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導(dǎo)語摘要: 包裝印刷行業(yè)也在工業(yè)4.0提出后,開始實施數(shù)字印刷以實現(xiàn)行業(yè)初步轉(zhuǎn)型。數(shù)字印刷的提出,使得傳統(tǒng)的印刷技術(shù)得以提升,實現(xiàn)印刷工藝技術(shù)的“軟件化”,距離印刷設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)還差“硬件化”一步。印刷設(shè)備現(xiàn)狀國內(nèi)有...

印刷機怎樣嵌入式智能設(shè)備

  行業(yè)新聞 |   2019-11-06
印刷機怎樣嵌入式智能設(shè)備

包裝印刷行業(yè)也在工業(yè)0提出后,開始實施數(shù)字印刷以實現(xiàn)行業(yè)初步轉(zhuǎn)型。數(shù)字印刷的提出,使得傳統(tǒng)的印刷技術(shù)得以提升,實現(xiàn)印刷工藝技術(shù)的“軟件化”,距離印刷設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)還差“硬件化”一步。

印刷設(shè)備現(xiàn)狀

國內(nèi)有很多印刷企業(yè),也有很多印刷設(shè)備制造商。印刷企業(yè)在努力實現(xiàn)數(shù)字印刷來適應(yīng)時代潮流:個性化定制;印刷設(shè)備制造商也在努力使自家的機器更有競爭優(yōu)勢,但是不能僅靠壓縮成本、縮減利潤獲取優(yōu)勢。印刷設(shè)備制造是將機械部件的制作和電氣設(shè)備安裝結(jié)合在一起,也就造成設(shè)備的電氣功能基本依靠訂制的電氣設(shè)備來決定。在實現(xiàn)必要工藝的基礎(chǔ)上,設(shè)備智能化部分已經(jīng)成功被上游電氣設(shè)備商牽制。

印刷設(shè)備雖不是消費電子,但也是和生產(chǎn)者息息相關(guān)的。如今的印刷企業(yè),一臺膠印機的值班模式都是以保證機器正常不停機運轉(zhuǎn)為前提的,碰到大量訂單時更是日夜連軸轉(zhuǎn),機長和他的小伙伴們都是為機器正常運轉(zhuǎn)而服務(wù),勞動量不是非常密集,但是從不停止。機器不停機運轉(zhuǎn)難免出現(xiàn)各種狀況,值班職工理所當(dāng)然為機器連續(xù)運轉(zhuǎn)服務(wù)。這種模式加大了職工的負擔(dān),也降低了企業(yè)效益。

設(shè)備制造商在考慮完成既定工藝流程的同時,是否真正有考慮在完成這一作業(yè)過程中,職工所扮演的角色。職工為企業(yè)服務(wù),與企業(yè)一樣都希望能短時間創(chuàng)造最大的效益。機器出故障一時間是廠家的技術(shù)人員前來維修,對于印務(wù)企業(yè)而言,一次維修也是不小的開支。減少不必要故障是設(shè)計師的職責(zé),但是故障發(fā)生時往往導(dǎo)致直接停機不能運轉(zhuǎn)下去,停產(chǎn)也是讓印務(wù)企業(yè)比較無奈的事情。

不論是印務(wù)還是設(shè)備制造,都有很大提升空間。企業(yè)內(nèi)的erp系統(tǒng)不單單只是機器前邊擺放的,只為顯示業(yè)務(wù)信息并等待機長手動鍵入作業(yè)信息的平板電腦。企業(yè)設(shè)備管理故障檢修的一部分可以由機器自身完成。調(diào)試保養(yǎng)、狀態(tài)評估等都可以通過對設(shè)備數(shù)據(jù)收集達到。

印務(wù)現(xiàn)狀與設(shè)備制造是息息相關(guān)的,設(shè)備能否完成更高效率、更智能處理都需要設(shè)備商的開發(fā)。國內(nèi)設(shè)備在機械工藝上落后國外一大截,在電氣工藝上依賴國外供應(yīng)商,諸如:歐姆龍、三菱等plc廠商。降低研發(fā)成本的同時也在降低印刷設(shè)備質(zhì)量、功能。

國外設(shè)備注重工藝方面科技含量的注入,如數(shù)字印刷、數(shù)碼打樣、可變數(shù)據(jù)打樣等技術(shù)。這些設(shè)備在數(shù)字印刷上大展手腳,卻也讓印務(wù)企業(yè)陷入單邊發(fā)展工藝技術(shù)導(dǎo)致的設(shè)備越來越難以維護、故障檢修動輒請廠家的境地。

