Heidelberg Finishing: практика резки. Резальные машины и комплексы POLAR

Citation preview

Ю.И.Хв

, Ю.А.Ш

а

Р У

а

, М.

а .

а POLAR

М

я

я ,

«И »

К

в

К

«

-Д

» 2004

я

Оглавление

Письмо - обращение ...............................................................................8 Предисловие к изданию ........................................................................10 Резальные машины Polar: История и современное состояние ...........12

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Общие сведения о резании стоп листовых материалов ..............................................................14 1.1. Назначение, область использования резальных машин ....14 1.2. Способы резания листовых материалов .............................14 1.3. Механизация процесса резания стоп .................................15 1.3.1. Краткий исторический экскурс .............................15 1.3.2. Основные понятия и определения процесса резания .............................................................16 1.3.3. Виды движения ножа .............................................17 1.3.4. Конструкции механизма ножа ...............................18 1.3.5. Конструкции механизма прижима ........................20 1.3.6. Конструкции механизма подавателя ......................21 1.4. Основы теории резания стоп листовых материалов плоским клинообразным ножом ........................................22 1.4.1. Механика процесса ................................................22 1.4.2. Силы резания ..........................................................23 Глава 2. Характеристика листовых материалов ..................................28 2.1. Бумага ...................................................................................28 2.1.1. Изготовление бумаги и ее отделка .........................28 2.1.2. Характеристики бумаги ..........................................30 2.1.3. Классификация бумаги ..........................................32 2.2. Картон ..................................................................................33 2.3. Покровные материалы для переплетных крышек .............34 Глава 3. Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин ............................................36 3.1. Принцип работы резальной машины .................................36 3.1.1. Принципиальная схема одноножевой резальной машины ....................................36 3.1.2. Основные узлы резальной машины ......................37 3.1.3. Характерные особенности резальных машин .......38 3.1.4. Классификация резальных машин ........................38 3.2. Технологические характеристики и параметры резальных машин ........................................................................39 Глава 4. Механизм ножа ......................................................................43 4.1. Общие сведения ..................................................................43 4.2. Узел ножедержателя .............................................................44 4.3. Механизм привода ножа ......................................................46 4.4. Ножи резальных машин ......................................................48 4.4.1. Параметры и конструкция ножей резальных машин ..................................................48 4.4.2. Типы ножей и рекомендации по их выбору ..........49 4.4.3. Угол и форма заточки ножа ....................................51 4.4.4. Острота ножа ..........................................................52 4.4.5. Стойкость ножа ......................................................54 4.4.6. Признаки затупленного ножа ................................54 4.5. Марзан .................................................................................55 4.6. Устройства замены ножа .....................................................56 4.6.1. Эволюция устройств замены ножа ........................56 4.6.2. Замена ножа и регулировка его положения относительно марзана ............................57

3

Оглавление

Глава 5. Механизм прижима ................................................................60 5.1. Общие сведения ...................................................................60 5.2. Принцип работы и составные части ...................................63 5.2.1. Кинематическая схема механизма .........................63 5.2.2. Особенности конструкции механизма прижима ........................................................64 5.3. Дополнительные элементы и опции ...................................66 5.3.1. Прижимные пластины ...........................................66 5.3.2. Программируемые дополнительные функции ............................................................................67 Глава 6. Механизм подавателя .............................................................70 6.1. Общие сведения ...................................................................70 6.2. Принцип работы и составные части ...................................71 6.2.1. Кинематическая схема механизма с нижним расположением привода ....................................71 6.2.2. Кинематическая схема механизма с боковым расположением привода ...................................72 6.2.3. Составные части механизма подавателя ................72 6.3. Дополнительные устройства ...............................................75 6.4. Программное управление подавателем ..............................76 Глава 7. Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин ...................................................................81 7.1. Вспомогательные устройства ..............................................81 7.1.1. Воздушная подушка ................................................81 7.1.2. Указатель линии реза ..............................................81 7.1.3. Прижимная пластина .............................................82 7.1.4. Устройство замены ножа ........................................82 7.1.5. Устройства выравнивания готовой продукции .....82 7.2. Дополнительные устройства ...............................................83 7.2.1. Стационарные стопоподъемники ..........................83 7.2.2. Аутотрим .................................................................83 7.2.3. Фиксомат (Fixomat) ................................................86 7.2.4. Держатели листов на подавателе ............................86 7.2.5. Поворотный подаватель .........................................87 7.2.6. Наклонный подаватель ...........................................88 7.2.7. Прижим перед ножом .............................................89 7.2.8. Опускаемые боковые упоры ...................................90 7.2.9. Грейферные системы ..............................................90 Глава 8. Система управления резальными машинами Polar ..............91 8.1. Общие сведения о системе управления ..............................91 8.2. Элементы системы управления ...........................................91 8.3. Ручное управление машиной ..............................................93 8.4. Автоматическое управление машиной ...............................94 8.5. Дополнительно устанавливаемые функции .......................95 8.6. Сетевая интеграция Compucut ..........................................100 Глава 9. Периферийные устройства резальных машин Polar ..........103 9.1. Общие сведения .................................................................103 9.2. Периферийные устройства загрузки стоп в резальную машину .............................................................103 9.2.1. Общие сведения об устройствах загрузки ...........103 9.2.2. Стопоподъемники .................................................104 9.2.3. Устройство загрузки на задний или

4

Оглавление

передний стол машины Transomat BL ...........................105 9.3. Вибросталкиватели ............................................................106 9.4. Определение количества листов в стопе ...........................107 9.5. Полочные накопители стоп ...............................................108 9.5.1. Общие сведения о накопителях ...........................108 9.5.2. Полочный подъемник с воздушной подушкой LL ...................................................................109 9.5.3. Стапельный накопитель STR ...............................109 9.5.4. Полочный стапельный накопитель SBP ..............110 9.6. Транспортирующие элементы ...........................................110 9.7. Устройства разгрузки резальных машин ...........................111 9.7.1. Устройство автоматической разгрузки Transomat Е ....................................................................111 9.7.2. Ручная разгрузка машины ....................................112 9.8. Устройства переворота стапеля .........................................112 Глава 10. Резальные комплексы Polar ...............................................115 10.1. Комплекс 1 ........................................................................116 10.2. Комплекс 2 ........................................................................116 10.3. Комплекс 3 ........................................................................118 10.4. Комплекс 4 ........................................................................119 10.5. Комплекс 5 ........................................................................121 10.6. Комплекс 6 ........................................................................122 10.7. Комплекс 7 ........................................................................124 Глава 11. Линии для изготовления этикеток и их компоненты ....................................................................126 11.1. Общие сведения о механизации изготовления этикеток ..............................................................126 11.2. Линии Polar для изготовления фигурных этикеток ....................................................................127 11.2.1. Способы подготовки продукции к резке этикеток ...............................................................127 11.2.2. Линия DC-10 .......................................................127 11.2.3. Линия DC-11 .......................................................128 11.3. Линии Polar для изготовления прямоугольных (резаных) этикеток ....................................................................129 11.3.1. Линия SC-20MB ..................................................129 11.3.2. Линия SC-21MB ..................................................129 11.3.3. Линия SC-22MB ..................................................130 11.4. Компоненты линий для изготовления этикеток .............131 11.4.1. Одноножевая резальная машина Polar с устройствами Autotrim и Autotrim М ................131 11.4.2. Специализированные резальные машины Polar Autocut 25 и Polar Autocut 115 ................131 11.4.3. Пресстанция Polar PST .......................................132 11.4.4. Стол для накапливания полос LT-S ...................132 11.4.5. Стапельный полочный накопитель ....................133 11.5. Прессы для высечки этикеток DC и DC-М ....................133 11.6. Обандероливающие машины ..........................................134 11.7. Вспомогательное оборудование .......................................135 11.7.1. Палетный упаковщик НР 1 ................................135 11.7.2. Передаточная станция ........................................135 Глава 12. Установка машины и организация работы на резальных машинах ............................................................136 12.1. Требования к установке резальных машин ....................136 12.2. Эксплуатационные характеристики

