論切紙機的自動控制原理與系統分析

何立峰 陳洵剛

（杭州惠寶機電有限公司，浙江杭州 311400）

0.引言

切紙機工作前，印刷工程師可根據裁切需要設置紙張切割次數與速度，進而在不同環境下滿足使用者需求，不但需提前明確各項操作步驟，嚴格遵照規則操作，還需根據不同使用模式的需要，進行預先裁切操作，后還將切割好的半成品繼續分切，直至包裝粘膠、裝訂成冊，現階段切紙機大多沿用此模式，多面切紙機與單面切紙機相比，工作效率更高，裁切過程具有極強的可控性。

1.切紙機的自動控制原理

一套功能完備的切紙機不但包括與紙張相關的退紙與送紙、輸紙、接紙部分，與紙張切割刀相關的縱切與橫切協同完成切紙過程，其中退紙與送紙部分通過移動支撐紙張的架，可精準將待裁切的紙張送入切割部分，也可通過對應張力檢測設備，控制運送紙張力度，避免將待切割紙張運輸失誤問題出現，紙張切割部分則由多個切割刀組成，紙張輸送部分則與切割部分緊密相連，還可幫助整理紙張。

切紙機不但可以將大型紙張切割為多張小型紙張，近年來隨著技術的發展，切割效率得到了保證，以單面切紙機的自動控制原理為例展開介紹，拿到一張待裁減的印刷紙張后，預先通過裁減四周多余白邊的方式，讓每張紙具有對稱性的文字印刷部分得以裁切，后通過分切和切書步驟讓印刷半成品毛邊被裁減，并通過粘膠的方式讓圖書得以翻閱[1]。

完成對紙張的預裁切后，通過設置裁切數量方式，切紙機的裁切刀會根據設置的裁切長度與寬度完成切割過程，例如裁切16 開印刷品與32 開印刷品就需設置不同尺寸的裁切長度，后將紙張放置在切紙機的對應位置內，確保切紙機平放在空地，周圍無其他影響切紙作業的雜物，確保切紙期間工作在固定地面后，可有效降低無效裁切樣張。

以切紙機常規工作方式為例，準備將一張A1 尺寸的紙張裁切為多張A5 尺寸紙張時，因A1 紙的寬和長分別為841mm 和594mm，A5 紙的寬和長分別為210mm 和148mm，通過做除法的方式可知，一張A1 紙理論上講，最多可切成16 份A5 紙，且裁切結束后會存在白邊廢紙，為降低紙張的不必要浪費，可將寬度設置為A5 紙的4倍，即840mm，因此可通過轉動形式，讓待裁切的半成品紙張分別以長短光邊形式遮擋，后通過多次暫停作業、轉動紙張方向的形式，但此種裁切方式自動化程度低，裁切人工干預因素較大，紙機裁切質量具有一定的不可控制性，為此可通過設置裁切過程程序方法，將紙張裁切期間涉及的全部步驟預先編程，后機器內部自動完成紙張旋轉與裁切過程，此模式對操作人員具有一定的編程要求，且可根據需要，裁切為不同尺寸的成品。

2.切紙機的系統分析

本文將對切紙機內部的壓紙設備與斜切機架進行分析，其中壓紙設備可通過腳踏控制，確保紙張扎緊的同時，還可實現對紙張擺放位置的實時調整，可有效解決電動、液壓壓紙設備存在的結構差異問題，斜切機架一般在紙張切割時使用，考慮到現階段壓紙機的工作原理可分為電機驅動和液壓驅動兩種，因設備兼容性有待提高，裁切機架在安裝使用時還需根據使用場景靈活適配[2]。

壓紙設備的出現不但可省去人工調整紙張方向的煩惱，還可提升設備兼容性，其機械內部本身具有良好拆卸性，適用于市面上主流切紙設備，降低無效裁切率，提升裁切質量，壓紙設備的改造可通過底部連接框架形式，因底部四角均安裝了保護套，確保機械各部位彎曲性強，不但讓鋼絲繩具有伸縮性，還可通過彈簧綁牢擋繩板，在內部構造精密的同時，框架具有一定的可調節性。因對應結構框架連接緊密，利用導向桿和彈簧設備，固定紙張的同時，可通過彎曲方式調節對應位置，進而成為切紙機內部的輔助裝置，幫助完成預壓過程。

