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导语摘要: 包装印刷行业也在工业4.0提出后,开始实施数字印刷以实现行业初步转型。数字印刷的提出,使得传统的印刷技术得以提升,实现印刷工艺技术的“软件化”,距离印刷设备物联网实现还差“硬件化”一步。印刷设备现状国内有...

印刷机怎样嵌入式智能设备

  行业新闻 |   2019-11-06
印刷机怎样嵌入式智能设备

包装印刷(shua)行业也在工业0提(ti)出后,开(kai)始实施数(shu)字(zi)印刷(shua)以实现行业初步转型(xing)。数(shu)字(zi)印刷(shua)的(de)提(ti)出,使得传统的(de)印刷(shua)技术(shu)得以提(ti)升(sheng),实现印刷(shua)工艺技术(shu)的(de)“软件化”,距离印刷(shua)设(she)备物联网实现还差“硬件化”一(yi)步。

印刷设备现状

国内有很多印(yin)(yin)刷(shua)企(qi)业(ye)(ye),也有很多印(yin)(yin)刷(shua)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造商。印(yin)(yin)刷(shua)企(qi)业(ye)(ye)在努力(li)(li)实(shi)(shi)现(xian)数字印(yin)(yin)刷(shua)来(lai)适应时代潮流:个性化定制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi);印(yin)(yin)刷(shua)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造商也在努力(li)(li)使自(zi)家的(de)机(ji)器更有竞争优(you)势,但是(shi)不(bu)能(neng)仅靠(kao)压缩成本、缩减利润获(huo)取优(you)势。印(yin)(yin)刷(shua)设(she)(she)(she)备(bei)(bei)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造是(shi)将机(ji)械部件的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作和电气设(she)(she)(she)备(bei)(bei)安装结合在一(yi)起,也就(jiu)造成设(she)(she)(she)备(bei)(bei)的(de)电气功能(neng)基本依靠(kao)订制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)电气设(she)(she)(she)备(bei)(bei)来(lai)决(jue)定。在实(shi)(shi)现(xian)必(bi)要(yao)工艺的(de)基础上,设(she)(she)(she)备(bei)(bei)智(zhi)能(neng)化部分(fen)已(yi)经成功被上游电气设(she)(she)(she)备(bei)(bei)商牵制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。

印刷设备(bei)虽不是(shi)(shi)(shi)消费(fei)电子(zi),但也是(shi)(shi)(shi)和生产者息息相关的(de)。如(ru)今的(de)印刷企业(ye),一台(tai)胶印机(ji)(ji)(ji)的(de)值(zhi)(zhi)班模式都是(shi)(shi)(shi)以保证机(ji)(ji)(ji)器正常不停机(ji)(ji)(ji)运(yun)转为(wei)前(qian)提的(de),碰到大量(liang)订单时更是(shi)(shi)(shi)日夜(ye)连轴(zhou)转,机(ji)(ji)(ji)长和他的(de)小伙伴(ban)们都是(shi)(shi)(shi)为(wei)机(ji)(ji)(ji)器正常运(yun)转而(er)服务,劳(lao)动量(liang)不是(shi)(shi)(shi)非(fei)常密集,但是(shi)(shi)(shi)从不停止。机(ji)(ji)(ji)器不停机(ji)(ji)(ji)运(yun)转难免出现各种状况,值(zhi)(zhi)班职(zhi)工理(li)所当然为(wei)机(ji)(ji)(ji)器连续运(yun)转服务。这种模式加大了职(zhi)工的(de)负担,也降低了企业(ye)效益。

设(she)备制造(zao)商在考(kao)虑完成既(ji)定工艺(yi)流(liu)程(cheng)的(de)同时(shi),是(shi)(shi)否真正有考(kao)虑在完成这一(yi)作业过程(cheng)中,职(zhi)工所扮(ban)演的(de)角色。职(zhi)工为企业服务,与企业一(yi)样都希望能短(duan)时(shi)间(jian)创造(zao)最大的(de)效益。机(ji)器(qi)出故(gu)障(zhang)(zhang)一(yi)时(shi)间(jian)是(shi)(shi)厂家的(de)技术人(ren)员前(qian)来维修,对(dui)于印务企业而言,一(yi)次维修也(ye)是(shi)(shi)不(bu)(bu)小的(de)开支(zhi)。减少不(bu)(bu)必要故(gu)障(zhang)(zhang)是(shi)(shi)设(she)计师的(de)职(zhi)责,但(dan)是(shi)(shi)故(gu)障(zhang)(zhang)发生时(shi)往往导致直接停机(ji)不(bu)(bu)能运转(zhuan)下(xia)去,停产也(ye)是(shi)(shi)让(rang)印务企业比较无奈(nai)的(de)事(shi)情。

