Наступает волна интеллекта: будущее направление развития оптических машин для резки пленки – перспективное.

Оптические плёнки являются основным базовым материалом для таких высокотехнологичных отраслей промышленности, как производство дисплеев (ЖК-дисплеев, OLED), полупроводников, автомобилей на новых источниках энергии и гибкой электроники. Качество оптических плёнок напрямую определяет производительность и выход готовой продукции. Будучи ключевым оборудованием для конечной обработки в цепочке производства оптических плёнок, технический уровень оптических плёнкорезных станков напрямую связан с точностью резки, качеством и эффективностью использования оптической плёнки. С распространением Индустрии 4.0 и интеллектуального производства, охватывающим весь мир, оптические плёнкорезные станки стремительно развиваются в сторону интеллектуальности, высокой точности, интеграции и экологичности.

Ниже представлен предварительный обзор основных тенденций в будущем:

Тенденция 1: Глубокий интеллект и управление данными

Это основная тенденция, которая полностью трансформирует «машины» в «агентов».

1. Зрение ИИ и глубокое обучение позволяют обнаруживать дефекты:

◦ Текущая ситуация: В настоящее время машинное зрение, основанное на предустановленных правилах, имеет ограниченные возможности распознавания сложных и мелких дефектов (таких как кристаллические точки, царапины и полосы) и имеет высокий уровень ложных срабатываний.

◦ Будущее: благодаря интеграции ПЗС-матриц высокого разрешения и алгоритмов глубокого обучения на основе искусственного интеллекта система сможет непрерывно оптимизировать себя, обучаясь на массивах изображений дефектов для более точной классификации, локализации и отслеживания дефектов. Система сможет не только определять наличие или отсутствие дефекта, но и определять его тип и допустимость, что значительно повышает эффективность и точность обнаружения.

2. Прогностическое обслуживание и цифровые двойники:

◦ Текущая ситуация: техническое обслуживание в основном представляет собой регулярное обслуживание или ремонт после выхода из строя, а стоимость непредвиденного простоя высока.

◦ Будущее: Установка датчиков вибрации, температуры и акустики на ключевых компонентах, таких как валы инструментов, подшипники и системы трансмиссии, позволяет собирать данные о работе оборудования в режиме реального времени. В сочетании с технологией цифровых двойников изображение машины продольной резки в реальном времени формируется в виртуальном пространстве, а тенденции данных анализируются с помощью алгоритмов искусственного интеллекта для заблаговременного прогнозирования потенциальных проблем, таких как износ инструмента и выход из строя подшипников. Это позволяет заменить «профилактическое обслуживание» на «прогностическое обслуживание» для максимального использования оборудования и повышения эффективности производства.

3. Адаптивное управление и оптимизация процессов:

◦ Текущая ситуация: Параметры процесса (натяжение, скорость, давление ножа) в основном устанавливаются инженерами на основе опыта, а пленочные материалы из разных материалов и спецификаций требуют неоднократной отладки.

◦ Будущее: Система может автоматически рассчитывать и динамически корректировать оптимальные параметры процесса с помощью встроенной модели алгоритма на основе исходной информации, такой как материал, ширина и толщина рулона пленки, а также осуществлять мониторинг состояния резки в реальном времени (например, изображение кромки и колебания натяжения), чтобы добиться «оптимальной резки одним щелчком», снизить зависимость от опыта оператора и гарантировать единообразие между партиями.

Тенденция 2: Исключительная точность и повышение производительности

В перерабатывающей промышленности требования к характеристикам оптических пленок постоянно ужесточаются, что вынуждает машины для резки повышать точность.

1. Сверхвысокоточная резка:

◦ Точность размеров: с развитием складных экранов и микродисплеев (AR/VR) требования к точности ширины резки полосы сместятся с микрометров (мкм) на субмикронные, чтобы гарантировать отсутствие заусенцев и коробления.

◦ Геометрическая точность: более высокий уровень контроля прямолинейности, вертикальности и концентричности для предотвращения змеевидных изгибов, раструбов и других дефектов, что отвечает требованиям точного размещения.

