按需印刷 ——貝加萊數(shù)字印刷應(yīng)用方案

　　數(shù)字印刷技術(shù)正在以其更為靈活的批次、無縫的訂單切 換等顯著特點(diǎn)，在書刊及標(biāo)簽打印等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要 的作用。在圖1中，顯示了數(shù)字印刷技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢——它正 在實現(xiàn)“按需印刷”的客戶訴求。

　　傳統(tǒng)的制版印刷如卷筒紙凹版、衛(wèi)星式柔版等因其擁有 更高的印刷速度，因此更為勝任大批量的訂單交付任務(wù)。而 卷筒紙數(shù)字印刷技術(shù)，則將“卷筒紙”的高速與噴墨的個性 化完美地融合在一起，實現(xiàn)了高速的個性化印刷工作。

　　貝加萊印刷方案除了在凹版、涂布、機(jī)組式/衛(wèi)星式柔 版、商業(yè)輪轉(zhuǎn)膠印等制版印刷領(lǐng)域的高速機(jī)器中得到了大量 應(yīng)用之外，同樣地，貝加萊也將其相關(guān)的技術(shù)擴(kuò)展到了新的 數(shù)字印刷領(lǐng)域，其中包括卷筒紙以及單張紙高速印刷等。

　　1 數(shù)字印刷解決方案

　　圖2是典型的卷筒紙書刊印刷及裝訂系統(tǒng)，它仍然包含 了傳統(tǒng)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(chǎn)能力。同時，它的印刷色組與噴墨結(jié)合，使得它 能夠?qū)崿F(xiàn)“高速與個性化”的完美融合。

　　在貝加萊的數(shù)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(見圖3、4)：

　　(1)直接驅(qū)動技術(shù)

　　在放卷軸及噴墨的傳動單元，通常會采用直接驅(qū)動的方 式，借助ACOPOS驅(qū)動系統(tǒng)的“齒槽間隙補(bǔ)償”功能，它可 以使得直驅(qū)的扭矩電機(jī)能夠更高精度和穩(wěn)定的傳輸，這確保 了高精度的打印效果。

　　(2)色標(biāo)檢測與編碼器高速接入

　　ACOPOS P3/ACOPOSmulti支持印刷色標(biāo)信號的直接接 入，例如通過Trigger接受數(shù)字量的色標(biāo)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

圖 1 數(shù)字印刷的優(yōu)勢與發(fā)展趨勢

圖 2 卷筒紙數(shù)字印刷技術(shù)的結(jié)構(gòu)

圖 3 完整的硬件系統(tǒng)

　　寬廣的編碼器類型。這些支持針對色標(biāo)裁單或跟隨外部編碼 器(或主軸同步)實現(xiàn)電子凸輪裁切。

　　(3)控制系統(tǒng)的算法設(shè)計能力

　　針對機(jī)器的溫度控制、張力、信號處理等功能，需要高 性能算法設(shè)計的應(yīng)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的支持能力。

　　2 軟件模塊化

　　除了為印刷機(jī)系統(tǒng)提供硬件的完整方案之外，貝加萊 Automation Studio集成開發(fā)平臺及平臺上的mapp模塊化 軟件，也為機(jī)器軟件的快速構(gòu)建提供了便利。

　　在圖4中，貝加萊的mapp軟件也為數(shù)字印刷提供技術(shù) 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(huán)——基于速 度或扭矩的控制(見圖5)。

　　(2)帶色標(biāo)的電子凸輪裁切

　　對于標(biāo)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(biāo)的裁切(mapp的色標(biāo)抓取、電子 凸輪功能)，均可方便的實現(xiàn)(見圖6)。

　　對于ACOPOS P3或ACOPOSmulti的驅(qū)動系統(tǒng)而言，外 接的編碼器或色標(biāo)信號均可被直接接入至驅(qū)動系統(tǒng);同步關(guān) 系直接在驅(qū)動器內(nèi)部完成，而無需到主站進(jìn)行同步，這確保 了高性能的響應(yīng)能力——進(jìn)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(xiàn)。

