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Shaanxi Beiren ist einer der größten Hersteller von Tiefdruckmaschinen für flexible Verpackungen – wie Dekopapier oder Tabak- und Druckerzeugnisse – in China. Damit die Steuerungstechnik von Shaanxi Beiren gleichermaßen Schritt halten kann, entwickelt das Unternehmen seit 2003 in Zusammenarbeit mit B&R eine integrierte Registersteuerung und eine wellenlose Antriebstechnik.

Die Nachfrage nach hochwertigen Tiefdruckmaschinen ist enorm hoch. Als Pionier auf diesem Gebiet ist sich Shaanxi Beiren darüber im Klaren, dass die Erwartungen seiner Kunden stetig steigen und deren Anforderungen an Dynamik gewinnen. Das impliziert eine permanente Weiterentwicklung hinsichtlich einer schlanken Produktion, Effizienz und Qualität.

Direktantrieb als Grundlage für die Genauigkeit

Ende 2003 begann Shaanxi Beiren mit der Entwicklung der neuen SY400-Maschine. Mit ihr sollte eine höhere Effizienz und Qualität mit einer Geschwindigkeit von 400 Metern pro Minute erreicht werden. Die mechanische Übertragung, der elektrische Antrieb und die Steuerung stellten eine große Herausforderung dar. Als das Techniker-Team von Shaanxi Beiren mit der Entwurfsplanung für das Projekt begann, wurde schnell klar, dass eine Lösung mit Direktantrieb die beste Wahl wäre.

Da Direktantriebsmotoren eine niedrige Drehzahl und ein hohes Drehmoment bieten, können die Walzen ohne Verzögerungsmechanismus gesteuert werden. Die geringere Anzahl an mechanischen Komponenten vereinfacht nicht nur die Bauweise der Maschine, sondern reduziert auch das Risiko von Ausfallzeiten. Die Lösung mit Direktantrieb reduziert den Platzbedarf der Maschine und auch ihren Preis.

Bei Direktantriebsmotoren tritt häufig das Problem auf, dass niedrige Drehzahlen zum sogenannten Nuteffekt führen. Wenn der Rotor die Nut passiert, produziert er ein Flattern, das die Übertragungsgenauigkeit reduzieren kann. Mit Einsatz eines ACOPOS Servoantriebs von B&R verringert sich das Flattern und die Genauigkeit steigt.

Zusammen mit einem EnDat-Geber verleiht diese Technologie der Maschine die Genauigkeit, die sie für eine hohe Druckqualität benötigt. Tests der fertigen Maschinen im Jahr 2014 haben die Wirksamkeit dieser Technologie belegt. Selbst bei Geschwindigkeiten von 400 bis 450 Metern pro Minute konnte eine gute Übertragung erzielt werden.

Die modularen Antriebe aus der ACOPOSmulti-Familie bieten höchste Flexibilität und Investitionssicherheit.

Spezielles Modul für spezielle Anwendung

Ein hochpräziser Antrieb ist die Grundlage für hohe Druckqualität. Er alleine reicht allerdings nicht aus, denn das entscheidende Element der Druckgenauigkeit ist die Registersteuerung. Shaanxi Beiren und B&R können auf eine langjährige erfolgreiche Zusammenarbeit bei der Entwicklung eines integrierten Registersteuerungssystems zurückblicken, das sich am Markt als äußerst wettbewerbsfähig erwiesen hat. Ein Novum ist der Einsatz bei neuen Maschinen mit hohen Geschwindigkeiten von über 400 Metern pro Minute. Die Ingenieure von Shaanxi Beiren wollen auch die Abtastung blasser Farben verbessern, um die Anforderungen ihrer Kunden perfekt zu erfüllen.

Ein neues X67-Modul von B&R für die Farbverarbeitung kann hier eine wichtige Rolle spielen. Die Abtastzeit von 5 μs eignet sich sogar für Druckgeschwindigkeiten von bis zu 600 Metern pro Minute. Es kann eine Interpolationsberechnung mit einer Auflösung von 1 μs durchführen und schnell hochpräzise Signale zu erfassen. Mit seinen 2 Eingangskanälen wurde es von B&R speziell für die Druckindustrie entwickelt. Mit der Synchronisation von POWERLINK-Netzwerk, Antriebssystem und Master-Steuerungssystem wird eine hochpräzise Registersteuerung mit einer Zykluszeit von einer μs erzielt.

Mit seinen hervorragenden Abtasteigenschaften kann das Modul blasse Farben wie Hellgelb, Weiß und Silber erkennen und analysieren. Das ermöglicht wiederum hochwertige Druckergebnisse über das gesamte Farbspektrum der Druckmaschinen.

