2016年初,額定工作速度600m/min(機械速度650m/min)的兩條TB201620高速精密涂布生產(chǎn)線,在寧波欣達印刷機器有限公司自主研制成功,近日在用戶工廠順利通過測試驗收,達到和超過了用戶與設(shè)計期望的要求,將國產(chǎn)卷筒材料涂布設(shè)備在不停機換卷和穩(wěn)定涂布狀態(tài)的最高工作速度,從目前僅有的200—300m/min提升到600m/min。該設(shè)備的創(chuàng)新研發(fā)具有里程碑的意義,不僅代表了國內(nèi)最高水平,同時標志著波欣達引領(lǐng)的國內(nèi)高速精密涂布設(shè)備的設(shè)計和制造,已經(jīng)接近國際先進水平。
寧波欣達印刷機器有限公司創(chuàng)建于2001年,坐落在美麗的港城寧波,是一家專業(yè)生產(chǎn)高檔凹版印刷設(shè)備、精密涂布及復(fù)合設(shè)備的國家級高新技術(shù)企業(yè),具有有一支優(yōu)秀的、高素質(zhì)的研發(fā)團隊。近年來研發(fā)成果碩果累累,其中“高速電子軸傳動凹版印刷機”2007年獲得科技部授予“國家重點新產(chǎn)品”,2014年“電子軸傳動高速卷筒材料印刷機關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”獲浙江省科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎;自主研發(fā)的 “FHD多功能涂布復(fù)合機”在2013年獲得“國家首臺(套)”產(chǎn)品。十二五期間承擔(dān)了國家科技部十二五科技支撐計劃項目“高精密涂布裝備關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化”,本次正是憑借強大的科技研發(fā)及精密制造實力,該公司在五家(三家國際知名公司和國內(nèi)兩家)企業(yè)共同角逐的競標中一舉中標,承擔(dān)了兩條高速精密涂布生產(chǎn)線的研發(fā)制造工作。
TB201620高速精密涂布生產(chǎn)線,采用了多項創(chuàng)新性的核心先進技術(shù)和全新設(shè)計理念,主要性能指標完全達到了國際同類產(chǎn)品先進水平。整機采用西門子高端伺服控制系統(tǒng),機器最高運行速度高達650m/min,圓滿地解決了低噪聲高速精密傳動的問題;收放卷最大卷徑可達1800mm,收卷平齊度在5mm以內(nèi),料卷最大幅寬1620mm,具備最高速度不停機自動換卷功能,克服了高速可靠接卷的難題。
涂布裝置的機械零部件以及傳動系統(tǒng)精度是制約高精密涂布技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。該生產(chǎn)線采用狹縫式熱熔膠噴擠和網(wǎng)紋輥封閉刮刀兩組精密涂布單元,在同一材料表面進行兩次涂布。模頭狹縫式熱熔膠涂布是一種綠色環(huán)保型的涂布技術(shù),生產(chǎn)速度快、效率高、成本低,主要將固態(tài)型的膠經(jīng)加熱熔化后,由液壓裝量將膠經(jīng)涂布模頭直接噴涂在基材上。網(wǎng)紋輥封閉刮刀涂布主要采用網(wǎng)紋涂布輥來進行上膠涂布,其生產(chǎn)速度快、涂布均勻,涂布量準確。
600m/min高速自動換卷是該生產(chǎn)線的難點之一,除要求裝料回轉(zhuǎn)架具有高的穩(wěn)定性外,還要求高速裁切安全可靠,成功率高,裝卸料卷方便快捷。為此該生產(chǎn)線采用獨立外置雙工位齒輪圓盤式收放料機構(gòu),創(chuàng)新性地采用在一個料卷兩端各有一臺伺服電機協(xié)同進行料卷驅(qū)動,即“雙電機同軸驅(qū)動技術(shù)”,防止料膜松緊邊產(chǎn)生。料卷裝夾采用機械凸輪自動內(nèi)脹式夾頭,氣動馬達通過滾珠絲杠驅(qū)動收放料架在直線滑軌上左右移動裝夾料卷,方便快捷;收放卷配備雙工位自動裁切不停機高速換卷裝置,放卷裁刀為電機驅(qū)動擺臂式機構(gòu),一把裁刀可滿足正反裁切要求。收卷采用電機驅(qū)動直線移動式裁切機構(gòu),裁刀壓輥除可實現(xiàn)壓料裁切需要,還可實現(xiàn)觸壓和固定間隙收卷功能,使大卷徑端面平齊收卷取得非常滿意的效果。
生產(chǎn)線采取水平升降的多溫區(qū)6段烘箱,烘箱內(nèi)導(dǎo)向輥全部進行集中式定點潤滑,烘箱整體開啟與閉合采用電動控制,穿料、清潔和維修非常方便。采用高溫超級熱泵與紅外加熱相結(jié)合的烘干方式,進行了熱風(fēng)通道的優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,既能充分適應(yīng)高速涂布的烘干需求,又達到了高效、節(jié)能與環(huán)保的效果。烘干系統(tǒng)采用智能模糊控制技術(shù),可根據(jù)涂布工藝和涂布速度,對烘干系統(tǒng)的風(fēng)量、風(fēng)壓和風(fēng)溫進行智能化自動控制。利用智能化替代人工操作的烘干控制方式,能夠更有效的控制涂層固化效果和提高能源利用效率。
整機系統(tǒng)采用西門子伺服運動控制技術(shù),實現(xiàn)整機張力的精確控制,傳動部分整機采用虛擬電子軸控制形式。主控系統(tǒng)采用西門子D4x5 Simotion運動控制器配以高性能的6SL3120系列伺服驅(qū)動器和高性能的1PH8系列伺服電機作為傳動電機。運動控制器與驅(qū)動器之間采用Drive CliQ進行高速數(shù)據(jù)通訊,極大的提升了整機傳動的響應(yīng)速度,可實現(xiàn)對張力的精確控制。PROFIBUS通訊可實現(xiàn)外部及各傳感器信號的實時采集與輸出,基于高性能工控機的觸摸屏可實現(xiàn)即時直觀的人機交互功能。整機工控系統(tǒng)可實現(xiàn)自動卷徑檢測、工作軸卷徑自動運算、收/放卷卷徑報警、換卷預(yù)驅(qū)動、全自動裁切、涂布、收卷錐度控制、系統(tǒng)故障檢測等功能。
該生產(chǎn)線的研發(fā)成功,極大地提高了我國包裝印刷機械的研發(fā)制造技術(shù)水平,滿足了高端用戶的需求。該生產(chǎn)線所采用的先進的控制技術(shù)及機械裝置結(jié)構(gòu)也將轉(zhuǎn)化應(yīng)用到卷筒料凹版印刷機、復(fù)合機等設(shè)備,進一步推動我國印刷包裝行業(yè)及其裝備制造業(yè)的技術(shù)進步。