IT202000013093A1 - Sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa effettuate da una matrice di stampa. - Google Patents
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Description
"Sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa effettuate da una matrice di stampa"
La presente invenzione si riferisce ad un sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa effettuate da una matrice di stampa.
L'invenzione si riferisce in particolare, ma non esclusivamente, alle procedure di stampa flessografica.
Come noto, la stampa flessografica si basa sull'utilizzo di una matrice di stampa su cui ? realizzato, in rilievo, il grafismo che deve essere riprodotto sulla superficie dell'oggetto da decorare (ad esempio un packaging), che pu? essere in materiali vari, quali carta, cartone, film plastico, ecc.
La matrice di stampa viene usualmente realizzata partendo da una matrice vergine, in materiale fotopolimerico, sulla cui superficie ? applicata una pellicola nera (LAM ? Laser Ablation Mask) che viene incisa mediante laser secondo il grafismo da riprodurre.
La matrice vergine viene poi esposta alla luce ultravioletta, che passa attraverso il grafismo inciso dal laser sulla LAM, indurendo il fotopolimero in corrispondenza del grafismo stesso.
Le parti di fotopolimero non indurito, adiacenti alle porzioni indurite corrispondenti al grafismo da riprodurre, vengono asportate, a seconda della tipologia di fotopolimero utilizzato, mediante soluzioni a base acquosa, mediante solventi, mediante processi termici, mediante laser o mediante rimozione meccanica, ottenendo cos? una matrice con rilievo che corrisponde all'immagine o alle scritte da stampare.
Nel caso di matrici lavate con solvente o soluzione acquosa, dopo un'asciugatura in forno per consentire l'evaporazione completa del solvente o delle gocce residue della soluzione acquosa utilizzata, la matrice viene sottoposta ulteriormente a radiazione ultravioletta (UVA-UVC) per realizzare un processo di finissaggio e post-esposizione della sua superficie.
Dopo di ci?, la matrice di stampa pu? essere tagliata nelle misure necessarie e applicata, ad esempio mediante nastro biadesivo, su appositi cilindri (detti sleeves) destinati ad essere montati sulle macchine di stampa, dove il grafismo in rilievo viene inchiostrato e le corrispondenti immagini e/o scritte vengono stampate sul supporto di stampa da decorare.
Nel corso della vita operativa della matrice di stampa (ossia l'arco temporale durante il quale la matrice ? utilizzata dallo stampatore per riprodurre il suo grafismo sui supporti di stampa da decorare), molte variabili possono essere in grado di influenzare le performance di stampa, ad esempio la velocit? di stampa, la maggiore o minore facilit? di montaggio e smontaggio della matrice sulla macchina di stampa, la tendenza dell'inchiostro ad accumularsi sulla superficie di stampa della matrice e negli spazi fra i rilievi del grafismo da riprodurre, che porta periodicamente alla necessit? di fermare la macchina di stampa per le opportune operazioni di pulizia, un consumo corretto o eccessivo di inchiostro, una maggiore o minore pressione di stampa, una maggiore o minore tendenza all'usura delle parti e della matrice, che pu? obbligare ad una sostituzione della stessa, cos? come vari altri inconvenienti tecnici che possono condurre a un temporaneo fermo macchina.
Tutto ci? concorre a determinare quello che viene pi? generalmente definito OEE (Overall Equipment Effectiveness), ossia l'indice di efficienza totale di un impianto o di una macchina di stampa.
OEE ? un indicatore che riassume in s? alcuni concetti molto importanti dal punto di vista della produzione manifatturiera, quali la disponibilit?, l'efficienza e il tasso di qualit?, produttivit? e redditivit? di un impianto o di una macchina di stampa.
OEE ? influenzato da varie tipologie di inefficienze che possono manifestarsi durante il ciclo produttivo, portando complessivamente ad una minore produttivit? dell'impianto o della macchina di stampa, ad esempio guasti, riduzioni della velocit? di stampa, microfermate o fermate prolungate dell'impianto in produzione, tempi morti dovuti a montaggio e smontaggio di componenti e a settaggi vari, transitori di avviamento, scarti di produzione, ecc.
