圓刀模切機(jī)為連續(xù)模切工藝，在長(zhǎng)線產(chǎn)品生產(chǎn)中擁有良好的功能拓展性，適用于有高速、高精、多工序、大批量、復(fù)雜工藝的生產(chǎn)需求的模切廠商。本文主要介紹了禾川為包裝行業(yè)圓刀模切設(shè)備提供的一套成熟復(fù)制性強(qiáng)的成套控制解決方案。

　　文/浙江禾川科技股份有限公司

　　1行業(yè)背景

　　在制造模切設(shè)備與相關(guān)模具的產(chǎn)業(yè)鏈中，上游主要是基礎(chǔ)性原材料、電氣設(shè)備及機(jī)械設(shè)備等供應(yīng)商，下游主要為不同領(lǐng)域的制造型行業(yè)，模切行業(yè)本身涵蓋了模切機(jī)制造商、模具制造商、模切加工/代工企業(yè)等，步驟主要依靠模切機(jī)配套相應(yīng)的模具來實(shí)現(xiàn)(圖1)。傳統(tǒng)模切是指印刷品后期加工的一種裁切工藝，模切工藝可以把印刷品或者其他紙制品按照事先設(shè)計(jì)好的圖形制作成模切刀版后進(jìn)行裁切，從而使印刷品具備豐富的形狀。

　　隨著電子行業(yè)不斷快速的發(fā)展，尤其是消費(fèi)電子產(chǎn)品范圍的不斷擴(kuò)大，模切不僅僅限于印刷品后期裁切工藝，更是一種工業(yè)電子產(chǎn)品輔助材料的重要生產(chǎn)工藝。目前模切機(jī)可分為平壓平模切機(jī)、圓壓平模切機(jī)、激光模切機(jī)和圓刀模切機(jī)(也稱為圓壓圓模切機(jī))。其中，平壓平、圓壓平、激光模切主要為非連續(xù)模切，圓刀模切機(jī)為連續(xù)模切工藝。

　　平壓平模切技術(shù)相對(duì)成熟，一般用于對(duì)較高厚度、較大硬度的材料進(jìn)行簡(jiǎn)單沖切，在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)效率較低;圓壓平模切機(jī)的壓切機(jī)構(gòu)為滾筒，由滾筒在平板上滾動(dòng)的方式進(jìn)行非連續(xù)模切，但滾筒和平板容易發(fā)生移位，該類設(shè)備在我國(guó)應(yīng)用較少;激光模切技術(shù)是由計(jì)算機(jī)直接控制激光進(jìn)行切割，一般用于對(duì)微型器件進(jìn)行小批量切割，且生產(chǎn)成本較高。

　　圓刀模切設(shè)備的版臺(tái)和壓切機(jī)構(gòu)的工作部分均為圓筒形，因此也常被稱為圓壓圓模切機(jī)，工作時(shí)送料輥將材料送到模壓版滾筒與壓力滾筒之間，由兩者將其夾住并進(jìn)行模切，模切版滾筒旋轉(zhuǎn)一周即一個(gè)工作循環(huán)。

　　圖1 模切行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)中游

　　2 圓刀模切機(jī)設(shè)備介紹

　　圓刀模切機(jī)在長(zhǎng)線產(chǎn)品的生產(chǎn)中擁有良好的功能拓展性，適用于有高速、高精、多工序、大批量、復(fù)雜工藝的生產(chǎn)需求的模切廠商。同時(shí)，隨著模切材料種類的增加，模切效率和工藝水平的提升，圓刀模切的應(yīng)用領(lǐng)域與行業(yè)需求也在不斷增長(zhǎng)，圓刀模切已成為了模切行業(yè)的主流工藝(圖2)。

　　根據(jù)有關(guān)資料顯示，包裝行業(yè)為圓刀模切設(shè)備的第二大應(yīng)用領(lǐng)域，預(yù)計(jì)在2025年，中國(guó)包裝行業(yè)的圓刀模切設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到43億人民幣，占比為29.6%。