不论(lun)是(shi)印务还是(shi)设备制造,都(dou)有很大提升空间。企(qi)业内的(de)erp系(xi)统不单(dan)单(dan)只是(shi)机器(qi)前边摆放的(de),只为显示业务信息并等待机长手动键入作业信息的(de)平板电脑。企(qi)业设备管理故(gu)障检修(xiu)的(de)一(yi)部(bu)分可(ke)以(yi)由机器(qi)自身(shen)完成(cheng)。调(diao)试(shi)保养、状态评估等都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)过对(dui)设备数据收集达到。

印务现状与设备(bei)制造是(shi)息息相关的,设备(bei)能否完成更高效率(lv)、更智能处(chu)理都需要设备(bei)商的开发(fa)。国(guo)内设备(bei)在机械工艺(yi)上落后国(guo)外一大截(jie),在电气工艺(yi)上依赖(lai)国(guo)外供应(ying)商,诸如:欧姆龙、三菱等plc厂(chang)商。降(jiang)低研发(fa)成本(ben)的同时(shi)也在降(jiang)低印刷设备(bei)质量、功能。

国外设备注重(zhong)工艺方面(mian)科技(ji)含量(liang)的注入(ru),如数(shu)字印刷(shua)、数(shu)码打(da)样、可(ke)变数(shu)据打(da)样等技(ji)术(shu)。这些设备在数(shu)字印刷(shua)上(shang)大展手脚(jiao),却(que)也让印务(wu)企业陷入(ru)单(dan)边发展工艺技(ji)术(shu)导致的设备越来(lai)越难以维护、故障检(jian)修动(dong)辄请厂家的境地。

智能化的提出

包裝印(yin)刷不仅(jin)需要更精湛的(de)工艺技术(shu),更需要智能(neng)化(hua)的(de)设(she)备来实现。

印刷(shua)设备智能化分(fen)为:印刷(shua)设备物联网(wang)化、数据(ju)收集(ji)和应用(yong)。

构(gou)建物(wu)理网络是(shi)一(yi)步(bu),在以internet为核心建立(li)的(de)物(wu)理联(lian)接网络基础上,实现对印刷(shua)设备数据的(de)收集。

数据(ju)收集是智能化的二步,智能化关键一(yi)步在于对(dui)数据(ju)的应用(yong)。设(she)(she)(she)备在实(shi)现(xian)原有工艺流程的基(ji)础上,实(shi)现(xian)对(dui)设(she)(she)(she)备数据(ju)的采集。数据(ju)采集包含很多方(fang)面,其中主要的方(fang)面有:①印(yin)品(pin)质(zhi)量检测(ce);②设(she)(she)(she)备故(gu)障报错;③作业情(qing)况收集。

