Taller innovador | El costo es sólo el 20% importado, y el equipo de embalaje e impresión de alta gama de mi país ha logrado nuevos avances y ha logrado un alto grado de localización.
El 3 de noviembre se anunciaron oficialmente los resultados de los Premios Nacionales de Ciencia y Tecnología 2020. Vale la pena señalar que en los premios emitidos esta vez, las personas de impresión y empaque también están en la lista: el segundo premio del Premio Nacional de Progreso de Ciencia y Tecnología-equipo de empaque e impresión de alta gama tecnología clave y desarrollo de productos en serie.
Intérpretes principales: Mei Xuesong, Li Yanfeng, Xu Wencai, Zhao Fei, Xue Zhicheng, Huang Xiaojun, Wang Yiming, Chen Liang, Tao Tao, Han Jian.
Unidades principales: Xi'an Jiaotong University, Shaanxi Beiren Printing Machinery Co., Ltd., Beijing Institute of Graphic Communication, Xi'an Aerospace Huayang Electromechanical Equipment Co., Ltd., Weinan Kesai Electromechanical Equipment Co., Ltd.
El embalaje de alta gama y los equipos de impresión son el equipo central para la impresión ecológica y de alta precisión, que desempeña un papel indispensable en la circulación y trazabilidad de los productos básicos. Durante mucho tiempo, el equipo de embalaje e impresión de alta gama de mi país dependió de las importaciones. Es de gran importancia ganar el segundo premio del Premio Nacional de Progreso de la Ciencia y la Tecnología por el desarrollo de tecnologías clave y series de equipos de embalaje e impresión de alta gama. Ha logrado un alto grado de localización de los equipos de embalaje e impresión de alta gama de mi país, y ha hecho de "Made in China" un "sello chino".
En este artículo, entremos en la Universidad Xi'an Jiaotong para comprender cómo el equipo representado por el profesor Mei Xuesong, el profesor Tao Tao y el investigador Zhao Fei resolvió múltiples problemas técnicos de empaques y equipos de impresión de alta gama, superó dificultades y ayudó a realizar otro dispositivo. Localización.
La inversión de la dependencia de las importaciones a un alto grado de localización
Con el rápido desarrollo de la economía de mercado, los alimentos, los medicamentos, las necesidades diarias y otros productos que tienen requisitos estrictos sobre residuos de impresión, tienen una creciente demanda de impresión de alta gama. Se entiende que el valor total de producción de la industria de embalaje e impresión de alta gama de mi país se ha acercado al billón de yuanes, y el gran número de aplicaciones de productos de embalaje inteligentes provocados por la tecnología de Internet en los últimos años es una necesidad urgente de equipos de embalaje e impresión de alta gama de alta fidelidad y respetuosos con el medio ambiente.
Debido al alto consumo de energía y la fácil generación de gases nocivos, la industria del embalaje y la impresión siempre ha sido catalogada como una industria clave de monitoreo de protección ambiental por parte del país. Este logro no solo aborda la precisión y exactitud de la impresión, proporciona detección de fallas en línea y servicios en la nube, sino que también aborda los problemas técnicos del secado de tinta para recuperar oportunamente el calor residual, el olor peculiar, el gas orgánico, etc. generado después de calentar la tinta. La industria del embalaje reduce las emisiones de carbono en su conjunto, se da cuenta del objetivo de "doble carbono" de mi país y el envasado seguro de alimentos y medicamentos es de gran importancia.
El profesor Mei Xuesong, el profesor Tao Tao y el investigador Zhao Fei dirigieron al equipo para investigar problemas clave durante muchos años, y completaron el proyecto de "Tecnología clave y desarrollo de productos en serie de equipos de impresión de envases de alta gama".
El proyecto resolvió muchos problemas técnicos de equipos de embalaje e impresión de alta gama, construyó una teoría y un sistema técnico de control de ejes electrónicos de alta velocidad y alta precisión, desarrolló un sistema de control de eje electrónico distribuido que integra sincronización, control de tensión y detección de defectos, e inventó aire caliente El sistema de secado de tinta de ahorro de energía para el reciclaje de energía ha propuesto un método de diagnóstico de fallas en línea basado en sensores incorporados y máquinas de vectores de soporte, y ha desarrollado una plataforma de gestión y control de operación y mantenimiento de dos niveles de la nube de servicios del fabricante y la propia nube del usuario.
Hasta ahora, el equipo ha desarrollado dos tipos de equipos de embalaje e impresión de alta gama, los principales indicadores están en el nivel líder de productos similares en el mundo, y por primera vez en el mundo, se ha realizado el control inteligente del proceso de operación y mantenimiento de equipos de embalaje e impresión de alta gama, reduciendo los costos de operación y mantenimiento de la empresa en más del 40%.
