La eficacia productiva, la calidad y los rápidos cambios de trabajo son las tres características indispensables hoy en día en el sector de las máquinas de impresión flexográficas y heliográficas para la reconversion rotativas.
Para mantener su liderazgo, los fabricantes de estas máquinas destinan grandes inversiones para el desarrollo e implementación de la tecnología Gearless, es decir: en la fabricación de estas nuevas máquinas se eliminan totalmente todos los elementos mecánicos de transmisión como engranajes, reductores o juntas. En lugar de los sistemas de transmisión tradicionales, los diseñadores de estos fabricantes de máquinas flexográficas optan por la solución de tipo direct drive (accionamiento directo), donde cada eje de máquina es controlado por un servocontrolador y por un servomotor brushless independiente.
A nivel mecánico, la estructura de la máquina flexográfica es rediseñada completamente. Los soportes de los cilindros y sus respectivos cojinetes son totalmente rediseñados y para el soporte de las máquinas de impresión se utilizan ejes de fibra de carbono porque son más livianos, lo cual eleva la frecuencia de resonancia y mejora la dinámica de control y la precisión del sistema. Se obtiene así una mejora de la calidad final de impresión.
La estructura electrónica de una máquina gearless es más bien compleja y los fabricantes se unen a empresas muy especializadas en tecnologías Motion Control, como es el caso de Control Techniques – Quimel, las cuales colaboramos con estos fabricantes para el desarrollo, y la implementación de PLC, HMI, comunicaciones, servocontroladores y servomotores.
Ventajas de la tecnología Gearless para reconversion rotativas
Algunas de las ventajas de las actuales tecnologías Gearless utilizadas en las máquinas flexográficas de última generación son:
1. Flexibilidad de uso con frecuentes cambios de trabajo.
Las máquinas flexográficas actuales están indicadas para pequeñas tiradas (2.000 - 100.000 metros), por ende son máquinas en las que se requiere un tiempo de cambio de trabajo muy breve para permitir la mayor eficiencia de producción posible. El usuario a quien se dirige es aquella empresa que imprime material para embalaje y envasado para terceros en el sector alimentario.
En este sector las empresas necesitan imprimir por ejemplo película para envase de meriendas para distintos clientes y por lo tanto necesitan efectuar frecuentes cambios de trabajo en la misma máquina flexográfica.
En este sentido la arquitectura Gearless también supone una mejora considerable. El tiempo de cambio de trabajo de la flexográfica actualizada varia entre los 30 y los 60 minutos. Una máquina tradicional con trasmisiones mecánicas para efectuar el mismo cambio de trabajo precisa al menos media jornada.
Las máquinas flexográficas actuales están equipadas con servocontroladores y con servomotores (servobrushless) no solo en la parte del grupo de impresión, sino también en los restantes movimientos servomotorizados, de los bobinadores y desbobinadores, de las calandras así como de todo el sistema de posicionamiento automático de los cilindros de impresión, incluida la transmisión del tambor principal de muy alto par motor.
Gracias al sistema Gearless y con servomotores independientes, la preparación de la máquina se rige por parámetros prefijados que se pueden introducir a través del software de la pantalla de la máquina o terminal de operador (HMI).
Gracias a la amplia capacidad y flexibilidad del programación de los servocontroladores Unidrive M700 de Control Techniques se consigue utilizar un único modelo de servocontrolador en toda la máquina flexográfica.
2. Personalización de la aplicación y reconversion rotativas
Unidrive M700 de Control Techniques es el nuevo servocontrolador utilizado en algunas de las máquinas de impresión flexográfica. La plataforma de software del Unidrive M700 es tan flexible que permite la personalización de cada tipo de aplicación, optimizando costes e incrementando productividad asociada a sus servobrushless Unimotor Fm de muy alta eficiencia.
La arquitectura del sistema de automatización industrial de la línea utiliza la función servocontrolador “maestro de línea” completamente digital y la comunicación en redes de alta velocidad CTnet &CT Sync.
El autómata que gestiona las secuencias está conectado a los servocontroladores Unidrive M700 a través de bus Profinet, mientras que el ordenador de supervisión está conectado al autómata a través de Ethernet. Con el uso de Unidrive M700 se obtienen mayores rendimientos, una gran precisión en la gestión de los colores, menores errores de ángulo mediante la regulación de posición de los servomotores Unimotor FM y un aumento considerable de la velocidad de línea.
El servomotor Brushless Unimotor que controla el tambor de impresión es tipo torque con par elevado y con realimentación de encoder sin/cos, y es considerado como la referencia “maestra“ de los cilindros de color con una resolución mayor de 16 millones de impulsos por giro.
Los Unidrive M700 que controlan los servomotores brushless de los cilindros de color son “esclavos” respecto a la referencia de muy alta precisión generada por el encoder del tambor de impresión , y mediante un complejo algoritmo gestionado por la SI Aplications, mantiene los servomotores controlados en eje eléctrico y limitan así el error de registro de impresión siempre debajo de los 0,05 mm.
El servocontrolador Unidrive M700 garantiza la sincronización perfecta de las posiciones angulares entre los cilindros de color y entre los cilindros de color y el sistema de trasferencia de color. Cada tarjeta SM Aplications contiene un complejo algoritmo que calcula en tiempo real la velocidad teórica del cilindro en función de la referencia maestra y en función del propio encoder, para luego generar una corrección dinámica que determina la velocidad real, informando además simultáneamente a los otros servocontroladores a través de la red de comunicaciones de alta velocidad CT Net.
3. Mantener actualizado el sistema productivo en las máquinas flexográficas
La flexibilidad del software del servocontrolador Unidrive M700 le permite al cliente obtener ventajas interesantes desde el punto de vista de los tiempos de desarrollo, los tiempos de prueba y el servicio de mantenimiento.
La facilidad del software abierto permite mantener el sistema siempre actualizado, por ejemplo si se desea un cambio de trabajo en marcha que prevé la parada y la separación de los cilindros del antiguo trabajo y la puesta en marcha y activación de los cilindros del nuevo trabajo.
Esta funcionalidad es muy útil cuando una flexográfica se pone en cadena con un extrusor, pues es posible cambiar el trabajo sin parar el extrusor.
También gracias a la flexibilidad del software se pueden realizar de manera automática las correcciones de las presiones de impresión en función de otros parámetros del proceso. Inclusive se puede pensar en hacer un set-up automático de las presiones de impresión utilizando dispositivos de visión que leen directamente la calidad de impresión, y no solamente el registro.
4. Simplificación del mantenimiento en las flexográficas
La arquitectura Gearless sin mecánica compleja asociada simplifica el mantenimiento, puesto que reduce mucho las revisiones.
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