Sarebbe pertanto auspicabile per lo stampatore poter monitorare costantemente tutte le operazioni di stampa che vengono svolte da una determinata macchina, che sta lavorando con una specifica matrice di stampa, cos? da avere sotto controllo come e con che efficienza si stanno svolgendo le operazioni di stampa ed eventualmente intervenire in modo appropriato qualora si riscontrassero anomalie e, in particolare, un calo anomalo dell'indice OEE.
A questo riguardo, occorre tenere conto del fatto che il livello di efficienza ? anche significativamente legato alle caratteristiche della matrice di stampa (la sua durezza shore, il valore di resilienza, la tensione superficiale, il livello di mantenimento della pulizia superficiale, la compatibilit? con determinati inchiostri, il livello di abrasione), alle dimensioni e tipologia del grafismo (tipologia di punto, p. es. a punto piatto, tondo, ecc., dimensioni dei punti minimi presenti sulla matrice, dettaglio delle retinature utilizzate), al tipo di inchiostri utilizzati, alle temperature operative e al ciclo di vita della matrice stessa, dove una matrice che lavora da lungo tempo, o di facile deterioramento, pu? facilmente offrire prestazioni inferiori ad una nuova, o con caratteristiche atte a prolungarne la vita, e influenzare negativamente la produttivit? complessiva.
Nella domanda internazionale WO 2019/192764 A1 ? descritto un sistema per la costruzione di una matrice di stampa, dove la matrice grezza contiene in s? (ad esempio in una apposita etichetta) vari parametri identificativi, nonch? informazioni ed istruzioni operative destinate ad essere lette dai vari macchinari preposti alla realizzazione della matrice durante le fasi di realizzazione del grafismo, esposizione alla luce UV, lavaggio, asciugatura, finissaggio, taglio, ecc.
Questo sistema non risolve comunque il problema della desiderata ottimizzazione, misura e visualizzazione dei parametri OEE nel corso delle operazioni di stampa che vengono svolte dallo stampatore con le varie matrici a sua disposizione sulla macchina di stampa.
Scopo generale della presente invenzione ? ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa effettuate da una determinata matrice di stampa in un impianto di stampa, che consenta di monitorare costantemente tutte le operazioni che vengono svolte da una determinata macchina, quando sta lavorando con una specifica matrice di stampa, cos? da avere sotto controllo come e con che efficienza si stanno svolgendo le operazioni di stampa ai fini del calcolo dell'indice OEE ed eventualmente intervenire in modo appropriato qualora si riscontrassero anomalie e, in particolare, un calo anomalo di detto indice.
In vista di tale scopo si ? pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa effettuate da una matrice di stampa montata su una macchina di stampa, caratterizzato dal fatto di comprendere:
- una matrice di stampa avente un corpo con un grafismo in rilievo su una sua superficie, destinato ad essere inchiostrato per riprodurre la relativa scritta o immagine su un supporto di stampa, a detta matrice di stampa essendo associato un elemento di codifica leggibile contenente informazioni significative della matrice di stampa, selezionate fra dati identificativi, caratteristiche tecniche e parametri operativi della matrice stessa;
- un'unit? per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa, atta ad acquisire dette informazioni significative della matrice di stampa;
- un'unit? di controllo ed elaborazione dati, atta a ricevere dette informazioni significative della matrice di stampa dall'unit? per l'acquisizione di dati e a processarle ed elaborarle sulla base di parametri operativi del processo di stampa per fornire informazioni relative alle performance di stampa; e
- un'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni, atta a realizzare un'interfaccia utente per la visualizzazione delle suddette informazioni fornite dall'unit? di controllo ed elaborazione dati.