在(zai)(zai)收(shou)集数(shu)(shu)据(ju)(ju)的(de)(de)(de)基础上,智能化设(she)备(bei)一方面(mian)接收(shou)来自机(ji)(ji)(ji)长的(de)(de)(de)经验调(diao)试,另一方面(mian)将数(shu)(shu)据(ju)(ju)与已收(shou)集信息进(jin)(jin)行(xing)比对(dui),进(jin)(jin)行(xing)分(fen)析并(bing)执行(xing)对(dui)应(ying)指(zhi)令。譬如:①在(zai)(zai)印(yin)品(pin)检(jian)(jian)测方面(mian):检(jian)(jian)测到(dao)印(yin)品(pin)与样品(pin)有(you)出入,分(fen)析图像数(shu)(shu)据(ju)(ju)后(hou)进(jin)(jin)行(xing)比对(dui)或接收(shou)机(ji)(ji)(ji)长调(diao)试指(zhi)示,调(diao)节张力控(kong)制(zhi)机(ji)(ji)(ji)构等来调(diao)节。②设(she)备(bei)故(gu)障(zhang)(zhang)方面(mian):设(she)备(bei)故(gu)障(zhang)(zhang)会有(you)报(bao)警,报(bao)警时智能设(she)备(bei)接收(shou)到(dao)传感器数(shu)(shu)据(ju)(ju),在(zai)(zai)对(dui)数(shu)(shu)据(ju)(ju)进(jin)(jin)行(xing)解(jie)读(du)后(hou)并(bing)判断出可能的(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)(zhang)原因。接下来首(shou)先是(shi)(shi)(shi)查找(zhao)机(ji)(ji)(ji)器本身(shen)是(shi)(shi)(shi)否具(ju)备(bei)故(gu)障(zhang)(zhang)矫正功(gong)能,其次是(shi)(shi)(shi)提出不需要(yao)专业(ye)(ye)技术人员(yuan)维修(xiu)的(de)(de)(de)维修(xiu)建议(yi)(yi),最后(hou)提出建议(yi)(yi)厂家(jia)维修(xiu)。③作业(ye)(ye)情况收(shou)集:设(she)备(bei)作业(ye)(ye)数(shu)(shu)量与良品(pin)率、订单量、设(she)备(bei)状态(tai)都有(you)密切关(guan)系,智能设(she)备(bei)在(zai)(zai)获取到(dao)订单数(shu)(shu)据(ju)(ju)后(hou),将持续(xu)记(ji)录作业(ye)(ye)数(shu)(shu)量并(bing)上传erp管理,同时作业(ye)(ye)量或废品(pin)率也是(shi)(shi)(shi)反映机(ji)(ji)(ji)器状态(tai)的(de)(de)(de)重要(yao)参数(shu)(shu)。它可以(yi)显示机(ji)(ji)(ji)器处于磨(mo)合期、正常磨(mo)损期还是(shi)(shi)(shi)老化期,这些数(shu)(shu)据(ju)(ju)对(dui)于企业(ye)(ye)提高生产效率是(shi)(shi)(shi)十分(fen)有(you)必要(yao)的(de)(de)(de)。

设(she)备(bei)(bei)的(de)(de)智(zhi)能化是对设(she)备(bei)(bei)的(de)(de)升级(ji),但(dan)这并不(bu)表(biao)示设(she)备(bei)(bei)上(shang)搭载(zai)的(de)(de)电气设(she)备(bei)(bei)越多就越智(zhi)能。很多印刷设(she)备(bei)(bei)搭载(zai)了(le)人(ren)机交互界面、网络(luo)联(lian)接,但(dan)却没能实现(xian)真正意义(yi)的(de)(de)智(zhi)能化。

这里(li)的印(yin)刷设(she)备应(ying)不仅是印(yin)刷用(yong)设(she)备,也包括整个工艺流程用(yong)到的其他设(she)备,如模切机。

智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)不是一蹴而就的,需要一个成长的过程(cheng)。机器(qi)设(she)备(bei)维护与运(yun)行都(dou)是来(lai)源(yuan)于机长的经验,机长接触时(shi)间(jian)越(yue)长,也(ye)就越(yue)容易判断(duan)(duan)机器(qi)的状(zhuang)态,越(yue)能(neng)(neng)读(du)懂机器(qi)。智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)也(ye)是一样,新生的智(zhi)能(neng)(neng)设(she)备(bei)需要在生产过程(cheng)中不断(duan)(duan)积累数据,不断(duan)(duan)收集印刷设(she)备(bei)的运(yun)行数据,才能(neng)(neng)更好地展现智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)。

如何实现智能化

智能化的(de)本质是数据构建与应用,而这些需要一个完整(zheng)框(kuang)架,即建立设备的(de)物理连接网(wang)络。

物理(li)联(lian)接硬件(jian)基础(chu)就是计算机(ji)技术(shu),计算机(ji)已经深入到(dao)我(wo)们(men)生(sheng)活(huo)的各个角(jiao)落,是我(wo)们(men)生(sheng)产、生(sheng)活(huo)最便捷的助手。同时(shi)考虑到(dao)成本、控(kong)制(zhi)因素、适(shi)应(ying)性(xing)、稳定性(xing)等因素,嵌入式是实(shi)现(xian)印刷(shua)设备智能(neng)化的最佳计算机(ji)技术(shu)。