智能化的提出

包裝印刷不僅需要更精湛的工藝技術(shù),更需要智能化的設(shè)備來實現(xiàn)。

印刷設(shè)備智能化分為:印刷設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)化、數(shù)據(jù)收集和應(yīng)用。

構(gòu)建物理網(wǎng)絡(luò)是一步,在以internet為核心建立的物理聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對印刷設(shè)備數(shù)據(jù)的收集。

數(shù)據(jù)收集是智能化的二步,智能化關(guān)鍵一步在于對數(shù)據(jù)的應(yīng)用。設(shè)備在實現(xiàn)原有工藝流程的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對設(shè)備數(shù)據(jù)的采集。數(shù)據(jù)采集包含很多方面,其中主要的方面有:①印品質(zhì)量檢測;②設(shè)備故障報錯;③作業(yè)情況收集。

在收集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,智能化設(shè)備一方面接收來自機長的經(jīng)驗調(diào)試,另一方面將數(shù)據(jù)與已收集信息進行比對,進行分析并執(zhí)行對應(yīng)指令。譬如:①在印品檢測方面:檢測到印品與樣品有出入,分析圖像數(shù)據(jù)后進行比對或接收機長調(diào)試指示,調(diào)節(jié)張力控制機構(gòu)等來調(diào)節(jié)。②設(shè)備故障方面:設(shè)備故障會有報警,報警時智能設(shè)備接收到傳感器數(shù)據(jù),在對數(shù)據(jù)進行解讀后并判斷出可能的故障原因。接下來首先是查找機器本身是否具備故障矯正功能,其次是提出不需要專業(yè)技術(shù)人員維修的維修建議,最后提出建議廠家維修。③作業(yè)情況收集:設(shè)備作業(yè)數(shù)量與良品率、訂單量、設(shè)備狀態(tài)都有密切關(guān)系,智能設(shè)備在獲取到訂單數(shù)據(jù)后,將持續(xù)記錄作業(yè)數(shù)量并上傳erp管理,同時作業(yè)量或廢品率也是反映機器狀態(tài)的重要參數(shù)。它可以顯示機器處于磨合期、正常磨損期還是老化期,這些數(shù)據(jù)對于企業(yè)提高生產(chǎn)效率是十分有必要的。

設(shè)備的智能化是對設(shè)備的升級,但這并不表示設(shè)備上搭載的電氣設(shè)備越多就越智能。很多印刷設(shè)備搭載了人機交互界面、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,但卻沒能實現(xiàn)真正意義的智能化。

這里的印刷設(shè)備應(yīng)不僅是印刷用設(shè)備,也包括整個工藝流程用到的其他設(shè)備,如模切機。

智能化不是一蹴而就的,需要一個成長的過程。機器設(shè)備維護與運行都是來源于機長的經(jīng)驗,機長接觸時間越長,也就越容易判斷機器的狀態(tài),越能讀懂機器。智能化也是一樣,新生的智能設(shè)備需要在生產(chǎn)過程中不斷積累數(shù)據(jù),不斷收集印刷設(shè)備的運行數(shù)據(jù),才能更好地展現(xiàn)智能化。

如何實現(xiàn)智能化

智能化的本質(zhì)是數(shù)據(jù)構(gòu)建與應(yīng)用,而這些需要一個完整框架,即建立設(shè)備的物理連接網(wǎng)絡(luò)。

物理聯(lián)接硬件基礎(chǔ)就是計算機技術(shù),計算機已經(jīng)深入到我們生活的各個角落,是我們生產(chǎn)、生活最便捷的助手。同時考慮到成本、控制因素、適應(yīng)性、穩(wěn)定性等因素,嵌入式是實現(xiàn)印刷設(shè)備智能化的最佳計算機技術(shù)。

為實現(xiàn)印刷設(shè)備的智能化,構(gòu)建物理聯(lián)接網(wǎng)絡(luò),提出以下解決方案:

智能化計算硬件:利用技術(shù)較為成熟、獲得工業(yè)領(lǐng)域認可、應(yīng)用廣泛、開源型的計算芯片arm。其適用于工業(yè)控制領(lǐng)域的系列cortex-m7可以滿足目前計算需求、數(shù)據(jù)處理需求,在穩(wěn)定性、抗干擾性方面都有較強保障;網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、傳感器數(shù)據(jù)采集以及對傳統(tǒng)plc控制的接口等。在最小改動原有設(shè)備的基礎(chǔ)上實現(xiàn)最大化智能。