Per rendere pi? chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione e i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriver? di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:
La Fig.1 ? un diagramma a blocchi che rappresenta schematicamente il sistema di gestione delle operazioni di stampa secondo l'invenzione.
Concettualmente, il sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa secondo l'invenzione ? basato sulla cooperazione fra una matrice di stampa 10, un'unit? 20 per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa, un'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 e un'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni 40.
La matrice di stampa 10 (preferibilmente, ma non esclusivamente, una matrice per stampa flessografica) ? schematicamente illustrata in Fig.1 con un corpo 11 in materiale fotopolimerico e, su una sua superficie 12, un grafismo in rilievo 13, ossia l'insieme delle scritte e/o immagini che, una volta inchiostrate, sono destinate ad essere stampate sulla superficie del supporto di stampa (ad esempio un packaging), che pu? essere in vari materiali, quali carta, cartoncino, cartone ondulato, film plastico, ecc.
La matrice di stampa 10 ? destinata ad essere montata, secondo tecnica nota, su una macchina di stampa non illustrata nello schema di Fig.1.
Alla matrice di stampa 10 ? associato un elemento di codifica leggibile 14, contenente informazioni significative della matrice di stampa, selezionate fra dati identificativi, caratteristiche tecniche e parametri operativi della matrice stessa.
Tali informazioni significative della matrice di stampa 10 sono destinate ad essere acquisite dall'unit? 20 per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa.
Detto elemento di codifica leggibile 14 pu? essere selezionato fra vari sistemi normalmente in uso per il rilevamento di dati mediante lettura ottica, magnetica, trasmissione mediante radiofrequenza, ecc. e pu? quindi consistere, per esempio, in un codice a barre, un QR-code, una banda magnetica, microchip, tag RFID, NFC, ecc.
L'elemento di codifica leggibile 14, a seconda anche della sua tipologia, pu? ad esempio essere applicato sulla superficie della matrice di stampa 10 in posizione ribassata rispetto al grafismo in rilievo, su porzioni marginali della matrice stessa, oppure inglobato nel materiale fotopolimerico con cui ? realizzato il corpo 11 della matrice. Altre soluzioni di posizionamento dell'elemento di codifica leggibile 14 possono naturalmente essere pensate in funzione della specifica configurazione della matrice di stampa.
Ad esempio, l'elemento di codifica leggibile potrebbe anche essere incluso direttamente nel grafismo 13.
Fra le informazioni significative della matrice di stampa 10 possono vantaggiosamente essere previste, ad esempio, il tipo di matrice, dove e quando ? stata prodotta, la sua durezza shore, il valore di resilienza, la tensione superficiale, il livello di mantenimento della pulizia superficiale, la compatibilit? con determinati inchiostri, il livello di abrasione, le dimensioni e la tipologia del grafismo (tipologia di punto, p. es. a punto piatto, tondo, ecc., dimensioni dei punti minimi presenti sulla matrice, dettaglio delle retinature utilizzate), il tipo di inchiostri utilizzabili, le temperature operative.
L'unit? 20 per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa sar? dotata, a seconda della tipologia dell'elemento di codifica leggibile 14, di lettore ottico, lettore magnetico, antenna ricevente a radiofrequenza, ecc. Naturalmente, l'unit? 20 per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa pu? anche comprendere due o pi? di questi dispositivi di acquisizione dati, cos? da poter cooperare con matrici di stampa provviste di differenti tipi di elementi di codifica.
Vantaggiosamente, l'unit? 20 per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa pu? essere incorporata direttamente nella macchina di stampa su cui la matrice stessa ? montata.
Tuttavia, l'unit? per l'acquisizione di dati 20 potrebbe anche essere costituita da un dispositivo separato, atto ad essere posto in prossimit? della macchina di stampa ad una distanza utile per ricevere correttamente i dati dalla matrice di stampa. Questa soluzione ? particolarmente adatta per utilizzare il sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa secondo l'invenzione in impianti di stampa esistenti, senza necessit? di apportare modifiche strutturali o di design alla relativa macchina di stampa.
