Михаил Кувшинов, директор по развитию компании «Нисса Центрум».
О цифре, словах и технологиях
Выражение цифровая печать давно и уверенно вошло в язык. А вот цифровая резка, перфорация и биговка звучат менее гармонично. Что значит цифровая? Лазерным лучом — это цифровая? А роликом? А если лазером нарисовать штамп и им биговать? Думается, суть абсолютно едина с печатью и верна для любого материального производства вообще. Если система способна экономически эффективно массово выдавать продукцию, у которой все экземпляры отличаются, — то она цифровая. Пятый технологический уклад — IT, аддитивное производство, робототехника. Если используется вещественная форма и полностью одинаковые копии стоят значительно дешевле разных — то производство промышленное, но не цифровое. Обычно четвертый технологический уклад — компьютерное управление, двигатель внутреннего сгорания. Хотя может быть и третий. Кстати, если не выполняется требование массовости, — то это либо ремесло (первый технологический уклад), либо искусство (то есть культурный феномен, не производственный). Парадоксальным образом именно передовые технологии и ренессанс крафта (английское craft и переводится как ремесло) — важные признаки нашего времени. Поэтому цифровая печать на наших глазах выросла из аляповатой игрушки в самое быстрорастущее направление в полиграфии и производстве упаковки. С производительностью, достигающей вполне промышленного уровня. А вот с цифровой послепечаткой на самых массовых материалах вроде гофрокартона — сложнее. То есть лазерный раскрой может быть достаточно быстрым, но если биговка остается механической, большого выигрыша это не дает. В результате режущие плоттеры — самая массовая цифровая послепечатная технология для картона и гофрокартона. Но их производительность уже давно стала узким местом. Потому, что упирается в одиночный режущий инструмент и в большинстве случаев ручную загрузку-выгрузку. И не соответствует скоростям современной цифровой печати, не говоря о флексографии.
Массовый параллелизм
горизонтальных, вертикальных и прочих резов можно разнести в пространстве и выполнить параллельно во времени.
Конструкция
Конструкция Zero (см. рис. 2) состоит из (1) роботизированного загрузчика с вакуумным захватом, объединенных в конвейер шаттлов с вакуумным прижимом, (2, 3 и 4) режущих столов, последовательно обрабатывающих материал, и (5) — роботизированного разгрузчика.
Загрузчик (рис. 3) помещает лист на поверхность шаттла, к которой лист прижимается вакуумом. Опционально доступна система видеоравнения по печатным меткам. Во время переноса листа видеокамера считывает метки на нижней стороне листа. На основании этих данных система вычисляет коррекции положения материала по обеим координатам и по повороту, если таковые необходимы, и дает команду манипулятору. Манипулятор укладывает лист на шаттл, при необходимости корректируя положение и поворот листа (рис. 4). Так как загрузка и равнение происходят параллельно с процессами резки-биговки, на них не расходуется время.
Основой, «становым хребтом» Zerо является конвейер, перемещающий вакуумные столы-шаттлы с закрепленным на них обрабатываемым материалом от стадии к стадии. Лист покоится относительно стола-шаттла и удерживается на нем вакуумным прижимом, дополненным роликовым прижимами, что обеспечивает высокую точность обработки.
На заключительном этапе обработки автоматический разгрузчик (рис. 5) захватывает лист и переносит его в стапель на палету. Конструкции захвата разгрузчика и загрузчика отличаются. Если загрузчик использует группу присосок и совершает волнообразные движения, обеспечивающие отделение одного листа из стопы, то задача разгрузчика — перенести все элементы разрезанного листа, вплоть до самых мелких. Поэтому он оборудован вакуумированной плитой, обеспечивающей удержание по всей ее площади.
Обработкой материалов занимаются режущие столы (рис. 6). Каждый из них отвечает за свою группу операций. X-стол делает горизонтальные резы и биги, Y-стол — вертикальные, F-стол — криволинейные и диагональные. Так как в реальности крой коробок более чем на 80% состоит из вертикальных и горизонтальных элементов, на долю F-стола остается относительно небольшая часть работы. Важной особенностью режущих столов являются роликовые прижимы, смонтированные на инструментальных мостах. Они обеспечивают дополнительную по отношению к вакуумному прижиму фиксацию обрабатываемого на высоких скоростях материала.
Как видно на рис. 6, каждый из столов X и Y оснащен двумя инструментальными мостами, на каждом из которых смонтировано множество приводов для инструментов. Это позволяет не только разнести операции между столами по типу, но и выполнять резкубиговку на каждом столе во множестве потоков. Zero позволяет использовать в своих захватах резцы и биговальные ролики ведущих мировых производителей (рис. 7).
F-стол (рис. 8) также использует два одновременно активных инструментальных моста, но с одним приводом на мост. Опционально доступна возможность удержания двух или трех различных инструментов в каждом из захватов, таким образом на F-стадии без переналадки машина может использовать до 6 инструментов.
Варианты поставки и ПО
Базовая конфигурация Zero — XYF, как показано выше. Однако в зависимости от особенностей задач заказчика может поставляться в других конфигурациях — от F до FFF и XYFF. Варианты с одним, двумя и тремя F, но без XY могут быть востребованы для прототипирования и изготовления POS-фигур, где доля криволинейных резов велика. Вариант XYFF может быть интересен для производства изделий сложной формы с относительно большим числом криволинейных и диагональных резов.
По максимальным размерам обрабатываемого листа доступны два варианта (рис. 9): 2516×1600 и 3812×1800 мм, другие размеры — по запросу.
NSK Zero комплектуется фирменным ПО для ОС Windows на английском языке. При участии эксклюзивного российского партнера «Нисса Центрум» ведутся работы по русскоязычной локализации.
Программное обеспечение Zero принимает на вход CAD-файлы, распределяет операции по столам и рассчитывает время обработки на каждой из стадий. Оператор может перенести часть операций с X- и Y-столов на F-стол(ы), например для дизайнов с минимальным числом криволинейных резов.
Итого
Автоматическая конвейерная система резки Zero — уникальная разработка компании NSK, задача которой — автоматизация операций резки/высечки/биговки/перфорации, используемых для промышленного производства упаковки и POS-материалов. До сих пор для этого использовались либо автоматические высекальные прессы, либо планшетные цифровые режущие плоттеры. Производительность высекальных автоматов составляет 3000–7000 листов/ч, в то время как самые быстрые плоттеры способны обрабатывать не более 50 листов/ч. Благодаря скорости до 300 листов/ч и постоянному совершенствованию программного обеспечения, Zerо является наиболее быстрым, эффективным и автоматизированным решением для выполнения операций резки, биговки и перфорации, производимых с листовым картоном и гофрокартоном.
NSK Zerо обеспечивает беспрецедентно высокую производительность благодаря полной автоматизации работы и уникальной запатентованной конвейерной конструкции, обеспечивающей распараллеливание процесса. Новаторская идея японских конструкторов основана на том факте, что большая часть резов и бигов для реальных заказов имеет горизонтальное или вертикальное направление. Таким образом операции нанесения горизонтальных, вертикальных и прочих резов можно разнести в пространстве и выполнить параллельно во времени.