　　圖2 圓刀模切機(jī)

　　3 禾川圓刀模切機(jī)控制方案介紹

　　圓刀模切機(jī)的工藝流程主要為：上料"模切"排廢"檢查成品，在圓刀模切的主要加工工藝中，需要保證模切工藝可以適應(yīng)客戶多種材料、不同形狀和尺寸的定制切割，快速高效的完成大批量生產(chǎn)。

　　禾川圓刀模切機(jī)控制方案主要有三個(gè)部分：收放卷→切刀/牽引→下料輸送(圖3)，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖4所示。

　　圖3 禾川圓刀模切機(jī)控制流程

　　(1)恒張力收放卷

　?、俑鶕?jù)生產(chǎn)不同規(guī)格產(chǎn)品，每個(gè)收放卷軸可以單獨(dú)啟用/禁用;每個(gè)軸既可作為收卷軸，又可作放卷軸，一鍵切換;

　?、诳筛S任意切刀/牽引軸進(jìn)行收放卷動(dòng)作，進(jìn)行實(shí)時(shí)卷徑計(jì)算，初始卷徑僅需設(shè)定一次，換卷后自動(dòng)記憶，可繼續(xù)開機(jī);

　　③各軸轉(zhuǎn)矩模式控制，根據(jù)卷徑變化，實(shí)時(shí)更改轉(zhuǎn)矩，同時(shí)進(jìn)行速度限制，防止斷料/缺料后轉(zhuǎn)速失控，材料浪費(fèi)。

　　(2)切刀/牽引

　?、俑鶕?jù)生產(chǎn)工藝需求，可以任意啟用和禁用刀軸/牽引軸、運(yùn)行方向(正反)均可調(diào)整、且每個(gè)刀座伺服即可作為切刀軸，又可作為牽引軸，任意組合，一機(jī)多用，設(shè)備運(yùn)行方向任意組合;

　?、诟鶕?jù)設(shè)定圓刀齒數(shù)、片數(shù)以及片長(zhǎng)，自動(dòng)計(jì)算凸輪曲線點(diǎn)位;

　?、勖總€(gè)牽引軸都可跟隨任意刀軸，根據(jù)刀軸不同機(jī)械尺寸匹配同步;

　?、茉诰€運(yùn)行過程，支持動(dòng)態(tài)微調(diào)各軸運(yùn)行速度比例，調(diào)試更方便;

　?、葜С滞侥Ｊ剑惒侥Ｊ?，色標(biāo)模式三種應(yīng)用。

　　(3)輸送帶下料

　　輸送帶下料分為兩種模式：拉距模式和疊包模式。

　　圖4 禾川圓刀模切機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

　　4 禾川圓刀模切機(jī)控制方案性能指標(biāo)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　(1)性能指標(biāo)

　　生產(chǎn)速度：60m/min。

　　(2)方案優(yōu)勢(shì)

　?、僭诰€調(diào)試

　　各軸凸輪曲線可在線運(yùn)行中修改，免停機(jī)，調(diào)試靈活。

　?、诰韽綄?shí)時(shí)計(jì)算

　　收放卷卷徑實(shí)時(shí)計(jì)算，自識(shí)別收放卷。

　?、蹜?yīng)用靈活

　　所有伺服軸可任意啟用/禁用，根據(jù)不同產(chǎn)品靈活應(yīng)用。

　　④高精度

　　實(shí)時(shí)色標(biāo)誤差修正，保證生產(chǎn)精度。

　　禾川為包裝行業(yè)圓刀模切設(shè)備提供了一套成熟復(fù)制性強(qiáng)的成套控制解決方案，隨著科技的不斷進(jìn)步，更加先進(jìn)的自動(dòng)化、智能化、環(huán)保的模切技術(shù)將陸續(xù)涌現(xiàn)在市場(chǎng)上。