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　　圓刀模切機為連續模切工藝，在長線產品生產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、復雜工藝的生產需求的模切廠商。本文主要介紹了禾川為包裝行業圓刀模切設備提供的一套成熟復制性強的成套控制解決方案。

　　文/浙江禾川科技股份有限公司

　　1行業背景

　　在制造模切設備與相關模具的產業鏈中，上游主要是基礎性原材料、電氣設備及機械設備等供應商，下游主要為不同領域的制造型行業，模切行業本身涵蓋了模切機制造商、模具制造商、模切加工/代工企業等，步驟主要依靠模切機配套相應的模具來實現(圖1)。傳統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計好的圖形制作成模切刀版后進行裁切，從而使印刷品具備豐富的形狀。

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

　　平壓平模切技術相對成熟，一般用于對較高厚度、較大硬度的材料進行簡單沖切，在大規模生產時效率較低;圓壓平模切機的壓切機構為滾筒，由滾筒在平板上滾動的方式進行非連續模切，但滾筒和平板容易發生移位，該類設備在我國應用較少;激光模切技術是由計算機直接控制激光進行切割，一般用于對微型器件進行小批量切割，且生產成本較高。

　　圓刀模切設備的版臺和壓切機構的工作部分均為圓筒形，因此也常被稱為圓壓圓模切機，工作時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行模切，模切版滾筒旋轉一周即一個工作循環。

　　圖1 模切行業處于產業中游

　　2 圓刀模切機設備介紹

　　圓刀模切機在長線產品的生產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、復雜工藝的生產需求的模切廠商。同時，隨著模切材料種類的增加，模切效率和工藝水平的提升，圓刀模切的應用領域與行業需求也在不斷增長，圓刀模切已成為了模切行業的主流工藝(圖2)。

　　根據有關資料顯示，包裝行業為圓刀模切設備的第二大應用領域，預計在2025年，中國包裝行業的圓刀模切設備市場規模將達到43億人民幣，占比為29.6%。

　　圖2 圓刀模切機

　　3 禾川圓刀模切機控制方案介紹

　　圓刀模切機的工藝流程主要為：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。

　　禾川圓刀模切機控制方案主要有三個部分：收放卷→切刀/牽引→下料輸送(圖3)，系統拓撲圖如圖4所示。

　　圖3 禾川圓刀模切機控制流程

　　(1)恒張力收放卷

　　①根據生產不同規格產品，每個收放卷軸可以單獨啟用/禁用;每個軸既可作為收卷軸，又可作放卷軸，一鍵切換;

　　②可跟隨任意切刀/牽引軸進行收放卷動作，進行實時卷徑計算，初始卷徑僅需設定一次，換卷后自動記憶，可繼續開機;

　　③各軸轉矩模式控制，根據卷徑變化，實時更改轉矩，同時進行速度限制，防止斷料/缺料后轉速失控，材料浪費。

　　(2)切刀/牽引

　　①根據生產工藝需求，可以任意啟用和禁用刀軸/牽引軸、運行方向(正反)均可調整、且每個刀座伺服即可作為切刀軸，又可作為牽引軸，任意組合，一機多用，設備運行方向任意組合;

　　②根據設定圓刀齒數、片數以及片長，自動計算凸輪曲線點位;

　　③每個牽引軸都可跟隨任意刀軸，根據刀軸不同機械尺寸匹配同步;

　　④在線運行過程，支持動態微調各軸運行速度比例，調試更方便;

　　⑤支持同步模式，異步模式，色標模式三種應用。

　　(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 禾川圓刀模切機控制系統結構拓撲圖

　　4 禾川圓刀模切機控制方案性能指標及應用優勢

　　(1)性能指標

　　生產速度：60m/min。

　　(2)方案優勢

　　①在線調試

　　各軸凸輪曲線可在線運行中修改，免停機，調試靈活。

　　②卷徑實時計算

　　收放卷卷徑實時計算，自識別收放卷。

　　③應用靈活

　　所有伺服軸可任意啟用/禁用，根據不同產品靈活應用。

　　④高精度

　　實時色標誤差修正，保證生產精度。

　　禾川為包裝行業圓刀模切設備提供了一套成熟復制性強的成套控制解決方案，隨著科技的不斷進步，更加先進的自動化、智能化、環保的模切技術將陸續涌現在市場上。