【案例】如何构建完整的智能无人化印刷车间?
我国第二个百年奋斗目标已经催动了各行各业实现“智能智造”的步伐,为印刷包装行业提供无人化智能工厂设备的任务已经摆在印刷机械行业的面前。
目前印刷包装行业中,印中、印后智能化设备已经具备一定的智能水平,特别是印后设备初具智能无人化操作能力,但围绕印刷机的周边配套设备,还不具备与印刷机前后对接的无人化智能运行的能力。
什么是真正意义的智能无人化印刷车间?
印刷车间实现智能无人化操作的首要任务是解决切纸机开料、纸张运送与智能印刷机进行对接的操作设备的智能无人化,然后是智能印刷机下来的印刷品的后续智能无人化裁切成品,以及印刷成品的输送与智能印后设备的对接。由于还没有能与智能印刷机匹配的智能开料裁切中心和智能成品裁切中心产品出现,目前的“智能无人化印刷车间”还仅局限于印刷过程,智能纸张供给系统和成品裁切系统被分离在“智能无人化印刷车间”之外,智能印刷机的纸张供给与智能印刷机下来的印刷品的裁切成品,依旧单独自成一体,成为三个相对独立的生产单元。印厂需要对三个生产点进行协作管理,这样的“智能无人化印刷车间”是不完整的。
只有做到从原纸进入到印刷成品输出的全过程实现了无人化操作,才能够称为“智能无人化印刷车间”。
建设智能无人化印刷车间的关键
目前市面上较为普及的智能化裁切生产线产品,基本上都是居于“取纸机—切纸机—卸纸机”组合而成的以切纸机为中心的裁切生产线,并且需要配置一名裁切工人。智能化裁切生产线产品的运用,虽然提高了生产效率、减少了操作工的数量、降低了工人劳动强度,但仍然没有实现无人化操作。智能无人化裁切生产线产品虽有面世,但只是在切纸机基础上附加智能机械手来替代操作工,取纸和卸纸仍然是在取纸机和卸纸机基础上,增加纸张智能传输系统来链接的。
这样的智能无人化裁切生产线产品还局限于印前纸张开料阶段,对于印刷品裁切成品的复杂操作工序,无法做到无人化操作,并不能纳入完整的“智能无人化印刷车间”范畴。此外,这种智能无人化裁切生产线因结构复杂、工作效率低、体积庞大、设备价格昂贵,会导致印刷成本上升,远远超出了印刷厂的投资预期,推广极为困难。智能无人化裁切生产线需要同时为 4台左右的印刷机提供纸张,如果设备体积过于庞大,不仅会给“智能无人化印刷车间”布局带来困难,还会造成印刷厂的生产车间面积利用率下降、印刷成本上升等问题。
从印刷机下来的印刷品,大都需要裁切成品后才能够进入印后下道工序。目前,印刷品的智能无人化裁切生产线上的裁切工艺复杂,特别是数字印刷制版技术和印刷机排版技术的提升以及云技术的运用,令印刷拼版愈加复杂,裁切成品时需要反复地移动、旋转印刷品。印刷品分切后的取出、分类、合并,印刷品重新移入裁切,印刷品整理后重新叠码,以及印刷品的分类输出等复杂操作过程,给切纸机的智能无人化裁切机构、控制系统的设计和制造带来了很大的困难。加上成本控制等因素,目前智能成品裁切中心还在研制中,没有适合推广的产品面世。
无人化智能配套设备研发思路及特点分析
为印刷厂提供“智能智造”产品的任务,已经摆在了我国切纸机制造行业面前。为实现全方位的“智能无人化印刷车间”提供无人化智能配套设备,不仅要研发一款结构紧凑、体积小、适合直接在智能印刷机前端使用的无人化“智能开料裁切中心”,而且还要研发一款与智能印刷机出口对接的印后无人化“智能成品裁切中心产品”。在产品设计时要严格控制制造成本,以满足印刷厂投资的经济效益预期。这样才能成为入市的产品,具备为印刷厂推广“智能智造”产品的价值。
早在 2016 年,德阳市利通印刷机械有限公司(简称“利通公司”)就尝试了智能开料裁切中心的研发,并取得了一些成果,后因利通公司为跟上我国企业转型升级的步伐,工作重心转移,放缓了对智能开料裁切中心的研发工作。随着公司转型工作进入尾声,研发智能开料裁切中心和智能成品裁切中心的任务,已经列入利通公司的“十四五”发展规划之中。
1. 方案设计
智能开料裁切中心和智能成品裁切中心,摒弃了以“取纸机—切纸机—卸纸机”组合而成的方式,创新的将取纸机、切纸机和卸纸机融为一体,极大地缩小了整机体积。智能开料裁切中心,创新了一套按照裁切程序进行智能纸张旋转、纸张输送和纸张定位的机构,能够完成全张纸修边,以及全张纸对开开料的全部工作,并能够根据需要将对开纸分开重新叠码,实现智能无人化操作。智能开料裁切中心,为物流智能化纸张输送线提供了输入 / 输出接口,方便与智能印刷机进行对接,为智能无人化印刷车间提供智能无人化供纸系统。
2. 设备特点
1)需要在智能开料裁切中心基础上,增加按照排版的裁切控制程序,对印刷品进行移动、旋转,对分切出来的印刷品进行取出、分类、合并,对印刷品重新移入再裁切,以及印刷品整理后重新叠码,或直接对接到印刷成品包装生产线等复杂操作过程中。
2)需要具备能够为客户量身定做的能力,满足与印刷品印后工序不同的智能生产线进行对接的需求。
3)需要配备 CIP4 技术支持,保证与智能印机设备之间的联网运行与管理。
本文分析了印刷行业的现状,阐述了利通公司对于构建完整的智能无人化印刷车间的完整思路。继往开来,利通公司将对智能开料裁切中心和智能成品裁切中心产品的研发与生产进行攻关,为印刷行业的“智能智造”提供完整的“智能无人化印刷车间”配套产品,为印刷行业构建“智能无人化印刷工厂”做出贡献。
文章内容摘自于:
《构建完整的智能无人化印刷车间》
德阳市利通印刷机械有限公司 熊浩名