高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)方案

周章富

摘要：高溫輥壓機(jī)設(shè)備是無(wú)膠雙面板生產(chǎn)設(shè)備之一，其設(shè)備生產(chǎn)線短，有五個(gè)放卷軸和三個(gè)收卷軸組成（放卷與收卷各有二條軸為保護(hù)TPI軸）。設(shè)備布局密集，其中放卷單元都是單軸放卷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)換卷，每次換卷都要停止設(shè)備脫機(jī)更換原材料，每次每種原材料換卷都浪費(fèi)共約18米的原材料，大大增加了產(chǎn)生成本，降低了合格率。若在每個(gè)放卷軸各增加一個(gè)在線切換放卷軸 ，將會(huì)大大的減少原材料的損耗。

關(guān)鍵詞：高溫輥壓機(jī) ?無(wú)膠雙面板生產(chǎn) ?放卷 駁接

一、背景

高溫輥壓機(jī)是生產(chǎn)無(wú)膠雙面板的一種核心設(shè)備，是利用高溫加熱輥恒溫覆合連續(xù)輥壓的生產(chǎn)方式。高溫輥壓機(jī)生產(chǎn)的無(wú)膠雙面板是經(jīng)三層（上層銅箔、中層PI膜、下層銅箔）材料經(jīng)高溫輥壓后成型的產(chǎn)品，但是市面上標(biāo)配的高溫輥壓機(jī)基本是三軸同時(shí)放卷的高溫輥壓機(jī)。三軸同時(shí)放卷高溫輥壓機(jī)產(chǎn)生合格率普遍不高（≥92%），存在主要原因是，如果有其中一種放卷材料需要更換，都要全線停機(jī)手動(dòng)駁接更換，停機(jī)就一定有損耗。經(jīng)了解，每次停機(jī)更換材料過(guò)程都會(huì)使三種原材料各浪費(fèi)≥6米，影響停機(jī)≥8分鐘，而且停機(jī)轉(zhuǎn)型非常繁瑣，操作者出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)也很高等。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每天約有24次停機(jī)更換原材料操作，共浪費(fèi)原材料≥432米（24×6×3），影響停機(jī)時(shí)間≥192分鐘，另外停機(jī)更換材料需要2名員工同時(shí)配合操作，增加人力的投入。

因此，每天放卷更換原材料浪費(fèi)大，嚴(yán)重影響到產(chǎn)品合格率的提高，每天停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)也影響到產(chǎn)品的產(chǎn)出率，并且需要多人配合操作也增加人力的固定投入等。經(jīng)研究評(píng)估，設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有優(yōu)化的空間，由于三軸放卷變六軸放卷來(lái)實(shí)現(xiàn)放卷材料不停機(jī)在線駁接功能。所以，無(wú)論是從提高產(chǎn)品合格率、降低損耗、提高產(chǎn)量、提高質(zhì)量以及降低人工成本等那方面去考慮，都有存在改善的必要性和緊迫性。

二、改善方案

通過(guò)對(duì)設(shè)備傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加從動(dòng)軸和剎車(chē)裝置實(shí)現(xiàn)雙軸切換傳動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原材料放卷在線駁接。主要改善方案如下：

1、每種放卷軸增加一條切換軸，可相互切換。

2、選用磁粉離合器制動(dòng)與電機(jī)連接實(shí)現(xiàn)張力控制。

三、改造過(guò)程

1、高溫輥壓機(jī)放卷是三軸機(jī)構(gòu)，且上軸、中軸、下軸都是在同一平面上，可以通過(guò)改造增加三個(gè)放卷軸進(jìn)行兩兩相互切換駁接原材料，經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)位置模擬后，由原來(lái)的3軸增加到6軸放卷，每?jī)奢S間距為330mm，可滿足改造要求，來(lái)達(dá)到可不停機(jī)在線駁接切換的目的。

1）設(shè)備改善前的簡(jiǎn)圖，如下圖一、圖二所示：

2、設(shè)備改善設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如下圖三所示：

3、單軸放卷磁粉控制系統(tǒng)原理如下圖四所述：

4、具體操作方式：

實(shí)施例一：新增放卷軸裝有剎車(chē)裝置，當(dāng)放卷A軸材料需換卷前，將B軸裝上材料，等待在線換卷。在線換卷時(shí)，設(shè)備正常運(yùn)行，降低車(chē)速，將B軸貼上膠帶（預(yù)留一部分膠帶粘附A軸的材料），然后將B軸的材料粘附在A軸的材料上，待B軸材料繃緊有張力時(shí)，用美工刀手動(dòng)將A軸材料割斷，B軸在線放卷，提車(chē)速正常開(kāi)機(jī)。詳細(xì)如下圖五所示：