Los resultados del proyecto han mejorado en gran medida la competitividad del mercado de los equipos nacionales de embalaje e impresión de alta gama, reduciendo la participación de productos extranjeros similares en el mercado chino del 95 por ciento a menos del 10 por ciento, y realizando la reversión de las exportaciones sobre las importaciones. La unidad de aplicación de tecnología de los logros del proyecto fue galardonada con la Empresa Nacional de Demostración de Innovación Tecnológica 2019 y el primer lote de "Empresas de cultivo campeonas individuales de fabricación", liderando el desarrollo de la industria de equipos de embalaje e impresión de mi país y logrando el objetivo del equipo de embalaje e impresión de China para China.
Resuelva múltiples problemas técnicos de equipos de embalaje e impresión de alta gama
El profesor Mei Xuesong presentó: "El control electrónico del eje es la tecnología central clave en los equipos de impresión. Los puntos clave de todo nuestro proyecto se centran principalmente en tres aspectos. Proporcione detección de fallas en línea y servicios en la nube".
Los materiales de impresión son generalmente papel muy delgado y película plástica. Actualmente, los países de todo el mundo tienen requisitos cada vez más altos para la conservación de la energía y la reducción de emisiones en la industria del embalaje y la impresión, y el embalaje ecológico y la impresión se han convertido en la corriente principal del desarrollo futuro de la industria de la impresión global. Por lo tanto, el papel y la película plástica utilizados en la impresión son cada vez más delgados, y la película plástica más delgada es incluso inferior a 10 micras, lo que impone requisitos técnicos extremadamente altos en el embalaje y el equipo de impresión.
La máquina de impresión de transmisión de eje electrónico tiene muchas ventajas, como alta velocidad, alta precisión, estructura simple, buena flexibilidad, bajo consumo de energía, fuerte capacidad antiinterferencia, etc. Cada color que aparece en el material impreso está controlado por un eje electrónico. Después de que los diferentes colores se "mezclan y combinan" impresos en diferentes proporciones, se formará material impreso de empaque colorido.
"La impresión requiere 8 bits para la profundidad de color de las imágenes digitales en color. Es decir, los equipos de impresión de envases de alta gama generalmente tienen al menos 8 ejes. Cuanto más rico sea el color, más ejes electrónicos se necesitan. Cómo hacer cada eje electrónico No solo puede completar sus propias 'acciones prescritas', sino también lograr una 'conexión perfecta' con otros ejes electrónicos, y realizar la sincronización de múltiples ejes electrónicos. Este es un problema que los equipos de embalaje e impresión de alta gama deben resolver".
Mei Xuesong introdujo que para que el equipo imprima patrones exquisitos, es necesario controlar el error dentro de 0,1 mm en una película de plástico que tiene más de 100 metros de largo en el eje electrónico cuando la velocidad en línea supera los 350 metros por minuto. De lo contrario, habrá desviaciones en los patrones impresos, lo que provocará problemas como la "cara grande" e incluso el desenfoque.
Para resolver el problema de la precisión de impresión, el equipo marcó los patrones de impresión de diferentes ejes electrónicos desde la perspectiva de "medición + retroalimentación", encontró las marcas del grupo de colores a través del software de medición y adoptó un método de control distribuido. Cada eje electrónico se comunica entre sí. Con una red gigabit como marco, el rendimiento en tiempo real puede alcanzar 1 milisegundo, lo que puede garantizar la velocidad de respuesta de cada eje electrónico; cada eje electrónico puede controlar su propia precisión y proceso de impresión, y también puede usar algoritmos de control para monitorear la película en tiempo real. No importa cuántos ejes electrónicos se superpongan, el error de precisión de la posición de impresión es inferior a 0,1 mm.
El secado de tinta también es un eslabón clave para garantizar patrones de impresión claros. Cuando la imprenta funciona a alta velocidad, el secado de la tinta debe completarse en muy poco tiempo después del grupo de colores, para garantizar que cada color "vuelva a su lugar". Mei Xuesong presentó que el sistema de secado de tinta de ahorro de energía que utiliza el reciclaje de energía de aire caliente no solo puede secar la tinta en 0,3 milisegundos, sino también recuperar oportunamente el calor residual, el olor peculiar y el gas orgánico generado por la tinta después del calentamiento. La reducción general de las emisiones de carbono, la realización del objetivo de "doble carbono" de mi país y el envasado seguro de alimentos y medicamentos tienen una importancia muy positiva.