　　(4)機(jī)器的網(wǎng)絡(luò)連接能力

　　在控制系統(tǒng)中，內(nèi)嵌Web Server、VNC Server、OPC UA Server，提供了控制器開放的數(shù)據(jù)連接能力，這使得 貝加萊控制系統(tǒng)的機(jī)器，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的診斷與維護(hù)、與 MES/ERP及云端系統(tǒng)的開放連接能力，支持管理系統(tǒng)的全局 數(shù)據(jù)采集、調(diào)度與工藝下發(fā)。

　　3 全球知名廠商信任貝加萊

　　在數(shù)字印刷領(lǐng)域，一些知名品牌均與貝加萊有著深度的

圖 4 軟件模塊化應(yīng)用

圖 5 貝加萊張力控制技術(shù)

圖 6 裁切單元

　　合作關(guān)系，其中包括HP、佳能、捷拉斯、海德堡等全球知名 廠商。

　　(1)案例一：HP T系列

　　HP的T系列卷筒紙數(shù)字印刷是采用了貝加萊的高精度直 接驅(qū)動技術(shù)，它通過高精度的直驅(qū)動電機(jī)，提供了在全速下 3μm傳動精度，確保了印刷單元的精準(zhǔn)位置控制(見圖7)。

　　采用ACOPOS驅(qū)動系統(tǒng)，可提供穩(wěn)定的張力控制功能， 能夠?qū)崿F(xiàn)在244m/min高速印刷下的穩(wěn)定材料控制性能。

　　(2)案例二：HP賽天使FB10000數(shù)字印刷系統(tǒng)

　　HP賽天使FB10000是一款平板型噴墨印刷機(jī)系統(tǒng)， 它 可以提供針對海報、零售廣告、瓦楞紙產(chǎn)品的印刷，以及對 高沖擊力感的大色塊印刷圖案的打印。此外，它還可以提供 最大160*320cm的打印幅面，這意味著它的送紙機(jī)構(gòu)必須更 為精準(zhǔn)，才能確保高品質(zhì)的打印效果(見圖8)。

　　貝加萊為賽天使提供了對機(jī)器的高速高精度送紙、裁切 等控制功能，模塊化的機(jī)器設(shè)計使得其能夠針對各種場景靈 活的變化，這一方面是基于機(jī)器本身的模塊化，另一方面是 基于機(jī)器運(yùn)行的模塊化。前者主要是針對各個機(jī)型的軟件構(gòu) 建方面，而后者主要是針對機(jī)器內(nèi)部的工作模塊化設(shè)計方面 的能力。

　　(3)案例三：捷拉斯ECS340數(shù)字聯(lián)線標(biāo)簽印刷機(jī)

　　Gallus的ECS 340是一臺典型的將傳統(tǒng)印刷的機(jī)械高速 傳動與“噴墨技術(shù)”的個性化完美融合的機(jī)器。它在柔版機(jī) 組中添加了“噴墨打印”技術(shù)，可滿足各種“個性化”需求服 務(wù)——例如為標(biāo)簽打印變化的二維碼，或不同用戶端的個性化 信息等等，這使得大規(guī)模的印刷與個性化在同一機(jī)器上能夠 完美的融合。同時ECS還支持1200dpi的柔印品質(zhì)并結(jié)合了 富士的噴墨技術(shù)——這兩者能夠為標(biāo)簽印刷提供165m/min的 打印速度(見圖9)。

　　貝加萊為Gallus提供了該機(jī)器原有的控制系統(tǒng)，并進(jìn)一 步融合了數(shù)字印刷——這兩者之間在材料的輸送和壓印力上會 產(chǎn)生不同，而通過貝加萊開發(fā)的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)完美的跟隨效 果。另外，Gallus ECS 340還與Heidelberg的Printec數(shù)字化 前端管理系統(tǒng)相融合，從而實現(xiàn)了從訂單到作業(yè)的連接，不 僅印刷柔性，而且訂單的柔性交付能力也得到了保障。

　　貝加萊是印刷機(jī)械領(lǐng)域的全集成解決方案提供商，其中 包括集成硬件與軟件、工藝解決方案，以及在整個機(jī)器生命 周期里的服務(wù)支持能力等等，如圖10所示。

圖 7 HP T 系列數(shù)字印刷

圖 8 HP 賽天使 FB10000

圖 9 Gallus ECS 340

　　圖 10 機(jī)器制造商的全集成解決方案服務(wù)