5

Оглавление

резальных машин ......................................................................136 12.3. Влияние конструктивных параметров и технического состояния машины на технологический процесс резки ............................................................................138 12.4. Подготовка резальной машины к работе .......................139 12.4.1. Подготовка ножа и марзана ................................139 12.4.2. Подготовка механизма прижима ........................139 12.4.3. Подготовка механизма подавателя .....................140 12.5. Подготовка стопы к резке ................................................140 12.6. Непроизводственные факторы, влияющие на процесс резки ......................................................................143 12.6.1. Квалификация оператора ...................................143 12.6.2. Организация рабочего места оператора резальной машины .......................................144 Глава 13. Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar .......................................................146 13.1. Общие сведения об охране труда при эксплуатации резальных машин ...............................................146 13.2. Устройства охраны труда оператора ................................147 13.3. Особенности охраны труда при эксплуатации резальных машин ......................................................................149 13.4. Общие правила охраны труда при эксплуатации резальных машин Polar ......................................150 13.5. Типовые правила охраны труда при эксплуатации одноножевых резальных машин ........................151 Глава 14. Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ ....................154 14.1. Виды резальных работ .....................................................154 14.2. Подрезка стопы ................................................................154 14.3. Разрезка листов ................................................................155 14.4. Особенности резки малоформатной продукции и этикеток ...............................................................156 14.5. Некоторые особенности резки материалов с различными свойствами .....................................157 14.6. Особенности обработки листов для последующего использования в фальцмашинах ......................159 14.7. Контроль выполнения резальных работ и оформление готовой продукции ...............................................159 Глава 15. Проблемы, возникающие при резании .............................161 15.1. Проблемы, возникающие из-за ошибок оператора .......161 15.2. Влияние механических неполадок ..................................161 15.3. Влияние электрических неполадок .................................162 15.4. Дефекты резки .................................................................163 Глава 16. Восстановление и заточка ножей резальных машин ........169 16.1. Общие сведения ...............................................................169 16.2. Ножешлифовальный участок ..........................................170 16.3. Машинная заточка ножей ................................................172 16.3.1. Ножешлифовальный станок ..............................172 16.3.2. Шлифовальные круги .........................................172 16.3.3. Охлаждающая жидкость .....................................173 16.3.4. Возможные ошибки при шлифовании ..............174 16.3.5. Особенности заточки твердосплавных ножей (HM) ........................................174

6

Оглавление

16.4. Ручная доводка и правка ножа ........................................175 16.5. Дефекты ножей при шлифовке и правке ........................177 Глава 17. Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar нового поколения ....178 17.1. Общие сведения о выпускаемом оборудовании .............178 17.2. Резальные машины Polar X .............................................178 17.2.1. Общие сведения о модификации Х ...................178 17.2.2. Одноножевая резальная машина Polar 66 ..........180 17.2.3. Резальные машины Polar 78 ...............................181 17.3. Резальные машины Polar модификации XT ...................183 17.4. Специализированные резальные машины .....................185 17.4.1. Одноножевая резальная машина Polar ATM ........................................................................185 17.4.2. Специализированная резальная машина Polar AC 25 ........................................................185 17.4.3. Специализированная резальная машина Polar AC 115 ......................................................186 17.5. Оборудование для изготовления фигурной продукции Polar DC и Polar DC-M .........................................186 17.6. Периферийное и дополнительное оборудование ...........187 17.6.1. Оборудование для подготовки стоп ....................187 17.6.1.1. Пресс-станции ............................................187 17.6.1.2. Устройства переворота стапеля ...................187 17.6.2. Стопоподъемники ...............................................189 17.6.3. Вибросталкиватели .............................................190 17.6.4. Полочные буферы и накопители ........................192 17.6.5. Передаточные и транспортирующие устройства .......................................................................193 17.7. Обандероливающие машины и устройства ....................195 17.7.1. Обандероливающие машины .............................195 17.7.2. Палетный упаковщик .........................................195 Литература ..........................................................................................196 Приложения: 1. Таблица серийных и специальных устройств резальных машин ...................................................................197 2. Таблица выбора угла заточки и усилия прижима для различных разрезаемых материалов ...............................200 3. Параметры ножей для резальных машин Полар .................202 4. Геометрические параметры резальных машин Polar ..........203

7

Уважаемые коллеги! В настоящее время практически невозможно встретить людей, которые не реагировали бы на красочные издания и упаковку. Возрастающая конкуренция, появление новых предприятий с современным оснащением, а также все более и более возрастающие требования к качеству печатной продукции, скорости выполнения заказов, а также уменьшение тиражей при их увеличивающемся разнообразии приводит к необходимости постоянного совершенствования используемого и выпускаемого оборудования, разработки новых и совершенствованию существующих технологических процессов. Технологические процессы и оборудование, применяемые сегодня в полиграфии, разрабатываются по самым современным нормам и с учётом достижений различных смежных областей науки и техники. Сегодня стало возможным объединение всех полиграфических процессов - от подготовки форм, печати и последующей обработки до отделки продукции - в один технологический цикл производства печатной продукции. Однако при этом довольно сложно охватить и обработать всю информацию о новинках на рынке и возможных направлениях развития технологии и правильно выбрать оборудование. Даже специалистам непросто предвидеть и предусмотреть возможные направления развития технологии и техники в полиграфии. В настоящее время имеются определенные пробелы в описании процессов и оборудования, применяемых для обработки листовых материалов на резальных машинах. В данном пособии предпринята попытка собрать воедино всю информацию о новинках резальной техники и применяемых технологиях, показать особенности процессов резки листовой продукции, а также систематизировать информацию о конструкциях машин и механизмов и построении комплексов, оказывающих непосредственное влияние на качество готовой продукции. Мы надеемся, что настоящее пособие будет полезно всем, кто желал бы получить представление о резальной технике и приобрести соответствующее оборудование для своего производства. В данном издании отражены актуальные для отделочного оборудования вопросы: - традиционные технологии и инновационные подходы и решения при резке полиграфической продукции; - определение области применения как соло-машин, так и целых производственных комплексов; - производство продукции с учетом ее экономических и технологических особенностей; - характеристика оборудования, производственных систем и технологий; - охрана труда. Авторы имели целью создать пособие для специалистов, в котором систематизирована информация об особенностях процесса резки различных материалов и обработки определенных видов печатной продукции, ориентировать читателей на определенные аспекты при выборе резального оборудования. Представленный в пособии материал также полезен студентам и учащимся полиграфических учебных заведений, а также широкому кругу специалистов, занимающихся подготовкой печатной продукции. Авторы стремились как можно доступнее представить технологические процессы и весь материал, не перегружать его математическими формулами. Пособие достаточно иллюстрировано без излишней, на наш взгляд, детализации.

8

Надеемся, что пособие найдет широкий отклик у читателей. Мы готовы к диалогу. Все пожелания просим направлять по адресу: 04080 г. Киев, ул. Константиновская 75. ООО ”Гейдельберг Друкарські машини Україна”.

Dr. Michael Outschar Chief Operation Officer Region Eastern Europe Heidelberger Druckmaschinen Osteuropa Vertriebs-GmbH

Michael Neugart Managing Director Polar Mohr Maschinenvertriebsgesellschaft GmbH&Co. KG

9

Резальные машины и комплексы Polar

Предисловие к изданию

10

Резание листовых материалов плоским клиновидным ножом широко используется в допечатном и послепечатном процессах. На допечатной стадии резание применяется для подготовки бумаги для листовых печатных машин, бумажных и картонных заготовок в картонажных цехах, материалов для обложек и переплетных крышек. На послепечатной стадии резка необходима для разделения отпечатанных листов-оттисков на части (акцидентная продукция, форзацы, этикетки) или для последующей обработки. Во всех упамянутых случаях применяются во многом сходные методы резания и используется одинаковое оборудование - одноножевые резальные машины. За полуторавековой период существования резальные машины последовательно совершенствовались, вобрав в себя лучшие достижения техники и технологии. Благодаря этому они превратились в высокомеханизированное оборудование, в котором соединены элементы механики, гидравлики, пневматики, электротехники и микропроцессорной электроники. При всей массивности и жёсткости конструкции, что обусловлено значительными нагрузками, резальная машина обеспечивает точное перемещение важнейшего исполнительного органа – подавателя в широком диапазоне скоростей с последующим позиционированием с точностью до 0,01 мм и выше. Специфика резания сопряжена с травмоопасностью, однако оператор гарантированно защищен не только от опасности получения травмы, но и от физического напряжения за счет механизации и автоматизации вспомогательных операций, продуманной системы безопасности и удобств в управлении машиной. Фирма POLAR является одним из крупнейших производителей одноножевых резальных машин. За полувековой период ею накоплен значительный опыт изготовления качественных машин и широкого комплекса дополнительных и периферийных устройств к ним. Однако ощущается нехватка информации о новейших достижениях фирмы в этой области. Поэтому назрела необходимость более детально ознакомить потребителей одноножевых резальных машин с новыми разработками фирмы, помочь учащимся и специалистам шире использовать полученные знания в своей практической деятельности. В настоящей книге рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с конструкцией и работой резальной машины и ее важнейших исполнительных механизмов; функционированием системы управления и контроля, обеспечения безопасности обслуживающего персонала; принципом действия и работой многочисленных вспомогательных, дополнительных и периферийных устройств, резальных комплексов; подготовкой машины к работе и ее правильной эксплуатацией; обеспечением выпуска качественной продукции. Авторы выражают искреннюю благодарность всем, кто оказал помощь и содействие при подготовке рукописи этой книги: - рецензентам д-ру техн. наук, проф. А. Н. Полюдову (Украинская академия печати); д-ру техн. наук, проф. Петруку А. И. (Национальный технический университет ”Киевский политехнический институт”); канд. техн. наук, доц. С.М. Яреме (Открытый международный университет развития человека ”Украина”); - сотрудникам фирмы ”Гейдельберг друкарські машини Україна” В.В.Ткаченко и А. Л. Бойчуку - за редактирование отдельных глав, советы и всестороннюю помощь, А. А. Моравскому - за консультации, З. И. Козак - за помощь в переводах технической документации и организационных вопросах; - сотруднику фирмы ”Полар” К.Майзельбаху за предоставленные материалы и консультации;

