Fare di più con meno risorse

Marginal Column

La macchina da stampa flessografica Fusion della PCMC guadagna punti grazie a tempi di preparazione ridotti e alla riduzione degli scarti, nonché grazie alla tecnologia di Bosch Rexroth.

 

I profumi vengono inseriti in un invitante involucro e il cliente può provarli più rapidamente. E i cioccolatini nella scatola dorata sono molto più d’effetto rispetto ad altri dolcetti presentati in una confezione semplice. Le confezioni, quindi, non devono soltanto svolgere una funzione protettiva, bensì anche impressionare, sia che si tratti di carta, cartone, pellicola o plastica. Perché per molti prodotti un involucro allettante è un importante argomento di vendita.

Per chi stampa le confezioni ciò significa dover ottenere un buon risultato al prezzo più vantaggioso possibile. Infine il tutto non deve essere più costoso del contenuto. Con questa sfida davanti agli occhi, la ditta americana Paper Converting Machine Company (PCMC) di Green Bay, Wisconsin, si è messa all’opera e ha sviluppato la Fusion. Questa macchina da stampa flessografica lavora in modo più efficiente rispetto al modello precedente, grazie alla tecnologia drive & control e alla tecnica lineare di Rexroth. “Il settore ha espresso l’esigenza di tempi di preparazione macchina più brevi per incrementare i tempi di stampa che producono valore aggiunto”, afferma David Wall, Direttore dei settori Sviluppo, Stampa, Rivestimento e Laminazione presso la PCMC. “Gli stampatori vogliono evitare gli sprechi, sia di materiale che di tempo.”

Un breve pit-stop

Equipaggiata con il sistema di automazione IndraMotion e i servoazionamenti Rexroth, la Fusion soddisfa queste esigenze: A seconda del numero di elementi colore, lavora con 17 o 21 assi. La svolgitura del materiale di avvolgimento, e il relativo controllo di tiro, sono affidati ad ulteriori sette assi. Ogni Fusion è costituita da un tamburo di stampa centrale con un diametro da 2,4 fino a 3 metri, che può essere circondato da otto o dieci gruppi di stampa, costituiti rispettivamente da due cilindri: questi trasferiscono l’immagine (cilindro porta-clichè) e il colore (cilindro retinato) sul materiale da stampare.

I cilindri di stampa sono mossi mediante motori coppia direct drive della serie IndraDyn T, pilotati dai servozionamenti modulari della serie IndraDrive M. “Più rapidamente e più semplicemente” sono i criteri per la scelta del controllo. L’IndraMotion MLC può sincronizzare fino a 64 assi su un singolo controllore, con la possibilità di espandere tale numero mediante una rete di sincronizzazione tra controllori denominata ‘cross-communication’. Le laboriose impostazioni manuali di stampa e inchiostratura per ogni singolo gruppo di stampa appartengono ormai al passato.

Un sistema di ispezione visivo integrato regola il registro di stampa in un tempo estremamente ridotto. Le marche stampate dai cilindri porta-clichè vengono lette da sensori ottici per realizzare il registro macchina, ovvero l’esatta sovrapposizione dei singoli in fase tra loro: sofisticati algoritmi di calcolo gestiscono la lettura delle marche colore, mettendole in relazione alle posizioni dei singoli assi. La funzione PrintSense, sviluppata da PCMC, consente una sensibile riduzione dei tempi di avviamento della produzione dopo un cambio bobina o un cambio formato, integrando la lettura delle amrche colore con il sistema di controllo sei servoassi su bus deterministico digitale Sercos.

 

Le funzioni di sicurezza integrate nei servo azionamenti Indra-Drive e l’alimentazione realizzata mediante il DC bus condiviso conferiscono alla Fusion un ulteriore vantaggio rispetto alla concorrenza: l’energia che finora andava persa con la frenata degli assi, viene ora accumulata nel Dc bus condiviso e messa a disposizione degli altri assi, oppure, qualora in eccesso, rigenerata verso la rete. Wall spiega un ulteriore punto di forza: “Durante il cambio della lastra tipografica, la funzione IndraDrive Safe Stop arresta con sicurezza gli assi nella loro posizione prestabilita. Per eseguire questa operazione, finora occorreva installare un meccanismo di frenata o bloccaggio, cosa che richiedeva un maggior numero di componenti esterni.”

Efficiente sistema modulare

Meno componenti = meno costi: anche sotto questo aspetto la Fusion stabilisce nuovi standard. Grazie all’impiego di un’intelligente tecnica di azionamento, la PCMC ha potuto ridurre quasi del 60% il numero dei componenti installati nei quadri elettrici rispetto alle tecnologie impiegate in precedenza. Tutti gli assi macchina vengono ora azionati tramite due sole taglie di motori: all’interno dell’ampia gamma di servomotori sincroni, sono stati scelti motori torque della serie IndraDyn T. I motori di questa famiglia, disponibili con raffreddamento a liquido o a ventilazione naturale, sono forniti in un kit roto-statorico pronto al montaggio, e sono in grado di erogare fino a 13.800 Nm di coppia massima, rendendo così la Fusion sei volte più rapida rispetto alle macchine precedenti.

“La molteplicità di motori standard è un grande punto di forza di Rexroth”, sottolinea Doug Anderson, Sales Engineer presso le aziende per l’integrazione di sistemi CMA/Flodyne/Hydradyne. Per la PCMC Fusion è stata scelta una taglia di motore per pilotare il tamburo pricipale, adeguatamente dimensionato per gestire frenate di emergenza con rampe di 10-15 secondi. Sui cilindri portaclichè e anilox è invece stato scelto un motore di altra taglia, adeguatamente dimensionato ai dati di coppia e velocità richiesti. In tal modo è significativamente ridotto il numero di componenti da gestire per la configurazione di una macchina.

Movimenti lineari più precisi

Per un movimento lineare preciso e ripetibile dei gruppi colore, PCMC si è affidata a Rexroth anche per il progetto dei relativi sistemi di trasmissione lineare: ad ogni cambio ordini i gruppi di stampa e i gruppi inchiostratori vengono spostati in posizione ‘print off’ e e successivamente ‘print on’ per consentire il cambio dei cilindri clichè e retinati. Ad ogni nuovo formato di stampa, essi dovranno riportarsi di nuovo nelle posizioni di lavoro, con tolleranze di precisione e ripetibilità sulla corsa lineare estremamente stringenti: da tale precisione infatti dipende il preciso contatto del cilindro porta-clichè con il materiale, nonché la distribuzione del colore sullo stesso da parte del cilindro retinato.

Nella Fusion, le richieste caratteristiche di rigidezza e precisione vengono garantite da gruppi colori movimentati tramite viti a sfere, e montati su quattro guide a sfere su rotaia. Sono gruppi compatti, sostengono carichi elevati e sono in grado di lavorare migliaia di ore senza errori, con una minima manutenzione ordinaria. “Gli elementi meccanici devono garantire in modo ripetibile le precisioni di posizionamento richieste da un processo di stampa”, sostiene Wall. “Le unità viti a sfere e le guide a sfere su rotaia di Rexroth ci garantiscono la necessaria stabilità per il gioco e le tolleranze di cui ha bisogno la Fusion.”

La nuova macchina Fusion, già in uso presso alcuni clienti, raccoglie i primi consensi entusiastici. David Wall sa il perché: “I tempi di preparazione macchina ottimizzati e la trasparente gestione del sistema incrementano i tempi di stampa produttivi. “Questi vantaggi tecnologici, l’efficienza energetica , che riduce sensibilmente il costo di utilizzo della macchina, contribuiscono al successo della nuova Fusion.”