Diese Module sind in Schutzart IP67 ausgeführt und können auch an der Maschine montiert werden. Der M8- oder M12-Anschluss mit hoher Schutzart erleichtert nicht nur die Verkabelung, sondern spart auch Platz im Schaltschrank. Die POWERLINK-Schnittstelle gewährleistet eine effiziente Synchronisationsleistung.

Energiesparende Ausführung

Das X20-System ist als Steuerung vielseitig einsetzbar.

Die neue Druckmaschine verfügt über eine Vielzahl von energiesparenden Optimierungen, wie einen neuen Trockentunnel. Bisher kam eine Heißlufttrocknung zum Einsatz. Diese Heißluft konnte zwar zurückgeführt, aber nicht effektiv genutzt werden. Die neue Maschine verfügt über einen Wärmeaustausch, der Heißluft in warmes Wasser zur Wiederverwendung umwandelt. Dieses System erlaubt eine intelligente Anpassung an unterschiedliche Farben, Materialien und Druckgeschwindigkeiten. Mit der intelligenten Temperatursteuerungsbibliothek von B&R kann eine präzise Steuerung mit minimalem Verlust erreicht werden.

Hohe Bedienerfreundlichkeit

Die Bedienung einer komplexen Maschine ist nicht immer einfach und muss von Mitarbeitern erst erlernt werden. Hierdurch entstehen zusätzliche Kosten für Schulungen. Die Ingenieure von Shaanxi Beiren und B&R haben daher sehr viel Entwicklungsarbeit in die Benutzerfreundlichkeit investiert.

Für Bediener ist die Rezeptverwaltung ein wichtiges Funktionsmerkmal. Mit einer flexiblen Schnittstelle können Anwender Druckprozessparameter, wie geänderte Menge und die Phase einer jeden Druckplatte, konfigurieren.

Bei neuen Aufträgen kann ein schnelles Proofing erreicht und Materialverschwendung vermieden werden. Zugleich kann die Maschine die automatische Nullpunkteinstellung, die Plattenkorrektur und die Überwachung von Registrierungsfehlern in Echtzeit durchführen. Ein eigener Bericht enthält Informationen, die das für mechanische Servicearbeiten zuständige Team auf erforderliche Servicearbeiten hinweist. Es gibt auch eine Lösung für die Vibrationsüberwachung, die für die Implementierung einer vorausschauenden Instandhaltung künftig direkt ergänzt werden kann.

Für Elektro-Servicetechniker sind wiederum Funktionen von Bedeutung, die Diagnosearbeiten an I/O- und elektrischen Systemen erleichtern. Die Drucklösung von B&R verfügt über integrierte, webbasierte Diagnosefunktionen, die eine äußerst komfortable Diagnose der I/O-Systeme, der Verkabelung und des Antriebssystems unterstützen. Darüber hinaus ermöglicht ein Fernwartungspaket den unmittelbaren Zugriff auf entfernte Werke.

Beeindruckendes Debüt

Im November 2015 feierte die neue Druckmaschine ihr vielbeachtetes Debüt und stellte mit ihrem neuen Industriedesign ein Novum auf dem chinesischen Markt dar. Selbst bei einer Geschwindigkeit von bis zu 400 Metern pro Minute überzeugt die Maschine mit ihrer stabilen und zuverlässigen Betriebsweise und einer niedrigeren Ausschussquote als in der Vorgängergeneration. „Wir haben hier einen neuen Branchenmaßstab gesetzt“, sagt Xue Zhicheng, Chefingenieur bei Shaanxi Beiren. „Unsere Kunden können sich voll und ganz auf die hohe Effizienz, die hohe Qualität und die niedrigen Betriebskosten dieser Maschine verlassen.“

Durch den Erfolg seiner neuen Maschine sieht sich Shaanxi Beiren darin bestärkt, sein hohes Innovationstempo beizubehalten. Zusammen mit B&R plant das Unternehmen ein ERP-Managementsystem für eine Drucklösung auf Werksebene auf der Grundlage eines Lean-Production-Konzepts. „Entsprechend den Grundsätzen von Industrie 4.0 wollen wir unseren Kunden ein Produktionssystem mit mehr Personalisierungsmöglichkeiten und mehr intelligenten Funktionen bieten, mit dem sie die Bedürfnisse ihrer Märkte bedienen können“, sagt Li Yan-feng, Geschäftsführer von Shaanxi Beiren. „Die offene Plattform und die Hard- und Software in Übereinstimmung mit internationalen Standards werden uns bei der Umsetzung dieser Ziele hervorragend unterstützen.“

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