Предисловие к изданию

- руководителям полиграфической фирмы ”Ладекс” (Львов): И.О. Белицкому и О.Н. Пальчевскому за помощь и содействие в организационных вопросах; сотрудникам фирмы: канд.техн.наук А.П. Козаку за просмотр отдельных глав и ценные советы, механику М.И.Гузьо за всестороннюю помощь и консультации по техническим вопросам, оператору резальной машины Я. Слюсару за практические советы; - проф., канд. техн.наук В.Ц. Жидецкому (Украинская академия печати), доц., канд. техн. наук Я. А. Шахбазову за оказанную помощь в подготовке глав 13 и 16; Такое полное и объемное издание, посвященное одноножевым резальным машинам выходит впервые. Поэтому, очевидно, оно не свободно от каких-то упущений и недоделок. Все замечания и пожелания просим направлять в адрес украинского представительства фирмы ”Гейдельберг” (04080, Украина, Киев, ул. Константиновская, 75).

11

Резальные машины и комплексы Polar

Резальные машины Polar : История и современное состояние

Рис.1. Резальная машина Polar 1949 г. выпуска.

12

Фирма POLAR является ведущим и крупнейшим производителем современного резального оборудования. Совершенствование конструкции резальных машин, использование новых решений в их оснащении и управлении, механизация вспомогательных операций неразрывно связаны с фирмой POLAR. В 1906 году была основана и начала активно развиваться машиностроительная фабрика ”Adolf Mohr”. Её основной продукцией были машины для обработки дерева, а также обрабатывающий инструмент. В 1920 году в названии фирмы появилось обозначение ”POLAR”, которое происходит от слова ”pole”, что означает постоянное ”бурление”, ”движение вперед”. Адольф Мор первым предложил и осуществил идею установки вращающихся валов в подшипниках качения, что позволило устранить нагрев опор валов вследствие трения. В послевоенные годы на предприятии был освоен выпуск одноножевых резальных машин: 1946 - начало проектирования и освоения производства резальных машин; 1947 - выпуск первой машины с электрическим управлением; 1949 - выпуск первой машины с электромагнитной муфтой включения (рис. 1). 1954 - создание машины с оптическим указателем линии резания и применением воздушной подушки; 1956 - выпуск первой машины с программным управлением и записью информации на магнитную ленту Еltromat; 1957 - создание машины со встроенным стопоподъемником; 1958 - применение эластичной прижимной пластины под балкой прижима. Поставка первых 5.000 резальных машин; 1961 - создание машины с поточной системой на воздушной подушке; 1963 - выпуск первой машины с гидравлической муфтой включения. Внедрение механизированной замены ножа; 1965 - выпуск машины с монитором Polar Telexact; 1970 - выпуск первой машины с системой загрузки и выгрузки Transomat; 1971 - выпуск первой машины с системой компьютерной технической диагностики Polar Dignotest; 1976 - выпуск первой машины с полностью автоматизированной системой загрузки стоп Transomat 3ВL; 1978 - выпуск первой машины с микропроцессорным управлением Polar EMC; 1982 - выпуск первой машины с устройством автоматического удаления отходов Polar Autotrim; 1986 - выпуск первой машины с цветным дисплеем и системой автоматического управления прижимом. Создание программы управления процессом резания Polar Compucut. Выпуск первой машины для разрезки стоп на полосы в автоматическом режиме Polar Autocut; 1991 - выпуск первой машины с автоматическим вибросталкивателем Polar Autojog; 1992 - создание крупноформатной машины в большом формате Polar 176; 1995 - появление новой генерации машин Polar с цветным дисплеем и визуализацией процесса резки. Выпуск 100 000-й резальной машины; 1996 - выпуск малоформатной машины Polar 66. Сертификация предприятия по DIN EN ISO 9001; 1997 - разработка комплекса периферийных вспомогательных устройств: сталкивателя, подъемника, передаточных транспортних устройств Transomat;

Резальные машины Polar : История и современное состояние

1999 - приобретение фирмой контрольного пакета акций упаковочной фирмы ”Bandpack”. Разработка устройства для переворачивания стопы; 2000 - разработка системы изготовления этикеток Polar Label Systems. Подтверждение сертификата DIN EN ISO 9001; 2002 - создание первой автоматизированной системы для резки продукции без участия оператора. Приобретение фирмы ”Bandpack” в полное владение. Выпуск 75-й машины Polar Autocut;

Рис.2. Современная резальная машина с комплексом периферийного оборудования.

2004 - Выпуск нового ряда резальных машин Polar X/XT. Создание новых устройств для обработки этикеточной продукции.

13

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 1. Общие сведения о резании стоп листовых материалов 1.1. Назначение, область использования резальных машин

1.2. Способы резания листовых материалов

1

2 3 4

а 1

2 4

б Рис. 1.1. Марзанный ( а ) и безмарзанный ( б ) способы резки.

14

Потребность в резке листов возникает на разных этапах полиграфического производства. Так, она необходима для подготовки листов для печатных машин (обрезка по контуру с целью доведения размеров листов до заданного формата). После печати листы-оттиски разрезают на части: форзацы, иллюстрации-вклейки, обложки, этикетки и т.п. Резка используется также при изготовлении другой продукции. Одноножевые резальные машины (в дальнейшем – резальные машины) предназначены для разрезки и подрезки стоп чистой листовой бумаги, листов-оттисков и других листовых материалов (картона, целлофана, линолеума, резины и др.). Резка (разрезка) – это разделение стопы листов на заданное количество частей одинакового или разных форматов. Подрезка – срезание боковых кромок в стопе для получения листов правильной геометрической формы или для доведения стопы до заданных размеров. Резальные машины используются также для обрезки блоков с трех сторон, а также в других отраслях промышленности (бумагоделательной и картонажной, при изготовлении упаковки и тары, в производстве бумажно-беловых изделий и т.п.). В полиграфии резку большого количества листов осуществляют двумя способами с применением клинообразного прямолинейного ножа: марзанным и безмарзанным. Марзанный способ характеризуется тем, что нож 1 (рис. 1.1, а), движущийся в вертикальной плоскости, для разрезки всех листов в стопе 2 в нижней точке своей траектории врезается в марзан 3 – деталь, изготовленную из более мягкого материала, чем нож, и расположенную ниже стопы в плоскости стола. Марзанный способ резания реализуется за счет сложного, так называемого сабельного движения ножа, состоящего из наклонно-параллельного (относительного) и враща1 тельного (переносного) движений с поворотом на небольшой угол. Вслед2 ствие этого врезание лезвия в стопу происходит под углом, а заканчивается 3 параллельно столу, что обеспечивает 4 разрезку стопы по всей ее длине. Преимуществом такого движения является постепенное врезание ножа в стопу. Благодаря этому усилия, действующие 1 на нож, возрастают плавно, что обеспечивает спокойную работу приводного механизма. 2 Боковое смещение ножа способст4 вует уменьшению усилий резания, по3 скольку, кроме обычного резания, добавляется эффект пиления листов бумаги микровыступами лезвия. Однако реализация такого движения требует использования сложных механизмов. Недостатком марзанного способа резания является образование клинообразной канавки в марзане, которая постепенно увеличивается вследствие затупления ножа и его смещения под действием боковых сил. Поэтому со временем марзан следует смещать, чтобы изменить место врезания ножа, или заменять новым.

