摘 要：在材料、包裝工藝等方面，軟包裝印刷行業(yè)的企業(yè)們正在不斷創(chuàng)新，以能夠提供更為綠色、輕質(zhì)、可回收方面的 新材料及工藝，這些創(chuàng)新需要機(jī)電控制技術(shù)來(lái)配合，本文重點(diǎn)介紹了目前軟包裝印刷機(jī)械工藝控制領(lǐng)域的最新發(fā) 展趨勢(shì)，以及貝加萊在軟包裝印刷控制系統(tǒng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)。

文/貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司

        盡管人們將印刷這一領(lǐng)域視為傳統(tǒng)行業(yè)，但事實(shí)上并非 如此——過(guò)去數(shù)百年一直處于最大市場(chǎng)的書刊印刷的確開(kāi)始停 滯，但在軟包裝印刷領(lǐng)域，仍然保持著高成長(zhǎng)性。每天，人 們?cè)诔?、商?chǎng)里看到的琳瑯滿目的食品、飲料、生活用品 等等都要用到印刷包裝技術(shù)，為品牌提供亦或時(shí)尚、亦或簡(jiǎn) 約的企業(yè)價(jià)值主張。這些色彩斑斕的商品包裝外觀，同時(shí)也 給予人們生活“添彩”。
       作為一個(gè)與消費(fèi)緊密相關(guān)的領(lǐng)域，印刷也是一個(gè)成本敏 感型行業(yè)，不僅要極高的機(jī)械速度來(lái)降低單位生產(chǎn)成本，并 且，對(duì)于每個(gè)環(huán)節(jié)都“錙銖必較”——更低的開(kāi)機(jī)浪費(fèi)、更快 的換卷時(shí)間、材料的節(jié)省、能源的節(jié)省等——這背后，都需要 依靠高性能的電氣控制與傳動(dòng)技術(shù)作為支撐。
       另一方面，在材料、包裝工藝等方面，軟包裝印刷行業(yè) 的企業(yè)們也在不斷的創(chuàng)新，以能夠提供更為綠色、輕質(zhì)、可 回收的新材料及工藝，這些同樣需要機(jī)電控制技術(shù)的創(chuàng)新來(lái) 配合。

這似乎是一個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)，但實(shí)際上，它又是一個(gè)充滿了 科技含量的領(lǐng)域，因?yàn)椋目萍歼M(jìn)步是在歷史悠久的競(jìng)爭(zhēng) 中繼承和發(fā)展起來(lái)的。

1 軟包裝印刷關(guān)鍵技術(shù)

     術(shù)業(yè)有專攻，軟包裝印刷機(jī)械領(lǐng)域的工藝控制，正在朝 著集約的方向發(fā)展。貝加萊是該領(lǐng)域的創(chuàng)新參與者和機(jī)電工 程顧問(wèn)。圖1是貝加萊在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)層級(jí)。
     一個(gè)自動(dòng)化企業(yè)能夠在某一垂直細(xì)分市場(chǎng)里取得成功，是 需要整體能力來(lái)構(gòu)建的，它包括了以下四個(gè)層面的能力打造。
（1）基礎(chǔ)構(gòu)成：硬件解決方案
· 采用開(kāi)關(guān)量、模擬量、光纖、視覺(jué)多種形式的色標(biāo)檢測(cè) 與處理；
· ACOPOSmulti/P3處理器均做了特殊涂層處理以符合印 刷工廠的特殊環(huán)境；
·采用共直流母線技術(shù)的ACOPOSmulti驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，更節(jié)能。

（2）軟件
· Automation Studio平臺(tái)，提供機(jī)器的全流程開(kāi)發(fā)服務(wù) 支持能力，以及所有對(duì)象的集成；
· 基礎(chǔ)溫度控制庫(kù)；
· 收放卷卷取控制庫(kù)；
· 電子齒輪/電子凸輪同步。
（3）行業(yè)解決方案
· 色標(biāo)抓?。横槍?duì)各種標(biāo)形的靈活檢測(cè)，并針對(duì)弱標(biāo)更強(qiáng) 的能力；
· 套色控制：針對(duì)各種材料的變化，尤其像PE這種易變 形的材料；
· 配方恢復(fù)：降低開(kāi)機(jī)浪費(fèi)，能夠快速進(jìn)入穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)；
· 一鍵開(kāi)機(jī)：降低操作人員工作難度，降低開(kāi)機(jī)浪費(fèi)。
（4）機(jī)電工程人才
     人才是關(guān)鍵，貝加萊在軟包裝印刷行業(yè)里可以提供包括 印刷技術(shù)組、行業(yè)銷售顧問(wèn)、方案研究院等專業(yè)人才來(lái)支撐， 這確保了貝加萊可以用行業(yè)的語(yǔ)言，深入行業(yè)工藝，與機(jī)器制 造商共同合作，為用戶提供整體印刷工廠的解決方案。