L'unit? per l'acquisizione di dati 20 ? connessa all'unit? di controllo ed elaborazione dati 30, a cui vengono trasmesse le suddette informazioni significative, acquisite dalla matrice di stampa, affinch? vengano processate ed elaborate mediante idoneo software per fornire le richieste informazioni relative alle operazioni di stampa in corso nell'impianto con quella macchina e quella specifica matrice di stampa.
Le informazioni fornite mediante elaborazione dei dati acquisiti dalla matrice di stampa 10 possono naturalmente essere di varia natura, a seconda delle esigenze dello stampatore; tipicamente, esse possono essere informazioni relative alle performance di stampa, ad esempio per determinare il suddetto indice OEE.
Per l'elaborazione dei dati al fine di fornire le richieste informazioni relative alle operazioni di stampa, il software dell'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 pu? tenere conto di vari parametri operativi del processo di stampa, quali ad esempio la velocit? di stampa mantenuta, i metri lineari di supporto di stampa stampato, la lunghezza dei turni di lavoro e delle relative pause, e relativa produttivit?, il tempo necessario per i settaggi iniziali della macchina e per il montaggio e lo smontaggio della matrice di stampa e di altri componenti, i transitori di avviamento, eventuali fermi macchina che dovessero verificarsi durante il ciclo di lavoro, gli scarti di produzione occorsi, nonch? vari altri fattori specifici che il tecnico del settore ben conosce.
L'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 pu? essere integrata nella macchina di stampa, oppure costituita da un dispositivo separato, ad esempio un PC, cos? da essere accessibile ad operatori presenti in una sala di controllo centralizzato delle macchine di stampa.
Il software utilizzato dall'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 potrebbe vantaggiosamente comprendere una App presente su un dispositivo mobile (tipicamente uno smartphone), cos? da essere accessibile e controllabile anche da remoto.
Fra l'unit? per l'acquisizione di dati 20 e l'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 pu? vantaggiosamente essere presente una memoria dati 50 in cui vengono immagazzinati dati relativi alle matrici di stampa precedentemente utilizzate nella macchina di stampa e alle rispettive operazioni svolte (sostanzialmente, la "storia" di tali matrici), aggiornandoli automaticamente ogni volta che una determinata matrice ? utilizzata, cos? da facilitare ed implementare le capacit? di elaborazione dei dati per la produzione delle informazioni richieste dall'operatore.
Anche la memoria dati 50 pu? essere vantaggiosamente integrata nella macchina di stampa.
La memoria dati 50 ? anche particolarmente utile per permettere di conoscere, in qualsiasi momento, tutti i dati relativi alla vita operativa della matrice di stampa. Ad esempio, il software o la App utilizzata potranno in questo modo "dialogare" con una specifica matrice di stampa, consentendo allo stampatore di conoscere in qualsiasi momento l'et? della matrice, quale grafismo vi ? presente, quanti processi di stampa ha realizzato e su quali prodotti, la velocit? di stampa minima, massima e media, quanti fermi macchina si sono verificati, che redditivit? ha consentito di conseguire nell'impianto, ecc.
All'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 ? infine associata un'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni 40, atta a fornire un'interfaccia (eventualmente di tipo interattivo) in cui l'operatore pu? leggere e vedere il risultato dell'elaborazione dei dati che ha portato alla generazione delle informazioni richieste, relative all'andamento del processo di stampa e alle sue performance.
L'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni 40 pu? essere tipicamente un monitor, o comunque uno schermo esposto alla vista dell'operatore. Vantaggiosamente, l'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni 40 pu? essere integrata in un medesimo dispositivo insieme all'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 (come indicato schematicamente con la linea a tratteggio in Fig.1), in particolare quando l'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 sia costituita da un PC, oppure quando essa sia parte integrante della macchina di stampa.