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

Безмарзанный, или ножничный, способ состоит в том, что для разрезки или подрезки бумажной продукции используется пара инструментов (рис.1.1б): нож 1 и контрнож 3: при этом кромка контрножа должна находиться в плоскости, максимально приближенной к плоскости движения ножа или как можно ближе к ней. Только такое тесное взаимодействие ножа и контрножа обеспечивает качество резания. При наличии зазора между ними листы могут изгибаться, что приведет к неточности резки. При безмарзанном способе нож выполняет вертикальное возвратно-поступательное движение, которое реализуется кривошипно-шатунным механизмом. Для уменьшения нагрузок нож имеет скошенное лезвие, которое расположено под углом к контрножу на всем протяжении резания. Вследствие этого врезание происходит постепенно. Преимущества этого способа, – простая конструкция привода и отсутствие марзана. Марзанный способ применяют для резки больших стоп листовых материалов в современных резальных машинах, безмарзанный – в основном, для обрезки брошюр и книжных блоков, а также для разрезки различных переплетных материалов (картона, марли, бумаги и т.п.). Потребность в резке вначале папируса и пергамента, а позже бумаги, возникла давно, возможно с появлением летописания, когда листам рукописи необходимо было придать надлежащую геометрическую форму. Эта потребность значительно возросла после изобретения Иоганном Гутенбергом в 1445 году книгопечатания, а также в связи с увеличением спроса на печатную продукцию и с развитием промышленного производства бумаги и других листовых материалов. Много столетий (вплоть до середины XIX столетия) операция резания выполнялась вручную при помощи простейших устройств. Например, длительное время для обрезки книжных блоков использовалось приспособление, напоминающее рубанок (рис.1.2). В нем применялся плоский прямоугольный нож, который периодически затачивали. Впервые попытался механизировать процесс резания стопы листов Р. Гартман в Германии в 1852 году. Сконструированная им резальная машина (рис.1.3, а) имела неподвижно закрепленный вверху нож, а стол вместе со стопой поднимался вверх при помощи ручного привода. В 1859 г. К. Краузе создал первую конструкцию резальной машины с диагональным (наклонным) движением ножа (рис.1.3, б). К 1880 г. он усовершенствовал ее (рис.1.3, в), использовав для наклонного движения ножа пазы в ножедержателе, а также впервые применил грузовой прижим. Эта машина с приводом от маховика стала предшественницей ручных резальных машин. К концу ХIХ столетия резальная машина работала по следующему принципу (рис.1.4). Стопу 4 укладывали на неподвижный стол 2 машины и прочно фиксировали с помощью балки прижима 3. Нож 1 приводился в движение от паровой машины через маховик и перемещался наклонно сверху вниз. В нижнем положении нож врезался в марзан 6. Перемещение стопы осуществлялось подавателем 5. Этот принцип работы резальной машины сохранился до сих пор. За прошедшее полтора столетия резальные машины постоянно совершенствовались. Десятки ученых занимались исследованием этих машин с целью оптимизации их параметров. Следует отметить большой вклад в это дело профессора Б.М. Мордовина, В.З.

1.3. Механизация процесса резания стоп

1.3.1. Краткий исторический экскурс

Рис. 1.2. Приспособление для обрезки книжных блоков в работе.

15

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

Рис. 1.3. Первые резальные машины: а – Гартмана (1852); б – Краузе (1859); в – экспонат музея фирмы POLAR (1880).

а

б

в Гинзбурга (Россия), Х. Диттриха и К. Штегмана (Германия), профессора А.Н. Полюдова (Украина) и др.

1.3.2. Основные понятия и определения процесса резания

16

Для характеристики операции резания используют такие понятия и параметры: линия резания, плоскость резания, угол наклона ножа, угол траектории ножа и направление движения ножа. Линия резания – это горизонтальная прямая на поверхности листов, по которой происходит контакт лезвия ножа со стопой и разделение стопы при резке. Плоскость резания – это вертикальная плоскость, в которой двигается лезвие ножа. Плоскость резания перпендикулярна плоскости стола и проходит через линию резания (см. рис. 1.4). Угол наклона ножа Ψ (рис. 1.5) – это угол, образованный линией лезвия ножа и горизонталью в плоскости резания. Этот угол составляет 2...3° в верхнем положении ножа и уменьшается до нуля при врезании лезвия в марзан. Угол наклона обеспечивает постепенное врезание ножа в стопу и, следовательно, плавное нарастание нагрузок на нож и меха-

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

низм в целом. 1 Угол траектории θ (см. рис. 5 4 3 1.5) – это угол, образованный Линия резания направлением движения средней точки на ноже С и поверхностью стола в плоскости резания. Этот угол изменяется в процессе резки и находится в Плоскость 2 резания пределах 40...45 °. Угол траек6 тории определяет соотношеРис. 1.4. Принцип работы ние между вертикальной и горезальной машины. ризонтальной составляющими силы резания. Чем меньше угол траектории θ , тем меньше вертикальная сила, что является положительным фактором. Направление движения ножа – это направление бокового сдвига ножа при резании относительно оператора. Различают два направления движения ножа: правое, если нож двигается слева направо и левое, если нож двигается справа налево. В машинах фирмы POLAR используется правостороннее движение ножа. Учет направления движения ножа при установке стопы к боковому упору позволяет уменьшить усилие прижима и предотвратить смещение листов в стопе. В процессе совершенствования конструкций резальных машин последовательно использовалось несколько видов движения ножа относительно стопы: вертикальное, параллельное, криволинейно-параллельное и сабельное. При вертикальном движении лезвие ножа во всех его положениях остается параллельным плоскости стола, т.е угол наклона Ψ=0°, угол траектории θ = 90° ( рис. 1.6, а). Вреβ α зание лезвия ножа в стопу происходит одновременно по всей α = β = 90° ширине стопы. При этом резко увеличивается сила А технологического сопротивления, фактически происходит удар ножа о стопу, что ведет к R В R перегрузке элементов конструкции машины, отрицательно сказывается на работе механизмов. Соединение вертикального и горизонтального видов движений было реализовано в А = В; R = R конструкциях машин с наклонно- и криволинейно-параллельным движением. При наклонно-параллельном (рис. 1.6, б) и криволинейно-параллельном (рис. 1.6, в) движениях лезвие ножа всегда остается параллельным столу, но имеет боковое смещение в плоскости резания. При наклонно-параллельном движении все точки лезвия ножа двигаются прямолинейно, но с постоянным значением угла траектории θ. При криволинейно-параллельном – точки ножа двигаются по дуге, поэтому угол траектории

а

ψ

С

Направление движения

θ

Рис. 1.5. Основные параметры резания.

1.3.3. Виды движения ножа

α

б

β α=β

1

2

в

1

2

α

г

β

α = 90°; α ≠ β

Рис.1.6. Виды движения ножа: а – вертикальное, б – наклонно-параллельное, в – криволинейно - параллельное, г – наклонно-вертикальное.

17

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

R1

а

R2

А

В

1. А = В; R1 ≠ R2 2. А ≠ В; R1 = R2 3. А ≠ В; R1 ≠ R2

α

б

β α≠β

Рис.1.7. Сабельное движение ножа: а – на подвесках, б – на сухарях.