壓紙設備框架周圍存在8 塊擋板，設置彈簧支架牽引鋼絲繩，設計U 型結構固定彈簧位置，確保壓紙設備良好運行，進而形成傳送裝置，在對應滑軌內部，還存在導向設備與調節裝置，在鋼絲繩完成一次拉伸過程時，即可靈活調節壓紙位置，省去人工來回操作不便的同時，還可通過編程方式設置壓紙時間與壓力等參數，因壓紙設備的靈活性強，具有可調節特點，可將設備拆裝到液壓切紙機和電動切紙機。

斜切機架的出現讓紙張的切割方式具有靈活特點，雙擺與單擺相比，工作效率得到了顯著提升，在看到斜切機架和壓紙設備存在相似的兼容性問題后，通過改進機械工作原理，提升兼容性方法讓斜切機架同時兼容于液壓設備和電動設備，設備兼容性差還會引發相關維修零件的不兼容問題，為此通過改變工作臺內部構造，在工作臺內部添加對應切割設備的方式，提升斜切機架的兼容性[3]。

可通過在斜切機架工作設備內部對應四角添加臂銷和臂轉軸的方式，讓內部框架的工作效率顯著提升，刀頭數量的增加可讓設備同時切割，還可通過拉桿銷固定，讓對應刀架與之平行切割，進而不同刀頭在彼此作業期間互不影響，有效提升切割效率，對液壓切紙機而言，在斜切機架內部安裝油缸，可提升設備的切割效率，在設備下方添加減速箱也可完成油缸設備的取代，與壓紙設備類似的是，斜切機架外部也由8 塊立板包圍，設備上方安裝兩個橫梁，以形成工作空間，不同擺臂作業期間也可做到同時作業，但擺臂長度有所區別，這主要因為擺臂下方刀頭需在切割期間與工作臺保持銳角關系，進而在左右兩側刀頭切割時，可呈扇形運動軌跡，有效降低工作擺臂長度的同時，讓擺動距離符合設備作業的最佳效率[4]。

在擺臂下方安裝轉軸，可確保設備切割期間，避免出現錯誤切割問題，根據各項切割步驟和使用者的配置參數，讓對應切角呈規律性變化，符合切割特點，同時切割過程可控，切割質量高，可在切割時大面積應用[5]。

考慮到對應的機械結構設計延展性強，液壓裝置的油缸具有靈活添加特點，在完成一次內部機械設備下降與上升過程期間，可通過機械內部的預先設置，使其符合使用者的需求，達到高效作業特點，另外此種斜切機架構造較嚴謹，內部部分結構具有對稱特點，在完成切割作業時，可保證切割效率，刀架擺動期間與擋板的夾角也呈下降趨勢，直到角度為0°后，再呈上升趨勢，每切割一張紙，即完成一次角度變換[6]。

切紙機的發明不但提升了印刷部門的工作效率，還可通過優化內部構造零件結構的方式，降低使用切紙機期間存在的故障發生率。例如送紙和推紙設備的不暢會導致卡紙現象的出現，若沒有正確配置裁切規格，則有可能讓裁切質量無法保證，不但浪費紙張，一般還需通過人工手段完成機器的調試過程。因此在機器使用期間，不但要確保各項操作符合規范，還可通過定期檢修設備的方式，提升設備的使用安全性，也因切紙機內部構造復雜，在不易通過有效干預方案完成對設備的升級改造時，也可通過更換內部硬件方式完成機械系統的升級[7]。

3.結語

切紙機的出現有效改變人工切紙帶來的效率低下問題，可通過對內部零件結構改造的方式實現切紙效率提升，進而優化切紙作業步驟，提升設備的兼容性。