为实现印刷设备(bei)的智能化,构建物理联接网络,提出以下解决方案(an):

智(zhi)能(neng)化(hua)计算硬件:利(li)用(yong)(yong)技术(shu)较为成熟、获得工(gong)业(ye)领(ling)域认可、应用(yong)(yong)广泛、开源型的计算芯片(pian)arm。其适用(yong)(yong)于工(gong)业(ye)控制领(ling)域的系列cortex-m7可以满足目(mu)前计算需(xu)求(qiu)、数(shu)据处理(li)需(xu)求(qiu),在稳定性、抗(kang)干扰性方面都有较强保障;网络数(shu)据传(chuan)输、传(chuan)感器数(shu)据采集(ji)以及对传(chuan)统plc控制的接口(kou)等。在最小改动原有设备的基础上(shang)实现最大(da)化(hua)智(zhi)能(neng)。

在软件方(fang)面:轻(qing)量级(ji)操作系统;数(shu)(shu)据库(ku)建立(li)与(yu)通用接(jie)口建立(li),方(fang)便接(jie)入(ru)专家(jia)级(ji)数(shu)(shu)据库(ku);传感(gan)器数(shu)(shu)据采集(ji)、处(chu)理与(yu)存(cun)储;智(zhi)能型处(chu)理关键(jian)技术:利用专家(jia)级(ji)数(shu)(shu)据库(ku)、采集(ji)自身数(shu)(shu)据得(de)到的以往使用数(shu)(shu)据以及(ji)机长经验输(shu)入(ru)数(shu)(shu)据记录(lu)等作为优化(hua)今后(hou)生产的依据。

智(zhi)(zhi)能化的实(shi)现(xian)需要在(zai)知识库(ku)方面不(bu)断(duan)积(ji)累,也就是(shi)数(shu)据的交换,知识库(ku)的积(ji)累是(shi)需要框架(jia)的。因此我们(men)在(zai)构建好硬件(jian)框架(jia)后,需要为(wei)(wei)今后智(zhi)(zhi)能化的提升(sheng)预留硬件(jian)接口,为(wei)(wei)未来印刷设备(bei)的更多升(sheng)级预留空间,讓智(zhi)(zhi)能化真正实(shi)现(xian)自我升(sheng)级,这些数(shu)据服(fu)务则(ze)需要企业服(fu)务器(qi)的支持。

综上,我(wo)们(men)实(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)的途径是:利用嵌入式计算机(ji)技术搭建使现(xian)有设(she)备智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)的平台,实(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)印刷设(she)备的物理联接,移植(zhi)嵌入式操作系统来实(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)数(shu)据管理及网络数(shu)据交换的实(shi)(shi)(shi)(shi)时性,实(shi)(shi)(shi)(shi)现(xian)智(zhi)(zhi)能(neng)化(hua)关(guan)键(jian)一步:数(shu)据的存储与(yu)应用。

对智能化的预期

预期智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)平台搭(da)(da)建(jian)效果:由于智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)的(de)(de)搭(da)(da)建(jian)是逐步(bu)进(jin)行的(de)(de),现阶(jie)段的(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)属于一步(bu):智(zhi)能(neng)(neng)化(hua)框(kuang)架(jia)(jia)的(de)(de)搭(da)(da)建(jian)。框(kuang)架(jia)(jia)的(de)(de)搭(da)(da)建(jian)完成应满足:在硬件方面,液晶触(chu)控(kong)(kong)屏提供人机交互、可拓(tuo)展硬件控(kong)(kong)制接口(kou)、千兆网络(luo)硬件、核心(xin)计算芯片以(yi)及通过(guo)固(gu)态的(de)(de)开关(guan)电路对设备原有plc;在软件方面,数(shu)据收集、数(shu)据管(guan)理(li)、数(shu)据库(ku)数(shu)据比对、专家数(shu)据接口(kou)、基(ji)本设备控(kong)(kong)制等。