1.3.4. Конструкции механизма ножа

18

постоянно изменяется, достигая минимальных значений при врезании лезвия в марзан. Величина вертикальной составляющей силы резания при этом частично уменьшается за счет того, что нож осуществляет также пиление стопы. Недостатком этого вида является значительное увеличение хода ножа и необходимость увеличения давления балки прижима для предотвращения бокового смещения стопы. Как вариант использовалось также наклонно-вертикальное движение ножа (рис. 1.6, г), при котором левая часть ножа двигалась вертикально, а правая – врезалась в стопу под углом наклона Ψ. К моменту врезания в марзан нож выравнивался. Эти виды движения использовались на раннем этапе развития конструкции резальных машин, до начала ХХ столетия. В 1908 году в Германии появились машины с сабельным движением ножа, которое характеризовалось соединением криволинейнонаклонного и вращательного движений (на подвесках) (рис. 1.7, а) или наклонно-параллельного и вращательного (на сухарях) (рис. 1.7, б). При этом нож в верхнем положении имел угол наклона Ψ = 1 – 2 °. Опускаясь и перемещаясь в сторону в плоскости резания, нож постепенно выравнивался и в нижнем положении, при врезании лезвия в марзан, становился параллельным плоскости стола, т.е. Ψ = 0°. При таком виде движения врезание лезвия ножа в стопу происходило под некоторым углом, а длина линии контакта, начиная с точки, постепенно увеличивалась до ширины стопы. При этом нагрузки в механизме ножа нарастали постепенно, а величина сил резания, изза наличия значительного горизонтального перемещения, была меньше, чем при всех вышеупомянутых видах движения. При сабельном движении ножа происходит пиление стопы. В настоящее время сабельное движение ножа является общепринятым во всех современных резальных машинах. Отличия имеются лишь в конструктивном исполнении механизмов, параметрах движения и размерах отдельных деталей. В процессе поиска оптимального вида движения ножа изменялась и его конструкция. На рис.1.8 представлены схемы некоторых механизмов ножа, которые использовались в немецких резальных машинах. Как видим, применялись в основном механизмы на сухарях, причем чаще сложные и многозвенные. Механизмы имели как односторонний (схемы а, б, е), так и двухсторонний (схемы в, г, д) привод. Использовались конструкции как с одним ползуном (схемы в, г, д), при этом движение ножа было наклонно-параллельным, так и с двумя, установленными под разными углами (схемы а, б, е) для реализации сабельного движения. В качестве движущего звена чаще использовались кривошипы (схемы а, б, в, г, д), хотя были попытки использовать гидравлический привод в виде гидроцилиндра (схема е). На рис.1.9 показаны механизмы ножа, использовавшиеся на резальных машинах Роменского ЗПМ. Как видим, применялись механизмы как на сухарях (рис. 1.9, а), так и на подвесках (рис. 1.9, б, в, г). В большинстве случаев использовались многозвенные механизмы с односторонним приводом. В настоящее временя поиски оптимальной схемы механизмов ножа практически прекратились. В абсолютном большинстве резальных машин используется простой двухсухарный односторонний механизм с кривошипным приводом (см. рис. 4.1, а). Именно такой механизм фирма POLAR использует в большинстве своих моделей. В отдельных случаях применяется гидравлический привод (фирма ”Шнайдер-Сенатор”, фирма POLAR в малоформатной машине модели Polar 66).

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

а

б

г

в

д

е

Рис.1.8. Механизмы ножа немецких резальных машин.

19

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

а б

в

Рис.1.9. Механизмы ножа отечественных резальных машин моделей: а – МР-90; б – БРП-2; в – БР-110, 3БР-136; е – БРП- 4м.

г 1.3.5. Конструкции механизма прижима

20

Механизм прижима должен надежно фиксировать стопу листов на столе независимо от ее высоты, свойств материала, а также уплотнять ее в зоне резания. Для этой цели использовались разнообразные устройства: винтовое, грузовое, пружинное, пневматическое и, наконец, гидравлическое. Наиболее простым был винтовой шпиндельный механизм прижима, приводимый в действие вручную с помощью штурвала. Его недостаток – необходимость приложения значительного мускульного усилия, длительность процесса зажатия и освобождения стопы, некачественный зажим материалов, неравномерных по высоте. Этот механизм используется сейчас на некоторых простых малоформатных резальных машинах. Недолгое время применялся грузовой прижим. Его преимущество – зажим любых стоп независимо от высоты, простота конструкции, возможность перемещения балки прижима при деформации и усадке материала. Недостаток – необходимость подъема груза после окончания резки для освобождения стопы. Пружинный прижим использовался длительное время. Особенностью его конструкции было то, что балка прижима приводилась в движение кулачковым или кривошипным механизмами. При этом перемещение балки осуществлялось через упругое звено – блок из нескольких пружин. Обслуживать его было чрезвычайно просто. Зарядка (предварительное растяжение) пружин производилась в период подъема ножа, т.е. когда привод машины не нагружен. Недостатки: громоздкость и многозвенность механизма, металлоемкость конструкции, потребность в большом количестве пружин, практически невозможность регулировки усилия прижима. Предпринимались попытки использовать для зажима стопы пневматический прижим, однако он не получил распространения. В настоящее время практически все фирмы-изготовители используют в своих резальных машинах гидравлический прижим. Он занимает мало места, создает необходимое, легко регулируемое усилие прижима,

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

поддается автоматическому управлению. В первых конструкциях резальных машин подаватель отсутствовал. Позже стопы перемещали вручную с помощью стальной ленты или троса от штурвала. Естественно, установка такого подавателя в заданное положение была неточной, требовала много времени. Сейчас во всех резальных машинах используется шпиндельный винтовой привод различного конструктивного исполнения. Работа подавателя невозможна без наличия устройств точной установки, т.е. позиционирования. В связи с этим совершенствовались механизмы, обеспечивающие прецизионное перемещение подавателя, отсчет положения подавателя относительно линии резания и, наконец, устройства программного управления. Подаватель конструировался составным из трех частей, что позволяло устанавливать отдельные части гребенки на разную величину, обеспечивая резку продукции различного формата без перемещения подавателя. В настоящее время перемещение механизма подавателя полностью автоматизировано, величины его установки относительно линии резания представляются на пульте управления в цифровом виде; при этом точность позиционирования достигает сотых долей миллиметра. Устройство отсчета положения подавателя дает информацию о расстоянии между плоскостью гребенок подавателя и плоскостью резания, то есть о размере той части стопы, которая остается после разрезки. Такая информация значительно облегчает работу оператора, позволяет ему быстро и качественно выполнять свои функции. Эти устройства ранее содержали лимб, мерную шкалу или линейку, оптическую систему с проекцией информации на матовое стекло. Такие устройства и сейчас встречаются в устаревших моделях резальных машин. Однако все перечисленные средства не могли обеспечить высокой точности измерения. В настоящее время общепринятыми являются устройства цифровой индикации. В связи с обработкой на резальных машинах продукции, требующей частой перестановки подавателя (разрезка стопы на узкие полосы) появились различные устройства и системы для облегчения такой работы. По принципу действия их можно разделить на механические, электромеханические, с магнитной записью и автоматические. Первые механические устройства передвижения подавателя с постоянным шагом появились в конце 40-х годов ХХ столетия. Это были достаточно сложные механизмы, которые позволяли механизировать операцию разрезки стопы на узкие полосы равной ширины. При разрезке стопы на полосы различной ширины это устройство было неэффективным. В последствии использовались электромеханические устройства программного управления, работающие по принципу подачи команды к исполнительному механизму от линейного переключателя. Переключатель взаимодействовал с контактными упорами, установленными в соответствующих положениях на пути его перемещения. Обычно упоры устанавливались на специальных штангах, оснащенных измерительной шкалой, а линейные переключатели – на подавателе стопы или на устройстве, соединенном с подавателем [1]. Высокая скорость перемещения подавателя непременно вызывала его неточную остановку. С этой целью использовались двухскоростные двигатели с регулируемой скоростью. Один переключатель вызывал уменьшение скорости, второй – останавливал подаватель в необходимом месте. В системе программного управления с магнитной записью программа записывалась на ферромагнитный слой, нанесенный на ленту, провод,

1.3.6. Конструкции механизма подавателя

21

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

а

б Рис.1.10. Элементы системы с числовым програмным управлением резальной машины Polar: а – пульт управления с цветным монитором; б – экран монитора.

