對于高端的消費品而言，燙金工藝呈現一種“金子招牌”的品牌傳遞，在各種酒類(lèi)、日用化妝品、消費電子等諸多產(chǎn)品中，都會(huì )包含燙金工藝，因此，它是一種普遍存在的高端產(chǎn)品的包裝后道工藝。

旭恒精工是中國印后加工設備領(lǐng)域的領(lǐng)軍品牌，這是一家有著(zhù)深厚的精益文化根基，這種根植于自管理團隊到現場(chǎng)安裝、服務(wù)人員身上的品質(zhì)確保旭恒提供的每臺設備都是穩定可靠運行。而另一方面，旭恒同樣是一個(gè)用戶(hù)體驗導向的企業(yè)，因為，對旭恒而言，穩定可靠品質(zhì)是用戶(hù)需要的，而機器的功能性、易用性，以及維護便利性也是客戶(hù)需要的—不斷的技術(shù)創(chuàng )新，確保這家企業(yè)的設備銷(xiāo)售往全世界，成為中國印后裝備領(lǐng)域的一個(gè)“金字招牌”。

小批量多品種帶來(lái)的挑戰

隨著(zhù)消費市場(chǎng)的快速演變，小批量多品種的需求越發(fā)明顯，這導致了原有的生產(chǎn)模式面臨挑戰。對于原有的大批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，盡管每次在更換燙金版和調校機器的過(guò)程會(huì )有一些難以避免的開(kāi)機浪費，但是，這個(gè)整體量對生產(chǎn)任務(wù)來(lái)說(shuō)較小。但是，隨著(zhù)訂單變小，這個(gè)開(kāi)機浪費就會(huì )成為占比不斷加大，使得不良品率放大。另一方面，傳統機器生產(chǎn)設置也對技師經(jīng)驗比較依賴(lài)，因此，這會(huì )導致不同的人，調校參數所需的時(shí)間、材料消耗不同，也使得品質(zhì)的穩定性受到影響。

從旭恒的視角來(lái)說(shuō)，客戶(hù)的這種難題就意味著(zhù)改善的機會(huì )，經(jīng)過(guò)與多位合作的電氣控制廠(chǎng)商的討論，他們從貝加萊的系統看到了巨大的潛力。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要從物理和數據建模兩個(gè)視角對整個(gè)機器進(jìn)行重構，并能夠使得其具有自適應性，即，更為智能的系統—來(lái)應對各種生產(chǎn)工況的變化，降低對人經(jīng)驗的依賴(lài)—而這需要重構機器的軟件架構，而貝加萊的系統的開(kāi)放性、以及團隊在印包領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)也使得旭恒認為這是一個(gè)合適的開(kāi)啟這個(gè)合作的最佳伙伴。

EFOIL 1050是用來(lái)進(jìn)行這個(gè)重構的目標設備，它能夠達到7500次/小時(shí)的燙金速度，這是目前國內該領(lǐng)域設備的最高性能。雙方團隊達成了一致，在這個(gè)項目上，嚴格的遵循工程開(kāi)發(fā)的項目計劃制，確保項目在一個(gè)嚴格的定義和流程控制下，高品質(zhì)、高效率的完成。

EFOIL 1050機型定位于更為智能的機器

良好的硬件基礎

ACOPOS P3是一款位置環(huán)最快可達50μS且單個(gè)伺服驅動(dòng)器可以配置3個(gè)伺服電機，在這里為電化鋁箔橫向和縱向送料及張力控制軸，以及模切單元的壓力調節電機，計12個(gè)伺服軸的同步控制，借助于POWERLINK網(wǎng)絡(luò )的微秒級刷新，可實(shí)現其高速同步能力。

在系統中，控制采用了Panel PC 3100來(lái)實(shí)現，該款Panel PC可以支持Windows/RTOS同時(shí)運行，可處理圖形和實(shí)時(shí)任務(wù)的計算，并擁有非常好的開(kāi)放連接能力。

燙金跳步算法

燙金是一種熱轉印技術(shù)，但是，對于電化鋁箔的印刷而言，其成塊印刷，而需要燙金的區域較小，因此，會(huì )需要據此進(jìn)行跳步算法的設計，跳步算法實(shí)際上是一種最優(yōu)材料使用的策略問(wèn)題。需要通過(guò)建立模型，以及在材料表面設計出對應的伺服電機的牽引、回牽的變化組合，以獲得最大的材料使用效率。