2 貝加萊在軟包裝印刷領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)
（1）高速凹版印刷機(jī)
      凹版印刷機(jī)械是比較典型的軟包裝印刷設(shè)備，它具有 更高品質(zhì)的色彩飽和度，以及能夠更大的單批次訂單承接能 力，一直是軟包裝印刷領(lǐng)域的主力機(jī)型。在20年前，通常機(jī) 械速度都在200m/min，可是在今天，這個(gè)速度已經(jīng)達(dá)到了 600m/min（圖2）。
     貝加萊可為凹版印刷設(shè)備提供包括色標(biāo)檢測(cè)、收放卷張 力控制、裁斷、套色等在內(nèi)的整體方案。其中專門開(kāi)發(fā)的適 應(yīng)多種機(jī)型的色標(biāo)檢測(cè)，以及為降低終端生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的一鍵 開(kāi)機(jī)、配方記憶功能，使得用戶更易于使用，同時(shí)還降低了 開(kāi)機(jī)浪費(fèi)。
（2）衛(wèi)星式柔版
      在30年前，衛(wèi)星式柔版因?yàn)閺?fù)雜的工藝而無(wú)法被大量生 產(chǎn)，即使它的優(yōu)勢(shì)明顯。但今天，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始在印刷領(lǐng)域 取得了極大的進(jìn)步。衛(wèi)星式柔版采用了每個(gè)機(jī)組的機(jī)械獨(dú)立 控制，讓產(chǎn)品換單更為靈活，其印刷色彩多達(dá)10色、600m/ min、1800mm幅面（圖3）。
貝加萊的ACOPOSmulti系統(tǒng)采用共直流母線控制技術(shù)，

相較于其它機(jī)組更為節(jié)能，可以達(dá)到30%的能耗節(jié)省效果。
（3）機(jī)組式柔版印刷機(jī)
       在軟包印刷中，機(jī)組式在油墨環(huán)保性更具優(yōu)勢(shì)，因此，在 食品、制藥等環(huán)保要求較高的領(lǐng)域中被大量應(yīng)用（圖4）。
事實(shí)上，在很大程度上，這是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的領(lǐng) 域，但也是這種嚴(yán)苛的市場(chǎng)環(huán)境，才會(huì)對(duì)控制技術(shù)以及智能 技術(shù)的追求更高。

3 應(yīng)對(duì)軟包裝印刷的挑戰(zhàn)——技術(shù)進(jìn)行中

       在變化的市場(chǎng)中，不斷地通過(guò)工程創(chuàng)新，來(lái)持續(xù)滿足 行業(yè)的發(fā)展，這是自動(dòng)化企業(yè)能夠長(zhǎng)期生存、贏得信任的關(guān) 鍵。圖5顯示了軟包裝領(lǐng)域的幾個(gè)發(fā)展方向，貝加萊一直深度 參與并在其中保持領(lǐng)先。在很多時(shí)候，一些“趨勢(shì)”在貝加萊 和其伙伴的機(jī)器上早已成為了“標(biāo)配”功能（圖5）。