диск, валик и т. п. Переменное магнитное поле магнитопровода от действия магнитоносителя индуцировало в обмотке ЭДС, подаваемую в усилитель и на реле, которое включало электродвигатель или останавливало его. Система с магнитной записью позволяла многоразовое использование программоносителя. Ненужную запись можно было ”стереть”. При использовании валика, считывание программы осуществлялось движением головок вдоль его образующей, а переход с одной программы на другую – поворотом валика. Такой способ позволял увеличить количество записанных программ. Система управления с записью на магнитную ленту имела существенные недостатки: большая трудоемкость процесса записи программы; ограниченность комплекса операций, которые могли использоваться в программе; отсутствие информации о записанных программах. Механизмы подавателя современных резальных машин с числовым программным управлением значительно облегчают установку подавателя на заданный размер с высокой точностью и малыми затратами времени. Обязательным элементом таких систем является микропроцессор и персональный компьютер (рис.1.10). Программы вводятся с помощью обычной клавиатуры. При работе машины программа появляется на экране монитора, причем запись о выполняемой в данный момент операции выделяется. На экране указывается величина подачи стопы перед резкой, расстояние от подавателя до плоскости резания с точностью до сотых или тысячных долей миллиметра, перечисляются операции, сопутствующие основной. Преимущество такой системы – отсутствие ограничений на количество операций, включенных в программу, а также на расположение линии резания на стопе, улучшение и ускорение работы всех устройств резальной машины. Например, можно выполнять ”пропрессовку” стопы прижимной балкой без включения ножа, включать устройство Polar Autotrim для удаления со стола обрезков, включать ”воздушную подушку” на время передвижения стопы на большие расстояния и выключать ее во время резания.

1.4. Основы теории резания стоп листовых материалов плоским клинообразным ножом

В современных резальных машинах, хотя и применены основные принципы, заложенные в первых конструкциях, однако они очень мало похожи на свою первую модель конструкции Краузе. Использование новых конструктивных решений, современных материалов, технологии машиностроения, особенно компьютерной техники позволило обеспечить высокую точность, и качество выполнения операции резания, а также производительность при гарантированной безопасности труда оператора.

1.4.1. Механика процесса

Основной функцией резальных машин является резание стопы листовых материалов плоским клинообразным ножом. Поэтому важно знать сущность явлений в зоне контакта ножа со стопой и характер возникающих при этом технологических усилий, чтобы эффективно использовать эксплуатационные возможности машины для получения качественной продукции.

22

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

Стопа листов 1 перед разрезкой сжимается балкой прижима 2 (рис.1.11, а). Нож 3, заостренный под углом , движется вертикально вниз и создает давление примерно по линии АА, которая проходит через центр закругления кромки лезвия С. Под действием движущей силы под ножом возникает местное сжатие листов. Поскольку удельное давление ножа по линии его перемещения значительно превышает удельное усилие, которое создает балка прижима, первые три листа под ножом прогибаются, частично отходя от балки прижима. В месте контакта кромки ножа со следующим листом (в данном случае с четвертым) возникают большие контактные напряжения, которые вызывают разрыв бумаги примерно по линии АА. В связи с тем, что бумага состоит из волокон и связующего вещества, этот разрыв произойдет не по волокнам, а по связующему, поскольку его прочность меньше прочности волокон, то есть разрыв не будет ровным и гладким. Это явление, называемое ”опережающей трещиной”, распространяется только на толщину того листа, в который внедрилась кромка ножа. Сила сопротивления стопы проникновению лезвия ножа РВ направлена по линии ее условного перемещения АА вверх. Одновременно с разрезкой очередного листа нож скошенной гранью по линии ВВ действует на кромки ранее разрезанных листов, частично деформируя их. Возникают силы сопротивления Т1, Т2, Т3, перпендикулярные скошенной грани ножа, которые вызывают силы трения N1, N2, N3. Поскольку угол заточки ножа небольшой, то горизонтальные составляющие реакции ножа на них больше вертикальных составляющих, что вызывает отодвигание листов вправо. При опускании ножа закругленная часть его лезвия вдавливает края листов, а дальнейший контакт с плоскостью ножа сошлифовывает неровности, которые возникают вследствие ”опережающей трещины”, придавая кромкам листов относительную гладкость. После разрезки прогнутые части листов из-за упругих свойств бумаги стремятся выпрямиться. Поскольку длина изогнутой части стопы больше аналогичного горизонтального отрезка, кромки изогнутых листов создают давление S1, S2, S3 на тыльную поверхность ножа. При этом в зоне контакта возникают силы трения F1, F2, F3, которые вызывают дополнительное сопротивление перемещению ножа вниз. Заменим элементарные Т1, Т2, Т3, N1, N2, N3 и другие упомянутые выше силы соответствующими равнодействующими Т, N, S и F. Следует отметить, что точно охарактеризовать величины и направление действия перечисленных сил невозможно из-за влияния большого количества изменяющихся факторов. Поскольку угол заточки ножа небольшой (19...24°), можно предположить с определенной долей приближения, что силы трения F и N по направлению совпадают с силой сопротивления РВ и входят в ее состав. Тогда в сечении, перпендикулярном плоскости резания получаем окончательную картину действия трех основных сил на нож (рис.1.11, б): вертикальной РВ, лобовой Т и тыльной S. Вертикальная сила Р В, является наибольшей, поскольку она определяет основное сопротивление вертикальному перемещению ножа. Лобовая сила Т изменяется в значительных пределах, поскольку зависит от сил трения между листами разрезанной части стопы. Она относительно небольшая в случаях незначительной ширины отрезаемой части (например, резка этикеток при высокой гладкости бумаги в стопе) или отсутствует (подрезка боковых кромок в стопе). В экстремальных случаях (высокая стопа, плотные виды бумаги

3

А 2

B

S1

F2

S2 N3 S3

F3

1

N1

F1

N2

Т1 Т2 Т3

B А

а

S

РВ

T

б Рис.1.11. Кинетостатика процесса резания стопы: а - элементарные; б - равнодействующие силы.

1.4.2. Силы резания

23

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

B

A

B1

A1

а

S

б Рис.1.12. Факторы, влияющие на возникновение тыльной силы: а – спрессованность стопы, б – износ лезвия ножа.

24

или материал с шероховатой поверхностью и т.п.) лобовая сила существенная и, действуя на скошенную грань ножа, может отклонить его в сторону балки прижима. Поэтому резальные машины имеют на вертикальной поверхности балки прижима, обращенной к ножу, специальные накладки из текстолита, которые создают опору для ножа, благодаря чему он движется ровно и не трется лезвием об нижний край балки прижима (см. рис.5.6). Тыльная сила S проявляет себя только при затуплении ножа. Однако это сила сравнима с силой Т, поэтому траектория движения кромки ножа при резке не всегда совпадает с плоскостью резания, а при определенных условиях (например, при затупленном ноже) имеет тенденцию к искривлению со смещением в сторону разрезанной части стопы. При рассмотрении взаимодействия всех элементов, участвующих в резке, необходимо учитывать характер распределения давления балки прижима на стопу. Ширина зоны давления на верхние листы равна ширине контактной поверхности балки прижима АВ (рис 1.12, а). Зона давления нижележащих листов шире (А 1В 1), достигая у стола машины максимальной ширины. Лезвие ножа при резке движется по границе раздела между спрессованной и свободной частью стопы. При этом спрессованная часть стопы создает повышенное сопротивление кромке ножа, и он стремится переместиться в сторону меньшего сопротивления, т.е. за пределы зоны спрессованности, в сторону отодвигаемой части стопы. В результате на тыльную часть ножа действуют как давление прогнувшихся листов, так и сопротивление спрессованной части стопы. Вследствие износа лезвие ножа приобретает форму двухстороннего клина с расположением режущей кромки примерно на гипотенузе угла заточки (рис.1.12, б); при этом лезвие ножа смещается вправо на величину S относительно первоначального положения. Со стороны тыльной части появляется узкая скошенная фаска, которая тоже способствовует смещению ножа в сторону от прижима. Возможны варианты соотношения сил T и S. При большей силе T нож стремится сместиться в сторону балки прижима. В этом случае нижние листы короче верхних, т.е. возникает так называемый нижний подрез (см. гл.15). В случае преобладания силы S кромка ножа отклоняется от балки прижима; при этом верхние листы будут короче нижних, т.е. возникает верхний подрез. Оба этих явления хорошо известны практикам и описаны в литературе [14,16]. В резальных машинах Polar влияние тыльной силы уменьшено за счет особой конструкции резальных ножей, которые имеют трапециедальную форму: толщина верхней части на 0,1 мм меньше нижней (см. рис.4.12). Тыльная плоскость такого ножа расположена не вертикально, а под небольшим углом, поэтому между ней и поверхностью разрезанных листов образуется треугольная полость, которая постепенно расширяется к верху. В связи с этим изогнутые кромки листов имеют при распрямлении больше пространства, а следовательно создают значительно меньшее давление на тыльную поверхность ножа. При сабельном движении возникает боковая нагрузка на нож по всей его длине, которая называется горизонтальной силой. Поэтому для предотвращения смещения ножа во всех резальных машинах нож надежно крепится к ножедержателю. На горизонтальную силу большое влияние оказывает средний угол траектории ножа θ при резании (см. рис 1.5). Малый угол траектории позволяет сохранять остроту ножа в течение продолжительного времени. Чем меньше угол траектории ножа, тем больше горизонтальная сила, и боковой