La mezcla de tinta es una tarea importante en el proceso de impresión en color, que está directamente relacionada con la calidad de impresión del producto. Los colores brillantes, el buen brillo y el tono preciso son los requisitos básicos de los productos de impresión en color. Para cumplir con este requisito, las tintas de impresión de cada grupo de colores deben implementarse con precisión. En el pasado, el trabajo de mezclar tintas tenía que ser completado por técnicos experimentados, lo que era más difícil, tomaba mucho tiempo depurar y desperdiciaba muchos materiales de impresión. Con la plataforma en la nube, el conocimiento profesional, como la tinta y el equipo, se puede almacenar en la plataforma en la nube para que los usuarios de maquinaria de embalaje e impresión puedan consultar y utilizar. Además, cada máquina se puede conectar a Internet, y el trabajo de operación y mantenimiento se completa con la plataforma en la nube.
ayudar a la localización de equipos, el costo es solo 20% importado
Antes de 2007, el equipo de embalaje e impresión de alta gama de mi país dependía principalmente de las importaciones de Alemania, Suiza, el Japón y otros países. El precio de un equipo importado de embalaje e impresión de alta gama es de aproximadamente 50 millones de yuanes, lo que hace que los equipos de gama baja inunden el mercado, con una calidad de impresión deficiente, un alto consumo de energía y una alta contaminación.
Con el desarrollo económico y el progreso social, la demanda de mi país de equipos de embalaje e impresión de alta gama está aumentando. Mei Xuesong dijo: "Use el dinero para comprar la mitad de un avión para comprar una máquina de impresión. El costo es demasiado alto y queremos reducirlo".
Desde 1993, el equipo del profesor Mei Xuesong ha estado comprometido con la investigación y el desarrollo de la tecnología de control de movimiento para equipos CNC, y ha cooperado con líderes relevantes de la industria para iniciar el proceso de investigación y desarrollo de localización de equipos de impresión y embalaje de alta gama.
"Ajustamos principalmente la arquitectura de hardware del equipo. Por ejemplo, el equipo anterior era un 'cerebro' que tenía que controlar 8 ejes electrónicos. Puede haber un retraso de la señal, y algún eje electrónico responde «medio latido lentamente». Ahora está desmantelado. Por separado, cada eje electrónico está controlado por su propio "cerebro", y la transmisión de señal de alta velocidad entre los múltiples ejes electrónicos garantiza la conexión, para garantizar que no solo puedan completar la sincronización y la cooperación, sino que también puedan ajustar sus propios procesos. Cada eje electrónico puede ajustar sus propios parámetros de proceso a tiempo a través de la retroalimentación del error de registro, para completar el trabajo de impresión con mayor precisión". Dijo Mei Xuesong.
Además, el equipo también llevó a cabo una gran cantidad de experimentos sobre la estructura del horno, la temperatura de calentamiento, la velocidad del viento, la relación de consumo de energía y otros factores, y propuso un método de diagnóstico de fallas en línea basado en sensores incorporados y máquinas de vectores de soporte. Cada equipo se puede conectar a Internet para realizar el control dual de operación y mantenimiento de los fabricantes con los usuarios empresariales.
En el feroz entorno de competencia del mercado, es precisamente en virtud del excelente nivel técnico que el equipo de embalaje e impresión de alta gama desarrollado por el equipo ha sido favorecido por muchos usuarios empresariales nacionales y extranjeros.
"Hoy en día, las empresas de impresión se han despedido de la historia de comprar una máquina de impresión con 50 millones de yuanes. Pueden comprar equipos nacionales de embalaje e impresión de alta gama a una quinta parte del precio. Según las estadísticas aproximadas, más del 70% de la impresión nacional de envases de alta gama Los productos se fabrican utilizando nuestros productos. En otras palabras, la mayoría de los envases e impresiones de los artículos que ves en el supermercado están hechos de equipos domésticos. ¡Hemos logrado el objetivo de "Hecho en China" con "Imprimir en China"! "Dijo Mei Xuesong.
El embalaje de alta gama y los equipos de impresión son el resultado de la intersección del "control electromecánico complejo y el embalaje y la impresión de alta gama". "Tecnología de control de movimiento de alta velocidad y alta precisión" es la principal dirección de investigación científica a largo plazo del equipo de innovación dirigido por el profesor Mei Xuesong. En el siguiente paso, un equipo compuesto por 23 maestros y casi 200 estudiantes continuará trabajando en la combinación en profundidad de control de movimiento de alta velocidad y alta precisión y tecnología de procesamiento láser, y desarrollará equipos de mecanizado CNC de alta gama y fabricación inteligente para industrias importantes en respuesta a las principales necesidades nacionales. sistema.
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