E' a questo punto chiaro come il sistema per la gestione, il controllo e la verifica delle operazioni di stampa secondo l'invenzione consenta di raggiungere gli scopi prefissati, monitorando costantemente tutte le operazioni che vengono svolte da una determinata macchina, quando sta lavorando con una specifica matrice di stampa, cos? da avere un quadro chiaro del processo di stampa e, in particolare, della performance dell'impianto e dell'indice di efficienza OEE nello svolgimento delle operazioni in corso.
Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione ? riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perci? essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, le informazioni fornite dall'unit? di controllo ed elaborazione dati 30 potrebbero essere visualizzabili dall'operatore (anche tramite la App associata) attraverso un dispositivo elettronico indossabile, quale ad esempio i cosiddetti "smart glasses" utilizzati per visualizzazione di realt? aumentata.
Claims (8)
1. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa effettuate da una matrice di stampa montata su una macchina di stampa, caratterizzato dal fatto di comprendere:
- una matrice di stampa (10) avente un corpo (11) con un grafismo in rilievo (13) su una sua superficie (12), destinato ad essere inchiostrato per riprodurre la relativa scritta o immagine su un supporto di stampa, a detta matrice di stampa (10) essendo associato un elemento di codifica leggibile (14) contenente informazioni significative della matrice di stampa, selezionate fra dati identificativi, caratteristiche tecniche e parametri operativi della matrice stessa;
- un'unit? (20) per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa (10), atta ad acquisire dette informazioni significative della matrice di stampa;
- un'unit? di controllo ed elaborazione dati (30), atta a ricevere dette informazioni significative della matrice di stampa dall'unit? per l'acquisizione di dati (20) e a processarle ed elaborarle sulla base di parametri operativi del processo di stampa per fornire informazioni relative alle performance di stampa; e - un'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni (40), atta a realizzare un'interfaccia utente per la visualizzazione delle suddette informazioni fornite dall'unit? di controllo ed elaborazione dati (30).
2. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le informazioni fornite dall'unit? di controllo ed elaborazione dati (30) sono dirette alla determinazione dell'indice di efficienza totale dell'impianto (OEE), sulla base di parametri operativi del processo di stampa che includono la velocit? di stampa mantenuta durante il processo, la lunghezza del supporto di stampa stampato, la lunghezza dei turni di lavoro e delle relative pause, il tempo necessario per i settaggi iniziali della macchina di stampa e per il montaggio e lo smontaggio della matrice di stampa e di altri componenti, i transitori di avviamento, eventuali fermi macchina avvenuti durante il ciclo di lavoro, gli scarti di produzione occorsi.
3. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, fra l'unit? per l'acquisizione di dati (20) e l'unit? di controllo ed elaborazione dati (30), una memoria dati (50) in cui sono immagazzinati dati relativi a matrici di stampa precedentemente utilizzate nella macchina di stampa e alle rispettive operazioni svolte, aggiornando tali dati ogni volta che una determinata matrice di stampa (10) ? utilizzata.
4. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto elemento di codifica leggibile (14) ? scelto fra le tipologie a lettura ottica, a lettura magnetica o a trasmissione mediante radiofrequenza.
5. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unit? (20) per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa (10) comprende dispositivi di acquisizione dati scelti fra le tipologie a lettura ottica, a lettura magnetica o con antenna ricevente a radiofrequenza, anche in combinazione fra loro.
6. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unit? (20) per l'acquisizione di dati dalla matrice di stampa (10) ? integrata nella macchina di stampa su cui la matrice viene montata.
7. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unit? di controllo ed elaborazione dati (30) ? integrata nella macchina di stampa su cui la matrice viene montata.
8. Sistema per la gestione, il controllo, la verifica e la visualizzazione delle operazioni di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unit? di visualizzazione e presentazione di informazioni (40) ? parte dello stesso dispositivo dell'unit? di controllo ed elaborazione dati (30).
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