Заводские замеры: 3 реальные причины неровной резки кромок на станке для продольной резки ПЭТ-пленки

В производстве ПЭТ-пленки неровные режущие кромки являются одной из самых больших проблем. Неровные кромки, сильные заусенцы и даже волнистые срезы могут не только повлиять на выход годной продукции, но и привести к браку всего рулона.

Недавно мы провели две недели на заводе, отслеживая работу трех разных марок станков для продольной резки, записывая десятки наборов аномальных данных и, наконец, выяснили первопричину неравномерной резки. Следующие три причины — это реальные данные, полученные в ходе непосредственного наблюдения и измерений.

Причина 1: Лезвие «слегка подпрыгивает» — это невидимое невооруженным глазом дрожание является самым смертоносным.

Описание явления

Край пленки, на котором производится резка, иногда бывает аккуратным, шероховатым или имеет мелкую зазубренную кромку. Оператор проверяет лезвие, оно выглядит плотно затянутым, и при нажатии не наблюдается заметного люфта.

Результаты измерений

Мы измерили радиальное биение вала режущего инструмента с помощью индикатора часового типа. Станок для продольной резки, использовавшийся в течение двух лет, показал биение 0,08 мм. Для ПЭТ-пленки толщиной 12 мкм это значение значительно выходит за пределы допустимого диапазона (обычно его следует контролировать в пределах 0,02 мм).

Более скрытая проблема — это вибрация самого лезвия. На высоких скоростях (500-800 м/мин) лезвие подвергается комбинированному воздействию центробежной силы и сопротивления резанию, что приводит к высокочастотной слабой вибрации. Она совершенно незаметна невооруженным глазом, но при измерении с помощью лазерного датчика перемещения амплитуда колебаний кончика лезвия составляет 0,03-0,05 мм.

Коренные причины

• Изношенные подшипники вала режущего инструмента или недостаточная предварительная нагрузка

• Поверхность фиксации фланца лезвия неровная.

• Недостаточная жесткость самого лезвия (особенно у тонких лезвий неоригинального производства)

Направление решения

Замените высокоточные подшипники и отрегулируйте предварительную нагрузку; перейдите на вставки из толстой подложки (более чем на 30% более жесткие); после каждой смены инструмента необходимо проверять биение наконечника инструмента с помощью индикатора.

Причина 2: "Объем укуса" верхнего и нижнего ножей не соответствует норме — это параметр, которому уделяется недостаточно внимания.

Описание явления

Иногда срез получается «нитевидным» (некоторые волокна не срезаются), а иногда — «прижатым белым краем» (край среза беловатый и деформированный). Лезвие выглядит довольно острым, но через некоторое время перестает работать.

Результаты измерений

Перекрытие верхнего и нижнего дисковых ножей регулируется вручную — «просто почувствуйте легкое трение при вращении». Мы измерили качество обрезки при шести различных настройках:

Проблема в том, что величина зацепа не является фиксированной. Фактический зацеп меняется по мере износа лезвий, расширения и сжатия лезвия, и даже из-за изменения температуры окружающей среды в течение дня. Мы отслеживали производство в течение дня: утром при запуске было установлено значение 0,15 мм, а к вечеру температура лезвия повысилась на 8 °C, объем зацепа составил 0,22 мм, и качество обрезки значительно ухудшилось.

Коренные причины

• Отсутствие дисциплины в процессе регулярной проверки объема укусов.

• Жесткость соединения между верхним и нижним держателями инструмента недостаточна, что приводит к их смещению во время работы.

• Эффекты термической деформации не учитываются.

Направление решения

Объем прикуса повторно проверяется каждые 2 часа с помощью щупа или специального измерительного инструмента; к верхнему и нижнему держателям инструмента добавляется фиксирующее устройство; заказы, требующие высокой точности, требуют автоматической системы регулировки инструмента с датчиком давления.

Причина 3: Фильм «отклоняется» и накладывает боковые колебания — он не смонтирован по прямой линии.

Описание явления

Весь рулон разрезается, ширина колеблется между большими и малыми размерами, а количество оставшейся кромки с обеих сторон непостоянно. Края, как правило, аккуратные, но допуск по ширине превышает требования заказчика.

Результаты измерений

Мы разместили три ультразвуковых датчика на пути разреза, чтобы контролировать положение края пленки в реальном времени. Результаты оказались интересными: боковое смещение пленки составляет всего ±0,3 мм в точке на расстоянии 120 мм до края ножа; на расстоянии 30 мм перед краем ножа амплитуда смещения увеличивается до ±0,8 мм.

Почему амплитуда колебаний усиливается? Причина в неравномерном распределении натяжения в пленке. Натяжение в поперечном направлении было измерено тензиометром: 35 Н в средней части и всего 18 Н у края разреза. Пленка в области низкого натяжения не имеет достаточной жесткой опоры, и даже небольшое возмущение усиливает амплитуду колебаний.

Ещё одним обнаруженным отклонением стало отклонение параллельности направляющего ролика. При проверке с помощью лазерного центратора отклонение параллельности между третьим направляющим роликом и валом инструмента достигло 0,5 мм/м. Это привело к тому, что плёнка входила в режущую кромку ножа под небольшим углом, и, естественно, режущая кромка не могла быть прямой линией.

Коренные причины

• Задержка отклика или недостаточная точность системы разматывания и коррекции.

• Нарушена параллельность выравнивающего или направляющего ролика.

• Неравномерное распределение натяжения по ширине (часто встречается в необработанных пленках с большими допусками по толщине).

Направление решения

Установите датчик коррекции направления как можно ближе к кромке ножа; используйте лазерный центрирующий инструмент для повторной калибровки параллельности всех направляющих роликов; добавьте локальный прижимной ролик или вакуумное адсорбционное устройство в месте резки кромки для подавления дрожания пленки.

Краткое содержание

В реальном производстве эти три типа причин часто накладываются друг на друга. В отслеживаемом нами случае окончательный план исправления включал одновременно три аспекта: замену подшипника вала режущего инструмента, создание системы проверки каждого изменения объема захвата и перекалибровку параллельности направляющих роликов. После исправления допуск на ширину обрезки уменьшился с ±1,5 мм до ±0,3 мм, а процент брака снизился на 6 процентных пунктов.

Неравномерная резка кромок — это не единичный дефект, а проявление дисбаланса механической точности, параметров процесса и физических свойств пленки. Рекомендуется начать с наиболее легкого захвата для проверки, и если улучшение не очевидно, поочередно проверить биение вала ножа и боковое смещение пленки. Говорите данными, а не полагайтесь на интуицию при настройке машины.