（1）質(zhì)量的嚴(yán)苛追求
       對(duì)于軟包裝印刷領(lǐng)域，隨著訂單的變小，而造成的開(kāi)機(jī) 浪費(fèi)、切換中的廢料等，這些都會(huì)帶來(lái)成本的上升。在軟包 裝這種消費(fèi)型市場(chǎng)里，“錙銖必較”是必須的選擇。
       目前，采用機(jī)器視覺(jué)的色標(biāo)檢測(cè)，能夠更好地滿足高精 度色標(biāo)檢測(cè)以及品質(zhì)管控支持能力。為此，貝加萊的集成視 覺(jué)系統(tǒng)將光源、鏡頭、相機(jī)、通信集于一體。
（2）產(chǎn)品復(fù)雜性與效率
       今天，僅2000米的軟包訂單也并非稀奇，并且，下游的 食品、制藥行業(yè)都在電商業(yè)務(wù)的高速發(fā)展下，從訂單到交付 的周期也在不斷地逼近極限。而更多的代工業(yè)務(wù)使得印刷廠 必須要面對(duì)生產(chǎn)的快速變化，這一切都需要機(jī)器具備更快的 靈活性。
       為此，持續(xù)的對(duì)工藝庫(kù)進(jìn)行優(yōu)化，以及對(duì)每個(gè)細(xì)節(jié)的雕 琢，才能更好地應(yīng)對(duì)這種變化。貝加萊與機(jī)器伙伴一直在各 種細(xì)節(jié)上不斷打磨，其中包括如何降低開(kāi)機(jī)浪費(fèi)、在卷料切 換時(shí)達(dá)到最小的裁切浪費(fèi)、快速的重復(fù)印刷配方管理等等。
（3）節(jié)能與環(huán)保
      從終端消費(fèi)者及政府環(huán)保監(jiān)管的視角都需要予以支持， “限塑令”使得更多的包裝材料從塑料向冷箔轉(zhuǎn)變。另一方 面，單一材料的需求在工藝上也提出了新的挑戰(zhàn)，并且無(wú)溶 劑復(fù)合、環(huán)保油墨需要新的工藝控制來(lái)匹配；此外，機(jī)器運(yùn) 行能耗的降低，是也需要被考慮的。
（4）易用性設(shè)計(jì)
       隨著人工的匱乏，具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技師難覓，這導(dǎo)致了 機(jī)器需要更為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。而這些背后則是軟件能力的體現(xiàn) ——如何讓機(jī)器故障更為快速地被定位，且能以直觀的形式 給出指導(dǎo)，且具備更易于學(xué)習(xí)的機(jī)器操作能力，以及具備易 于維護(hù)、易于遠(yuǎn)程診斷功能等等。而采用mappVIEW設(shè)計(jì)的 HMI，能夠?qū)崿F(xiàn)更加方便的人機(jī)交互性能。
（5）數(shù)字智能
       生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)的需求正在成為一個(gè)“必需項(xiàng)”，以用 于品質(zhì)的工藝追溯與改善。這需要機(jī)器在物理的通信接口、 通信的軟件接口能夠?qū)崿F(xiàn)流暢的采集、傳輸、預(yù)處理，以便 排程、OEE計(jì)算、成本合算、工藝改善等智能系統(tǒng)的便利數(shù) 字應(yīng)用。
      在貝加萊的控制器上均配置有OPC UA Server，它可以 支持控制器與MES/ERP、云端運(yùn)行的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、AI分析軟件等之間的連接。這些能力作為一個(gè)“數(shù)據(jù)源”為機(jī)器提供了 進(jìn)行各種智能分析的可能，并可通過(guò)下行參數(shù)直接連接到機(jī) 臺(tái)，因而被解析為可執(zhí)行的智能機(jī)器。

（6）數(shù)字化服務(wù)能力
     對(duì)于終端生產(chǎn)企業(yè)而言，企業(yè)的服務(wù)能力也是再次采購(gòu) 的關(guān)鍵決策因素，采用數(shù)字化的遠(yuǎn)程桌面系統(tǒng)能夠具有訪問(wèn) 能力、程序的上傳下載、預(yù)測(cè)性維護(hù)等，這些都是機(jī)器制造 商所迫切需要提升的能力。
     貝加萊的Panel PC采用Windows系統(tǒng)支持多核芯片，能 夠?qū)崿F(xiàn)Web Server、OPC UA Server，同時(shí)也具備了遠(yuǎn)程訪 問(wèn)的易用性。
圖6所示的M.Doctor就是一個(gè)能夠提供機(jī)器健康監(jiān)測(cè)的 工具包，它基于機(jī)器學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)，不僅可以用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)， 并且在機(jī)器安裝調(diào)試階段，它的靈活安裝配置性能也可以改 善機(jī)器設(shè)計(jì)和安裝的質(zhì)量。
      除此之外，隨著消費(fèi)市場(chǎng)的快速崛起，從移動(dòng)端的訂 單，到設(shè)計(jì)與規(guī)劃、制造、末端物流等環(huán)節(jié)，構(gòu)成了整個(gè)數(shù) 字化服務(wù)體系，這也需要制造系統(tǒng)具有高度的靈活性，能夠 成為企業(yè)整體數(shù)字化運(yùn)營(yíng)的有機(jī)組成部分。