通過(guò)可視化的界面，用戶(hù)輸入燙金塊的尺寸、間距、板隙等參數，系統會(huì )自行計算最優(yōu)的跳步數據，并給出伺服軸的牽引和張力控制參數，以實(shí)現自動(dòng)的燙金過(guò)程。

這個(gè)作為一個(gè)配方管理的方式，可以被存儲，在下一次同樣產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)可以被調用，以降低在這方面的調校時(shí)間。

基于物理建模的智能溫控

由于燙金版實(shí)際溫度的“不可測”特性，因為加熱板的熱量需經(jīng)由蜂窩板傳導到燙金塊，而且，其會(huì )受到燙金面積、大小、速度、氣體流動(dòng)、外部環(huán)境的熱量損耗等造成的溫度影響。傳統的燙金任務(wù)需要據此在出廠(chǎng)前加裝的傳感器來(lái)進(jìn)行測試驗證，并據此制定表格查詢(xún)的方式來(lái)配置工藝系統。而這個(gè)又會(huì )受到實(shí)際工況變化的影響，會(huì )影響燙金品質(zhì)。

貝加萊工程師，通過(guò)對加熱板的熱量經(jīng)蜂窩板向燙金塊的傳遞過(guò)程進(jìn)行熱傳導建模，并在模型中考慮所有干擾傳熱的主要因素，如燙金速度、環(huán)境溫度、燙金塊大小、是否吹風(fēng)等。因此，基于此模型可以計算出燙金塊的準確溫度，從而為溫度控制提供反饋值。之后，控制策略中，在基于物理模型的溫度反饋控制基礎上， 融合前饋控制以補償干擾引起的溫度波動(dòng)。

 所建立的物理模型可以精準地計算加熱板到燙金塊的熱傳導，因此無(wú)論工況變化或干擾，燙金塊的實(shí)時(shí)溫度都可以經(jīng)由模型獲取，從而為溫度控制提供了準確的參考。最終，整體自適應溫控的效果上佳，可以在燙金過(guò)程中保持溫度的精準、穩定控制。

這種自適應性，使得機器擺脫了對人的經(jīng)驗的依賴(lài)，在更為頻繁變化的生產(chǎn)中，能夠自動(dòng)配置更好的工藝參數，以獲得穩定的生產(chǎn)品質(zhì)。

數字化能力的提升

另外，隨著(zhù)越來(lái)越多的終端生產(chǎn)企業(yè)更加看重其數字化的集成能力，并且，隨著(zhù)旭恒的機器更多的出口到全球各個(gè)國家，從數字化視角，他們也希望達到幾個(gè)關(guān)鍵的數字化服務(wù)能力的提升：

->數字化集成能力：由于貝加萊系統支持OPC UA及最新的Pub/Sub機制，這使得旭恒精工的機器可以作為Server為MES/ERP提供生產(chǎn)所需的數據，包括生產(chǎn)任務(wù)與進(jìn)程、材料消耗、品質(zhì)相關(guān)參數、OEE統計數據。

->遠程維護與診斷的能力：通過(guò)安裝于機器控制器旁邊的SiteManager硬件，這是一個(gè)用于安全VPN通道連接的組件。而在任何地方，工程師可以在本地計算機打開(kāi)客戶(hù)端軟件LinkManager,經(jīng)由預先在云端配置的GateManager，連接到遠程機器的SiteManager,即可對機器進(jìn)行“遠程桌面”操作 

基于遠程桌面系統的診斷與維護

在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，雙方的機電工程師緊密合作，通過(guò)嚴格的項目進(jìn)程管理確保了良好的項目進(jìn)度、規范與標準的文檔、以及軟件的標準化，這使得整個(gè)機器的開(kāi)發(fā)取得了巨大的成功。

來(lái)自旭恒精工總經(jīng)理謝強博士對此合作表示滿(mǎn)意，他說(shuō)“這款機器的智能化顛覆了行業(yè)里原有的工作方式，而達到了世界一流裝備的水平，這凝聚了雙方工程師的創(chuàng )新，以及嚴謹的工程開(kāi)發(fā)與標準化模塊化的設計思想。貝加萊，作為一個(gè)優(yōu)秀的合作伙伴，也證明了我們當初的選擇是明智的”。