在軟件方面:輕量級操作系統(tǒng);數(shù)據(jù)庫建立與通用接口建立,方便接入專家級數(shù)據(jù)庫;傳感器數(shù)據(jù)采集、處理與存儲;智能型處理關(guān)鍵技術(shù):利用專家級數(shù)據(jù)庫、采集自身數(shù)據(jù)得到的以往使用數(shù)據(jù)以及機長經(jīng)驗輸入數(shù)據(jù)記錄等作為優(yōu)化今后生產(chǎn)的依據(jù)。

智能化的實現(xiàn)需要在知識庫方面不斷積累,也就是數(shù)據(jù)的交換,知識庫的積累是需要框架的。因此我們在構(gòu)建好硬件框架后,需要為今后智能化的提升預(yù)留硬件接口,為未來印刷設(shè)備的更多升級預(yù)留空間,讓智能化真正實現(xiàn)自我升級,這些數(shù)據(jù)服務(wù)則需要企業(yè)服務(wù)器的支持。

綜上,我們實現(xiàn)智能化的途徑是:利用嵌入式計算機技術(shù)搭建使現(xiàn)有設(shè)備智能化的平臺,實現(xiàn)印刷設(shè)備的物理聯(lián)接,移植嵌入式操作系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換的實時性,實現(xiàn)智能化關(guān)鍵一步:數(shù)據(jù)的存儲與應(yīng)用。

對智能化的預(yù)期

預(yù)期智能化平臺搭建效果:由于智能化的搭建是逐步進行的,現(xiàn)階段的智能化屬于一步:智能化框架的搭建。框架的搭建完成應(yīng)滿足:在硬件方面,液晶觸控屏提供人機交互、可拓展硬件控制接口、千兆網(wǎng)絡(luò)硬件、核心計算芯片以及通過固態(tài)的開關(guān)電路對設(shè)備原有plc;在軟件方面,數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)比對、專家數(shù)據(jù)接口、基本設(shè)備控制等。

同時結(jié)合移動平臺等優(yōu)勢,開發(fā)android或windows軟件,來實現(xiàn)對設(shè)備運轉(zhuǎn)的查看與控制。移動平臺控制將以用戶登錄的形式進行管理,以此來限制不同用戶的權(quán)限,對設(shè)備起到一個保護作用。設(shè)備運轉(zhuǎn)時數(shù)據(jù)記錄,將不同情況的數(shù)據(jù)均記錄下來,作為參照以供今后設(shè)備調(diào)整用,并設(shè)立工藝參數(shù)調(diào)整數(shù)據(jù)庫,加入專家調(diào)整數(shù)據(jù)樣本。在前邊的基礎(chǔ)上,運用專家數(shù)據(jù)和平時運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù),建立優(yōu)化數(shù)據(jù)模型,為今后更良好地運轉(zhuǎn)作鋪墊。也就是,智能化設(shè)備是一個隨著時間累積不斷完善的系統(tǒng)。

由于社會生活運轉(zhuǎn)速度快,對產(chǎn)品研發(fā)并投入使用的周期也大大縮短,以上描述的智能化平臺,其應(yīng)用階段正如二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線一樣:適應(yīng)生產(chǎn)時間短,達到最佳穩(wěn)定時間長。也就是說智能化設(shè)備的投入與適應(yīng)印務(wù)生產(chǎn)的時間短,很快可以投入應(yīng)用,但是要達到真正的智能化調(diào)整與預(yù)警,還需要較長的時間來不斷完善數(shù)據(jù),不斷調(diào)整參數(shù),以實現(xiàn)設(shè)備的自我完善。同時在設(shè)計智能化設(shè)備時,會考慮已有的參數(shù)、調(diào)整數(shù)據(jù)等來作為藍本,以供后期參考、修改使用。

展望未來

其它相關(guān)介紹

設(shè)計時考慮塑料張力。印刷塑料首先對印刷設(shè)計要求高,因為塑料在印刷過程中受到張力影響較大,這就需要在設(shè)計中將條碼中條的方向和印刷鋼管轉(zhuǎn)動方向保持一致,減少印刷中張力對塑料變形的影響。最后印亞光油的目的是使印刷后的鏡面銅版紙轉(zhuǎn)變?yōu)閬喒庑Ч驗閬喒庑Ч瞧咸丫茦撕灥膫鹘y(tǒng)風(fēng)格,貨架效應(yīng)好;而且亞光表面同其他工藝如燙印、亮油上光、絲網(wǎng)印刷、擊凸等配合呼應(yīng)的效果非常好,是葡萄酒標簽印刷領(lǐng)域通用的標準做法。

標簽:標簽印刷

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