapp库包含了针对张力控制的mappTension, 它包含了张力检测信号处理、卷径计算、张力闭环——基于速 度或扭矩的控制(见图5)。
(2)带色标的电子凸轮裁切
对于标签类、包装用纸的擦切,直接通过速度跟踪的电 子凸轮裁切,或基于色标的裁切(mapp的色标抓取、电子 凸轮功能),均可方便的实现(见图6)。
对于ACOPOS P3或ACOPOSmulti的驱动系统而言,外 接的编码器或色标信号均可被直接接入至驱动系统;同步关 系直接在驱动器内部完成,而无需到主站进行同步,这确保 了高性能的响应能力——进而确保了裁切的精度与速度。
(3)定位与同步控制
针对多轴同步, mappMotion就可以直接处理,通过 POWERLINK的交叉通信,基于虚拟主轴的电子齿轮、电子 凸轮同步可以方便的实现。
(4)机器的网络连接能力
在控制系统中,内嵌Web Server、VNC Server、OPC UA Server,提供了控制器开放的数据连接能力,这使得 贝加莱控制系统的机器,能够实现远程的诊断与维护、与 MES/ERP及云端系统的开放连接能力,支持管理系统的全局 数据采集、调度与工艺下发。
3 全球知名厂商信任贝加莱
在数字印刷领域,一些知名品牌均与贝加莱有着深度的
图 4 软件模块化应用
图 5 贝加莱张力控制技术
图 6 裁切单元
合作关系,其中包括HP、佳能、捷拉斯、海德堡等全球知名 厂商。
(1)案例一:HP T系列
HP的T系列卷筒纸数字印刷是采用了贝加莱的高精度直 接驱动技术,它通过高精度的直驱动电机,提供了在全速下 3μm传动精度,确保了印刷单元的精准位置控制(见图7)。
采用ACOPOS驱动系统,可提供稳定的张力控制功能, 能够实现在244m/min高速印刷下的稳定材料控制性能。
(2)案例二:HP赛天使FB10000数字印刷系统
HP赛天使FB10000是一款平板型喷墨印刷机系统, 它 可以提供针对海报、零售广告、瓦楞纸产品的印刷,以及对 高冲击力感的大色块印刷图案的打印。此外,它还可以提供 最大160*320cm的打印幅面,这意味着它的送纸机构必须更 为精准,才能确保高品质的打印效果(见图8)。
贝加莱为赛天使提供了对机器的高速高精度送纸、裁切 等控制功能,模块化的机器设计使得其能够针对各种场景灵 活的变化,这一方面是基于机器本身的模块化,另一方面是 基于机器运行的模块化。前者主要是针对各个机型的软件构 建方面,而后者主要是针对机器内部的工作模块化设计方面 的能力。
(3)案例三:捷拉斯ECS340数字联线标签印刷机
Gallus的ECS 340是一台典型的将传统印刷的机械高速 传动与“喷墨技术”的个性化完美融合的机器。它在柔版机 组中添加了“喷墨打印”技术,可满足各种“个性化”需求服 务——例如为标签打印变化的二维码,或不同用户端的个性化 信息等等,这使得大规模的印刷与个性化在同一机器上能够 完美的融合。同时ECS还支持1200dpi的柔印品质并结合了 富士的喷墨技术——这两者能够为标签印刷提供165m/min的 打印速度(见图9)。
贝加莱为Gallus提供了该机器原有的控制系统,并进一 步融合了数字印刷——这两者之间在材料的输送和压印力上会 产生不同,而通过贝加莱开发的系统能够实现完美的跟随效 果。另外,Gallus ECS 340还与Heidelberg的Printec数字化 前端管理系统相融合,从而实现了从订单到作业的连接,不 仅印刷柔性,而且订单的柔性交付能力也得到了保障。
贝加莱是印刷机械领域的全集成解决方案提供商,其中 包括集成硬件与软件、工艺解决方案,以及在整个机器生命 周期里的服务支持能力等等,如图10所示。
图 7 HP T 系列数字印刷
图 8 HP 赛天使 FB10000
图 9 Gallus ECS 340
图 10 机器制造商的全集成解决方案服务
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