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

сдвиг лезвия ножа относительно стопы. Следовательно значительная часть силы резания расходуется на пиление материала микронеровностями лезвия, а меньшая на вертикальную силу. Суммарное сопротивление при резании называется силой резания, которая является равнодействующей упомянутых выше сил, т.е. Р Р= Р В+ Р Г+[T ]+[S ]. Здесь силы [T ] и [S ] заключены в квадратные скобки, чтобы отметить непостоянство их действия в процессе резки (рис. 1.13). Известно, что наибольшей является вертикальная сила Р В. На величину вертикальной силы влияет ряд факторов. Она увеличивается при затуплении ножа, уменьшении угла наклона Ψ, увеличении плотности и твердости материала стопы, уменьшении его гладкости и т.п. Горизонтальная сила Р Г значительно меньше вертикальной на всех этапах резания и составляет 20...45 % от Р В. На величину этой силы, как уже отмечалось, существенно влияет угол траектории ножа: чем меньше угол, тем больше Р Г. Лобовая сила T достигает максимума в момент дорезания стопы и составляет 16...30 % от P B. На величину лобовой силы влияют ширина стопы, ее высота, величина той части стопы, которая отрезается, гладкость и влажность бумаги. Если первых три параметра определяют массу отрезаемой стопы, то последние – величину коэффициента трения. При резке узких полос, например этикеток, или при наличии у листов гладкой поверхности, лобовая сила незначительная. При резке стоп максимального формата и высоты, при наличии шероховатой бумаги, эта сила существенная. Влияние отдельных факторов на величину тыльной силы S рассмотрено выше. Принято считать, что сила резания P P совпадает с плоскостью резания и направлена под углом к горизонтали в сторону, противоположную движению ножа. Угол ν является величиной переменной даже в продолжение одного рабочего цикла. Как правило, угол ν значительно больше угла траектории ножа. Например, при θ = 45°, ν = 73°. Важное значение имеет действительный угол резания (рис.1.14), т.е. угол, образованный профилем ножа в плоскости, перпендикулярной направлению траектории при врезании его в стопу, со стопой. Величина его равна [8]: αд = arctg [tgα α · sin (θ θ – Ψ)], где α – угол заточки ножа; θ – угол траектории ножа; Ψ – угол наклона лезвия ножа к поверхности стопы. Этот угол уменьшается при уменьшении угла заточки α и угла траектории θ, а также при увеличении угла наклона ножа Ψ. Как известно угол заточки находится в пределах 19...24 °, угол наклона принимается равным 1...3 ° и не может быть увеличен, так как возникнут трудности в реализации сабельного движения ножа. Угол траектории обычно принимают в пределах 40...45°. Для перечисленных величин действительный угол резания составит 12...17 °. Как видим, меньший угол улучшает условия резания, однако к этому не следует слепо стремиться. Необходимо пользоваться рекомендациями по выбору угла заточки. Все составляющие, входящие в уравнение силы резания P P являются величинами переменными для различных условий резки. Изменяются они также в процессе одного реза, что иллюстрирует гра-

РВ T Рr

S

Рис.1.13. Силы, действующие на нож в процессе резания.

α

αд θ

ψ

Рис.1.14. Действительный угол резания.

25

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

РВ , H B

C

E D

A

F hCT

а B

C

1

A

D

2

A 3 4

A

E

D E

C

F

F F C E D F

A

б Рис.1.15. Изменение сил резания при резке: а – бумаги, б – различных материалов: 1 – типографской бумаги, 2 – шпона, 3 – резины, 4 – впитывающего картона.

фик зависимости величины вертикальной силы Р В от перемещения ножа (рис.1.15, а). Точка А соответствует начальному периоду контакта ножа со стопой. Участок АВ – резко возрастает сила резания, нож давит на стопу, происходит ее уплотнение в предполагаемом месте резания, но разрез еще не наступает. В – сила резания превышает прочность стопы, начинается процесс резания. ВС – происходит резание стопы, по мере углубления ножа в стопу растут силы трения, поэтому сила резания незначительно увеличивается; С – разрезание последнего листа в стопе; СD – стопа разрезана, нож попадает в канавку марзана; D – нож касается марзана; DE – нож врезается в марзан, наблюдается некоторое увеличение силы резания; Е – нижнее мертвое положение ножа; EF – подъем ножа вверх; F – нож выходит за пределы стопы. Описанное изменение сил характерно для бумаги. При резке других материалов оно может быть иным. ( рис.1.15, б). На практике для расчета суммарной силы резания применяют формулу P P = К рL, где L – ширина стопы (см); р – погонное усилие резания (для бумаг рекомендуется среднее значение 200 Н/см); К – коэффициент запаса, учитывающий возможное затупление ножа. Для определения максимальной P P принимают К =1,5. Как видим, величина усилия резания зависит от ширины стопы, поэтому для удобства используют понятие погонного усилия резания, которое характеризует величину силы резания, приходящуюся на единицу длины лезвия ножа. Погонное усилие резания для различных материалов приведено в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Величины погонного усилия резания стоп некоторых видов материалов.

26

Общие сведения о резании стоп листовых материалов

Как видно из табл. 1.1, чем плотнее материал, тем больше погонное Р, кг усилие резания. 800 Ниже приведены некоторые данные исследований [5] влияния различных факторов на погонное усилие резания. (Размерности приведены по первоисточнику). 600 Высота стопы. Сила резания фактически не зависит от высоты стопы, но в некоторых случаях наблюдается небольшое возрастание силы резания при увеличении высоты стопы. Это объясняется неоднороднос400 тью разрезаемых материалов. Острота ножа. При изменении условной остроты ножа, которая из200 мерялась погонным усилием разрезки Р (кг/см) в диапазоне от 12 до 28 кг/см усилие резания возросло от 180 до 780 кг, т.е. в 4,33 раза. При этом наблюдалась параболическая зависимость (рис.1.16, а). На графике от0 ражено изменение вертикальной и горизонтальной составляющих сил резания в зависимости от состояния режущей кромки ножа. Угол заточки ножа. Увеличение угла заточки приводит к увеличению усилия резания (рис.1.16, б). При увеличении угла заточки с 11° до 25° Р, H/мм вертикальная составляющая силы резания возросла на 24%. 24 Угол траектории ножа. При изменении угла траектории θ от 40° до 90° вертикальная составляющая силы резания возросла с 220 до 405 кг, гори16 зонтальная – уменьшилась с 85 кг до нуля. Такой результат понятен: при малых углах траектории наблюдается большее горизонтальное смеще8 ние ножа, а значит увеличивается эффект пиления стопы. На практике угол траектории ножа принимается в пределах 40...45°. 0 Угол наклона ножа (угол врезания) Ψ практически не оказывает влияния на силу резания. Поэтому на практике этот угол принимают минимальным – в пределах 1...2°. Скорость работы (количество резов) машины. С увеличением скорости работы резальной машины с 10 до 60 циклов в минуту вертикальная сила резания уменьшилась с 300 до 200 кг. Сейчас скорость работы боль- Р, H/мм шинства машин находится в диапазоне 40-50 циклов в минуту. 24 Усилие прижима слабо влияет на силу резания: при изменении усилия прижима с 5 до 60 кг/см сила резания в начальный период резания не16 сколько возросла, в период дорезания стопы – оставалась постоянной. Направление волокон в бумаге. При резании поперек волокон усилие 8 резания примерно на 10% больше, чем при резке вдоль. Толщина листов не существенно влияет на усилие резания. 0 Влажность листов. При увеличении влажности бумаги сила резания несколько снижается, что объясняется снижением прочности связей между волокнами материала (рис.1.16, в). Смазывание ножа. При смазывании ножа воском вертикальная сила резания уменьшается на 11...13%, парафином и мылом – на 6...7%. Материал стопы существенно влияет на величину силы резания. (см. табл. 1.1).

РВ

Рr 14

18

22

Р,

28

кг/см

а РВ

Рr 15

10

20

25

β°

б

РВ

Рr 3

5

7

9

11

в

Рис.1.16. Влияние на усилие резания: а – остроты ножа; б – угла заточки ножа; в – влажности листов.

