精密金属化薄膜分切机的技术特点与应用

内容提要：本文简要介绍了新研制的精密金属化膜分切机的技术指标以及关键技术特点。 一、 前言 金属化薄膜电容器是电子整机和电器电力设备必不可少的基础元件，有着广泛的应用领域。随着我国电子工业和信息技术的高速发展，对金属化薄膜电容器的需求量越来越大。金属化薄膜电容器凭借其体积小，性能优良的特点已成为电容器门类中最充满生机的产品种群。而金属化薄膜分切机则是金属化薄膜电容器生产线上的重要设备之一。它的用途是，把成卷的各类金属化薄膜（国内目前使用的是OPP，PET等镀铝，镀锌或镀铝锌合金）按金属化薄膜电容器制造的工艺要求分成一定的宽度，并收成符合标准的膜卷。在金属化薄膜分切机运行的过程中，既要保证膜卷的成品精度，又要保护好膜料不受任何机械损伤，并且要提高分切速度，提高生产效率，这就对系统的研发提出了很高的要求。为了满足国内金属化薄膜电容器行业发展的需要，西安捷运科技有限责任公司于2005年底研制成功J70700—17/ZF型精密金属化薄膜分切机，并投入市场。 二、主要技术指标 1、原料卷最大直径 600mm 2、原料卷最大宽度 700mm 3、原料最小厚度 OPP：0.004mm; PET：0.002mm 4、成品卷最小宽度 4.5mm 5、最高分切速度 375m/min 6、最多切割条数 80条 7、赋能电压 DC 0~900V 8、纠偏精度 ±0.06mm 9、隔离带最小宽度 0.8mm 三 系统的组成和工作原理 精密金属化薄膜分切机由放卷机构、切割机构、收卷机构、各功能辊以及张力控制、纠偏控制和检测装置组成见图1 精密金属化膜分切及原理简图。其工作原理为：从放卷机构放出的金属化薄膜原料，经展平辊，张力检测辊，赋能辊，纠偏系统，进入切割机构，原材料经分切后，由收卷机构分别收卷成符合标准的膜卷。 控制系统见图2 控制系统框图。 PLC完成运算，控制各部分动作，实现系统的自诊断功能； 触摸屏作为人机界面，接受操作者指令，设定和显示各种运行参数； 变频器驱动主拖动电机，为各传动机构提供运动和动力； 放卷张力控制系统采用恒张力放卷，保证原材料在分切过程中不变形，不起皱； 收卷张力控制系统采用恒转矩收卷，使收卷好的成品料卷松紧适当，膜卷端面整齐； 纠偏控制系统纠正由于原料或传动过程中各种因素引起的偏差，使分切过程中刀口始终保持在金属化薄膜隔离带中心部位，确保留边精度的实现； 赋能电源输出0～900V可调的直流电压，经赋能辊施加在金属化薄膜的两面，在膜料传送过程中，将存在于薄膜介质中的各种导电与半导电杂质清除，可有效地提高电容器的质量； 传感器检测的信号送入PLC，记录分切后膜卷的长度、卷径及各种运动状态，实现系统的自动控制。 四、本产品的特点 本产品采用PLC控制，触摸屏人机界面，直流伺服调速，恒张力放卷，恒张力收卷，自动纠偏，赋能等特点，其分切精度，留边精度，纠偏精度，分切宽度等主要技术指标在国内处于领先水平，并达到国外同类产品的先进水平。其中，材料隔离带宽度最小可达0.8mm。本机采用了新型现代外观设计，整机与电器控制合为一体，并可任意打开，便于维修、维护。操作上更是优于进口设备，所有的操作、监控均在设备正面完成，实现了人性化设计。相对进口设备，结构紧凑，体积小。 该产品所具备功能特点与国外同类产品对比见下表 五、本产品的关键技术 1 切割机构中，采用新型扇型刀架及小衬辊结构，与德国和韩国分切机切割机构通用，切割方式为切刀悬空方式，调整、更换简单方便。 2 恒张力放卷控制系统采用闭环控制，控制精度达到±0.1N。使放卷过程中张力均匀，膜料不变形，不起皱，不划伤。软件设计时，充分考虑自动/手动模式的平稳切换。手动模式用于装料、试切、对刀等准备工作。当手动控制模式切换到自动控制模式时，控制器先保持手动输出值，然后再缓慢调整到自动输出值，反之同理。因而在模式切换过程中杜绝了切膜的冲击现象。 3 纠偏控制的目的是使金属化薄膜分切的刀痕保持在膜料隔离带中心部位。纠偏系统采用CCD检测，CCD传感器有极高的灵敏度，其纠偏精度达±0.06mm以下，纠偏过程迅速，满足了高速分切的要求。 4 收卷采用双驱动统一轴收卷方式，用PLC控制伺服放大器驱动伺服电机，实现了收卷的倒锥型控制，使收卷松紧适宜，卷边整齐，大大提高了膜盘的收卷精度。 5 本产品系统采用平皮带传动方式。所有动力辊均采用平皮带传递动力，相对于齿型带传动，便于维修，且零件易加工。采用平皮带传动的最大优点是，当动力辊出现磨损，直径减小时，只须将带轮直径减小，从而达到所有动力辊速度匹配。 六、结束语 本产品经用户实际使用，各项技术指标都已达到设计要求。用户反映该设备操作方便，运行稳定，收卷质量好，分切出的薄膜符合电容器制造的要求。是金属化薄膜电容器和膜料行业的一种理想的分切工艺设备。投入批量后已被用户广泛应用。