同(tong)(tong)时(shi)(shi)结合移动平台等优势(shi),开(kai)发(fa)android或windows软件,来实现对(dui)设(she)(she)备(bei)(bei)运转(zhuan)的(de)(de)查看与控制(zhi)。移动平台控制(zhi)将以(yi)用(yong)(yong)户登录的(de)(de)形式进行管理,以(yi)此来限制(zhi)不(bu)同(tong)(tong)用(yong)(yong)户的(de)(de)权限,对(dui)设(she)(she)备(bei)(bei)起(qi)到一个(ge)(ge)保护作(zuo)用(yong)(yong)。设(she)(she)备(bei)(bei)运转(zhuan)时(shi)(shi)数(shu)据(ju)记录,将不(bu)同(tong)(tong)情况的(de)(de)数(shu)据(ju)均记录下来,作(zuo)为参(can)照(zhao)以(yi)供今后设(she)(she)备(bei)(bei)调整(zheng)用(yong)(yong),并设(she)(she)立工(gong)艺参(can)数(shu)调整(zheng)数(shu)据(ju)库,加(jia)入专家(jia)调整(zheng)数(shu)据(ju)样本。在前边的(de)(de)基础(chu)上,运用(yong)(yong)专家(jia)数(shu)据(ju)和平时(shi)(shi)运转(zhuan)数(shu)据(ju),建立优化数(shu)据(ju)模型,为今后更良好地运转(zhuan)作(zuo)铺垫。也就是,智(zhi)能化设(she)(she)备(bei)(bei)是一个(ge)(ge)随着(zhe)时(shi)(shi)间累积不(bu)断完(wan)善的(de)(de)系统(tong)。

由(you)于社会生活运(yun)转速(su)度快,对产(chan)品研发并投(tou)入使用(yong)的(de)周期也大(da)大(da)缩短(duan),以(yi)上描述的(de)智(zhi)(zhi)能化(hua)平(ping)台(tai),其应(ying)用(yong)阶段正如二阶系统阶跃响应(ying)曲(qu)线一样(yang):适应(ying)生产(chan)时(shi)间短(duan),达(da)到最佳稳定时(shi)间长。也就是说智(zhi)(zhi)能化(hua)设(she)(she)(she)备(bei)的(de)投(tou)入与(yu)适应(ying)印务生产(chan)的(de)时(shi)间短(duan),很快可以(yi)投(tou)入应(ying)用(yong),但是要达(da)到真正的(de)智(zhi)(zhi)能化(hua)调整(zheng)与(yu)预警,还需要较长的(de)时(shi)间来(lai)不(bu)断(duan)完(wan)善(shan)(shan)数(shu)(shu)据(ju),不(bu)断(duan)调整(zheng)参数(shu)(shu),以(yi)实现设(she)(she)(she)备(bei)的(de)自我完(wan)善(shan)(shan)。同时(shi)在设(she)(she)(she)计智(zhi)(zhi)能化(hua)设(she)(she)(she)备(bei)时(shi),会考(kao)虑已有的(de)参数(shu)(shu)、调整(zheng)数(shu)(shu)据(ju)等来(lai)作为蓝本,以(yi)供后期参考(kao)、修改使用(yong)。

展望未来

其它相关介绍

设计时考虑塑(su)料(liao)张(zhang)力(li)。印(yin)(yin)(yin)(yin)刷塑(su)料(liao)首先对印(yin)(yin)(yin)(yin)刷设计要(yao)求高(gao),因(yin)为(wei)塑(su)料(liao)在印(yin)(yin)(yin)(yin)刷过程中受到张(zhang)力(li)影(ying)响较大,这就需要(yao)在设计中将条码中条的方(fang)(fang)向和印(yin)(yin)(yin)(yin)刷钢管(guan)转动(dong)方(fang)(fang)向保持(chi)一致,减少印(yin)(yin)(yin)(yin)刷中张(zhang)力(li)对塑(su)料(liao)变形的影(ying)响。最后(hou)印(yin)(yin)(yin)(yin)亚光油的目的是使(shi)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷后(hou)的镜面铜版(ban)纸转变为(wei)亚光效(xiao)果,因(yin)为(wei)亚光效(xiao)果是葡萄酒标签(qian)的传统风格(ge),货架(jia)效(xiao)应(ying)好;而(er)且亚光表面同其他工艺如烫(tang)印(yin)(yin)(yin)(yin)、亮油上光、丝网印(yin)(yin)(yin)(yin)刷、击凸等配合呼(hu)应(ying)的效(xiao)果非常好,是葡萄酒标签(qian)印(yin)(yin)(yin)(yin)刷领域通用的标准做(zuo)法。

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