內容提要:本文簡要介紹了新研制的精密金屬化膜分切機的技術指標以及關鍵技術特點。
一、 前言
金屬化薄膜電容器是電子整機和電器電力設備必不可少的基礎元件,有著廣泛的應用領域。隨著我國電子工業和信息技術的高速發展,對金屬化薄膜電容器的需求量越來越大。金屬化薄膜電容器憑借其體積小,性能優良的特點已成為電容器門類中最充滿生機的產品種群。而金屬化薄膜分切機則是金屬化薄膜電容器生產線上的重要設備之一。它的用途是,把成卷的各類金屬化薄膜(國內目前使用的是OPP,PET等鍍鋁,鍍鋅或鍍鋁鋅合金)按金屬化薄膜電容器制造的工藝要求分成一定的寬度,并收成符合標準的膜卷。在金屬化薄膜分切機運行的過程中,既要保證膜卷的成品精度,又要保護好膜料不受任何機械損傷,并且要提高分切速度,提高生產效率,這就對系統的研發提出了很高的要求。為了滿足國內金屬化薄膜電容器行業發展的需要,西安捷運科技有限責任公司于2005年底研制成功J70700—17/ZF型精密金屬化薄膜分切機,并投入市場。
二、主要技術指標
1、原料卷最大直徑 600mm
2、原料卷最大寬度 700mm
3、原料最小厚度 OPP:0.004mm; PET:0.002mm
4、成品卷最小寬度 4.5mm
5、最高分切速度 375m/min
6、最多切割條數 80條
7、賦能電壓 DC 0~900V
8、糾偏精度 ±0.06mm
9、隔離帶最小寬度 0.8mm
三 系統的組成和工作原理
精密金屬化薄膜分切機由放卷機構、切割機構、收卷機構、各功能輥以及張力控制、糾偏控制和檢測裝置組成見圖1 精密金屬化膜分切及原理簡圖。其工作原理為:從放卷機構放出的金屬化薄膜原料,經展平輥,張力檢測輥,賦能輥,糾偏系統,進入切割機構,原材料經分切后,由收卷機構分別收卷成符合標準的膜卷。
控制系統見圖2 控制系統框圖。
PLC完成運算,控制各部分動作,實現系統的自診斷功能;
觸摸屏作為人機界面,接受操作者指令,設定和顯示各種運行參數;
變頻器驅動主拖動電機,為各傳動機構提供運動和動力;
放卷張力控制系統采用恒張力放卷,保證原材料在分切過程中不變形,不起皺;
收卷張力控制系統采用恒轉矩收卷,使收卷好的成品料卷松緊適當,膜卷端面整齊;
糾偏控制系統糾正由于原料或傳動過程中各種因素引起的偏差,使分切過程中刀口始終保持在金屬化薄膜隔離帶中心部位,確保留邊精度的實現;
賦能電源輸出0~900V可調的直流電壓,經賦能輥施加在金屬化薄膜的兩面,在膜料傳送過程中,將存在于薄膜介質中的各種導電與半導電雜質清除,可有效地提高電容器的質量;
傳感器檢測的信號送入PLC,記錄分切后膜卷的長度、卷徑及各種運動狀態,實現系統的自動控制。
四、本產品的特點
本產品采用PLC控制,觸摸屏人機界面,直流伺服調速,恒張力放卷,恒張力收卷,自動糾偏,賦能等特點,其分切精度,留邊精度,糾偏精度,分切寬度等主要技術指標在國內處于領先水平,并達到國外同類產品的先進水平。其中,材料隔離帶寬度最小可達0.8mm。本機采用了新型現代外觀設計,整機與電器控制合為一體,并可任意打開,便于維修、維護。操作上更是優于進口設備,所有的操作、監控均在設備正面完成,實現了人性化設計。相對進口設備,結構緊湊,體積小。
該產品所具備功能特點與國外同類產品對比見下表
五、本產品的關鍵技術
1 切割機構中,采用新型扇型刀架及小襯輥結構,與德國和韓國分切機切割機構通用,切割方式為切刀懸空方式,調整、更換簡單方便。
2 恒張力放卷控制系統采用閉環控制,控制精度達到±0.1N。使放卷過程中張力均勻,膜料不變形,不起皺,不劃傷。軟件設計時,充分考慮自動/手動模式的平穩切換。手動模式用于裝料、試切、對刀等準備工作。當手動控制模式切換到自動控制模式時,控制器先保持手動輸出值,然后再緩慢調整到自動輸出值,反之同理。因而在模式切換過程中杜絕了切膜的沖擊現象。
3 糾偏控制的目的是使金屬化薄膜分切的刀痕保持在膜料隔離帶中心部位。糾偏系統采用CCD檢測,CCD傳感器有極高的靈敏度,其糾偏精度達±0.06mm以下,糾偏過程迅速,滿足了高速分切的要求。
4 收卷采用雙驅動統一軸收卷方式,用PLC控制伺服放大器驅動伺服電機,實現了收卷的倒錐型控制,使收卷松緊適宜,卷邊整齊,大大提高了膜盤的收卷精度。
5 本產品系統采用平皮帶傳動方式。所有動力輥均采用平皮帶傳遞動力,相對于齒型帶傳動,便于維修,且零件易加工。采用平皮帶傳動的最大優點是,當動力輥出現磨損,直徑減小時,只須將帶輪直徑減小,從而達到所有動力輥速度匹配。
六、結束語
本產品經用戶實際使用,各項技術指標都已達到設計要求。用戶反映該設備操作方便,運行穩定,收卷質量好,分切出的薄膜符合電容器制造的要求。是金屬化薄膜電容器和膜料行業的一種理想的分切工藝設備。投入批量后已被用戶廣泛應用。