實(shí)例二：新增放卷軸裝有電機(jī)和磁粉離合裝置，當(dāng)放卷B軸材料需換卷前，將A軸裝上材料，等待在線換卷。在線換卷時(shí)，設(shè)備正常運(yùn)行，降低車(chē)速，將A軸貼上膠帶（預(yù)留一部分膠帶粘附B軸的材料），然后將A軸的材料粘附在B軸的材料上，待A軸材料繃緊有張力時(shí)，此時(shí)A軸離合器吸合，電機(jī)帶動(dòng)A軸，用美工刀手動(dòng)將B軸材料割斷，A軸在線放卷，提車(chē)速正常開(kāi)機(jī)。詳細(xì)如下圖六所示：

5、換卷狀態(tài)操作如下圖七、圖八所示（銅箔和TPI相同）：

6、存在問(wèn)題與解決

1）開(kāi)卷張力系統(tǒng)上已經(jīng)設(shè)定好，如切換成另外的新增加的放卷軸，怎樣保證張力穩(wěn)定？

措施：確保同樣的力距，需保證齒輪傳動(dòng)參數(shù)上的一致性，那么就需要制作一樣的傳動(dòng)力距的齒輪，根據(jù)現(xiàn)有的齒輪，計(jì)算出齒輪模數(shù)、齒數(shù)，并量取外徑，且齒輪是斜齒齒輪，根據(jù)以下公式進(jìn)行推算：端面模數(shù)和法向模數(shù)的換算關(guān)系Mt=Mn/cosB螺旋角，而模數(shù)m=2acosB/z（u±1），其中a就齒輪的中心距、B為旋角、z為齒數(shù)、u為傳動(dòng)比，u=z1/z2.通過(guò)求取參數(shù)后，得知m約為2.5，并且把原來(lái)齒輪材料更換為MC尼龍材料解決了磨粉問(wèn)題，膠齒輪設(shè)計(jì)如下圖九：

2）由于保護(hù)PI的控制不同于銅箔，采用了磁粉剎車(chē)作為執(zhí)行原件，需重新編寫(xiě)控制程序，以解決放卷張力控制需求。

措施：重新編寫(xiě)控制程序，由于磁粉剎車(chē)沒(méi)有主要的驅(qū)動(dòng)，而原來(lái)的TPI放卷軸是有驅(qū)動(dòng)的，為了簡(jiǎn)化控制方式而達(dá)到同樣的效果，通過(guò)穩(wěn)定磁粉剎車(chē)電壓值來(lái)穩(wěn)定磨擦力實(shí)現(xiàn)保持全線張力的穩(wěn)定控制，但在駁接的時(shí)出現(xiàn)放卷到壓合材料松馳，張力報(bào)警停機(jī)，從而經(jīng)過(guò)修改控制元件的響應(yīng)時(shí)間和短時(shí)間內(nèi)屏蔽報(bào)警功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

四、改造效果

1、高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)功能改造，經(jīng)過(guò)一系列的技術(shù)攻關(guān)突破，改善效果已經(jīng)達(dá)到改造的目的，完全滿足生產(chǎn)的需求，有效提升無(wú)膠雙面板的生產(chǎn)合格率、提高產(chǎn)能、減少原材料的損耗以及人力的投入等：

1）原來(lái)放卷停機(jī)更換材料，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線駁接更換材料，每天減少停機(jī)時(shí)間192分鐘。

2）放卷材料駁接損耗由原來(lái)的18米下降到1米（駁接后高溫加熱輥覆合位置跳間隙過(guò)駁口調(diào)整損耗），為每次放卷駁接減少原材料損耗約17米，經(jīng)統(tǒng)計(jì)每天減少原材料損耗約24×17=408米。

3）由原來(lái)2人定崗作業(yè)減少到1人。

2、高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)改造前后對(duì)比效果圖片如下圖十：

3、高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)改造前后駁接原材料損耗對(duì)比如下：

數(shù)據(jù)為隨機(jī)抽取改造前后某月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，從上表數(shù)據(jù)明顯得出改善后每次駁接損耗從6.11米下降到1.1米，說(shuō)明高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)改造效果顯著。但是依然存在1.1米的駁接損耗，主要是材料駁口過(guò)高溫覆合輥間隙調(diào)整及表觀恢復(fù)過(guò)程需要。

五、結(jié)束語(yǔ)

高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)改造中，最大的難度是保證設(shè)備的連續(xù)性生產(chǎn)使用，技術(shù)改造效果通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間認(rèn)證已經(jīng)達(dá)到改造的目的，提升了設(shè)備的使用效率和產(chǎn)出率，提高了生產(chǎn)合格率和減少人力的投入等。目前這套高溫輥壓機(jī)放卷在線駁接換卷技術(shù)在行業(yè)中是比較領(lǐng)先的，同時(shí)也是獨(dú)立可逆的，對(duì)設(shè)備沒(méi)有造成其他影響，在行業(yè)中值得推廣使用。