2. Прецизионный контроль микронапряжения:

◦ Разработать более совершенные магнитопорошковые муфты, системы управления натяжением с сервоприводами или пневматические системы управления натяжением для обеспечения стабильности микронатяжения на уровне миллинутри (мН) на протяжении всего процесса, от размотки и вытягивания до намотки. Это крайне важно для сверхтонких, растягивающихся оптических функциональных плёнок (например, CPI, защитных плёнок для поляризаторов), чтобы эффективно предотвратить ухудшение характеристик, вызванное растяжением, деформацией и внутренним напряжением.

3. Инновационный дизайн для новых материалов и конструкций:

◦ Для адаптации к новым материалам, таким как гибкая полиимидная пленка, пленка с квантовыми точками и разделительная пленка MLCC для OLED, продольно-резательный станок требует специальных систем направляющих роликов (таких как плавающие ролики, конструкция с угловой оберткой), системы удаления пыли и конструкции держателя инструмента, чтобы справиться с характеристиками материалов, подверженных статическому электричеству и царапинам.

Тенденция 3: Комплексная интеграция и гибкое производство

Машины для продольной резки больше не будут изолированными узлами обработки, а будут интегрированы в единую интеллектуальную фабрику.

1. Подключенное автоматизированное производство:

◦ Машина для продольной резки будет полностью интегрирована с предшествующей установкой для нанесения покрытия, а также с последующей автоматической упаковочной машиной и системой транспортировки AGV через систему управления производством (MES). Обеспечить полностью автоматизированное и бесперебойное производство от крупных рулонов до готовых изделий, отвечающих всем требованиям, снизить риск царапин и загрязнений, возникающих при ручной обработке, и повысить общую эффективность производства.

2. Модульная и гибкая конструкция:

◦ Оборудование имеет модульную конструкцию, позволяющую быстро заменять перемоточный узел, узел продольной резки и испытательный узел, используя их в качестве «строительных блоков», для удовлетворения потребностей различных клиентов и различных видов продукции. Одно оборудование может работать с более широким спектром материалов и производить продукцию с более широкими характеристиками, что соответствует тенденции гибкого производства «множество видов, небольшие партии».

Тенденция 4: Зеленое энергосбережение и устойчивое развитие

В рамках цели «двойного углерода» энергосбережение и защита окружающей среды стали вопросами, которые нельзя игнорировать в обрабатывающей промышленности.

1. Рекуперация энергии и эффективный привод:

◦ Широко использовать серводвигатели и технологию обратной связи по энергии для возврата электроэнергии, вырабатываемой при торможении обмотки, обратно в сеть, а не преобразовывать ее в тепло, потребляемое через тормозное сопротивление, что значительно снижает энергопотребление при работе оборудования.

2. Конструкция с низким уровнем шума и малым расходом материалов:

◦ Снизить уровень шума при работе и улучшить условия труда за счёт оптимизации механической конструкции и использования звукоизолирующих материалов. Одновременно с этим мы разработаем долговечные инструменты и направляющие ролики с низким коэффициентом трения, чтобы сократить частоту замены запасных частей и образование отходов.

Резюме и перспективы

Будущая машина для резки оптической пленки больше не будет простым механическим изделием, а будет высокоинтеллектуальной системой, объединяющей прецизионное оборудование, интеллектуальные датчики, промышленное программное обеспечение и алгоритмы искусственного интеллекта.

Контекст развития будет следующим:

• От «автоматизации» к «автономии»: машины обладают способностью к самоанализу, самопринятию решений, самообучению и самоисполнению.

• От «автономного» к «совместной работе на периферии облака»: автономные данные загружаются в облако для анализа больших данных и обучения модели, а затем оптимизированная модель алгоритма отправляется на периферию (саму машину для резки) для выполнения, формируя интеллектуальный замкнутый цикл, который продолжает развиваться.

• От «инструментов» к «услугам»: роль производителей изменится от продажи оборудования к предоставлению «умных решений по резке» и модели обслуживания «оплата по счетчикам».

Производителям оборудования необходимо увеличить инвестиции в исследования и разработки в области программного обеспечения, алгоритмов и системной интеграции; для заводов по производству оптической пленки, перерабатывающих предприятия, инвестиции в интеллектуальное оборудование для резки являются неизбежным выбором для повышения конкурентоспособности продукции, снижения совокупных затрат и перехода к умным заводам «Индустрия 4.0».

Пришла волна интеллекта, и эволюционный путь оптических машин для резки пленки только начался.