27

В%

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 2. Характеристики листовых материалов 2.1. Бумага

2.1.1. Изготовление бумаги и ее отделка

*В полиграфии применяют термин "масса квадратного метра".

28

Одноножевые резальные машины используют в основном для резания бумаги и картона, а также переплетных материалов (коленкор, ледерин, бумвинил). Реже эти машины используют для резания целлофана, пергамента, пергамина, полимерных листовых материалов, листов асбеста, фанеры, шпона, резины, кожи и др. Бумага – это пористо-капиллярный материал с поверхностной плотностью* до 250 г/м2, который состоит преимущественно из растительных волокон, скрепленных между собой силами поверхностного сцепления, а также из клейких веществ, минеральных наполнителей, химических и натуральных волокон, пигментов и красителей. Картон – это многослойный материал, содержащий преимущественно растительные волокна и отличающийся от бумаги большей толщиной и массой квадратного метра. Основным сырьем для изготовления бумаги и картона являются волокнистые материалы растительного происхождения (древесина, лен, бамбук, целлюлоза и др.). Наряду с растительными волокнами, для специальных технических видов бумаги используют синтетические (полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые) волокна. Наиболее важным компонентом бумаги являются целлюлозные волокна, которые получают из древесины при действии высокой температуры и давления. Вторым по значимости полуфабрикатом для производства бумаги является древесная масса, которая представляет собой волокнистый материал, получаемый путем механического расщепления древесины. В качестве дополнительных полуфабрикатов используются также солома, хлопчатобумажное тряпье, отходы лесопиления, камыш и др. Важным источником сырья для изготовления бумаги и картона является макулатура. Производство бумаги и картона состоит из таких этапов: 1) приготовление бумажной массы; 2) отлив бумажного полотна; 3) отделка бумаги. Приготовление бумажной массы заключается в размоле волокнистых материалов, составлении смеси и введении в нее проклеивающих веществ, наполнителей и других компонентов. Для уменьшения гидрофильности бумаги, улучшения прочности связей между волокнами, укрепления структуры волокнистых и наполняющих веществ, размерной стабильности, применяют проклейку, т.е. обрабатывают волокна древесной массы клейкими и смолистыми веществами. Клейкие вещества вводят в бумажную массу до ее отлива или наносятся на поверхность готовой бумаги во время отделки. Для проклейки применяют канифоль, казеин, модифицированный крахмал, жидкое стекло, искусственные смолы, каучук и т.п. Для повышения гладкости, белизны, непрозрачности и придания бумаге мелкопористой структуры в нее вводят наполнители. В качестве наполнителей бумаги используют: каолин, тальк, гипс, мел и т.п. Для придания бумаге большей белизны в бумажную массу вводят также небольшое количество синих или фиолетовых красящих веществ. Благодаря этому устраняется желтоватый оттенок волокон. Отлив бумажного полотна заключается в его формировании путем фильтрации воды из бумажной массы. По мере удаления воды волокна сближаются, переплетаются и оседают на фильтрующей поверхности (сетке). Чем больше содержание воды в бумажной массе, тем лучше распределение и переплетение волокон. Обычно содержание воды составляет 0,1 – 1,2 % общей бумажной массы. Бумагоделательная машина (рис.2.1) состоит из четырех основных частей: сеточной, прессовой, сушильной и отделочной.

Характеристики листовых материалов

>99 % воды 1

96 – 98 %

80 – 85 %

60 – 70 % 8

5

2

6

7

9

10 6–9%

11 3

4

Рис. 2.1. Схема бумагоделательной машины: 1 – напорно-распределительное устройство; 2 – сетка; 3 – регистровые валики; 4 – отсасывающие ящики; 5 – ровнительный валик (эгутер); 6 – прессы; 7 – офсетный пресс; 8 – сушильные цилиндры; 9 – холодильные цилиндры; 10 – каландр; 11 – готовая бумага.

В сеточной части волокнистая бумажная масса в виде тонкой широкой ленты выливается ровным слоем на сетку бумагоделательной машины. Вода проходит сквозь сетку, на которой остается слой волокнистого материала. Для равномерного распределения бумажной массы сетку встряхивают, вследствие чего волокна располагаются в одном направлении. Прессовая часть бумагоделательной машины состоит из системы цилиндрических валов. Между валами натянута бесконечная суконная лента, которая впитывает отжатую влагу. Обычно прессовая часть состоит из 3-6 прессов, причем давление в них постепенно увеличивается. В прессовой части влажность бумажного полотна снижается до 60-70%. Окончательное обезвоживание (до 7%) осуществляется в сушильной части, состоящей из ряда сушильных цилиндров. Полотно непрерывной лентой подается на горячие цилиндры большого диаметра, где оно медленно подсушивается. Для охлаждения нагревшейся при сушке бумаги в конце сушильной части имеются холодильные цилиндры. Отделка бумаги. В сушильной части машины фактически заканчивается изготовление бумаги. Однако с целью повышения потребительских свойств бумагу дополнительно обрабатывают. Так, например, печатную, писчую и другие виды бумаги подвергают каландрированию, то есть бумагу пропускают через специальные металлические полированные валы (каландры). Каландрирование придает бумаге необходимую гладкость, которую называют машинной. Для получения более гладкой бумаги ее подвергают отделке суперкаландрами. В них бумага приобретает не только повышенную гладкость, но и глянец. Такую бумагу называют глазированной [7]. Некоторые виды бумаги подвергаются дополнительной проклейке и окрашиванию. Это ограничивает впитывание в бумагу краски, чернил, укрепляет поверхностный слой бумаги, увеличивает ее сопротивление выщипыванию краской, уменьшает пыление. Для изготовления мелованной бумаги на ее поверхность с одной или двух сторон наносят смесь белых пигментов (мел, каолин, двуоксид титана) с клеевым раствором. Тиснение бумаги состоит в образовании на ее поверхности рельефного рисунка. Тиснение осуществляется на увлажненной бумаге каландрами для тиснения. Иногда проводят пергаментацию – химическую обработку по-

29

Характеристики листовых материалов

верхности бумаги кратковременным действием химических реагентов (серной кислоты и т.п.), в результате которой получают малопористую плотную структуру пергамента – прекрасного упаковочного жиронепроницаемого материала для пищевой промышленности. После изготовления и отделки бумажное полотно разрезают на продольно-резальных машинах на ленты и наматывают на картонные втулки в рулоны. Так получают рулонную бумагу. В соответствии с ГОСТ 1342-78 бумага поставляется в рулонах шириной 60, 70, 75, 84, 90, 100, 108, 120, 126, 140 и 168 см. Кроме того, выпускают рулоны шириной 36, 42, 46, 51, 52, 64, 82, 105, 150 и 180 см. Для получения листовой бумаги рулоны разматывают и разрезают на листы стандартных форматов. Формат листовой бумаги – это размеры сторон листа: первая цифра – ширина, а вторая – длина в сантиметрах. Различают три группы форматов: А – для печатной бумаги, и В – для научно-популярных журналов, афиш и карт, С – для конвертов и папок.

Таблица 2.1. Нормативные форматы бумаг Обозначение формата

2.1.2. Характеристики бумаги

30

Обозначение формата

Обозначение формата

Качество бумаги определяется многими параметрами и характеристиками. Масса квадратного метра является главным параметром бумаги. Применительно к резальной машине этот параметр определяет массу стопы и, соответственно, силовое воздействие стопы на механизмы ножа, прижима и подавателя. Для разных видов изданий используется бумага с массой 1 м2: - для газет – 45 – 51 г, - для книг, инструкций, информационных материалов – 55 – 70 г, - для проспектов, буклетов, открыток – 115 – 150 г, - для плакатов – 130 – 200 г, - для визитных карточек, рекламных папок, карманных календарей – 200 – 250 г и больше. Толщина – параметр бумаги, влияющий на ее прочность, светонепроницаемость и т.п. Толщина бумаги при одинаковом количестве листов определяет высоту стопы, что должно учитываться в процессе резки. В полиграфии применяют бумагу толщиной от 0,03 до 0,25 мм, наиболее

Характеристики листовых материалов

1

Поперечное

2

2 Машинное

часто – толщиной 0,07...0,1 мм [12]. Плотность бумаги определяет ее массу при заданном объеме. Бумага печатных сортов имеет плотность 0,5...1,35 г/см3. Как правило, плотность бумаги связана с ее жесткостью и сопротивляемостью при резке – чем больше плотность, тем больше сопротивление резанию. Это следует учитывать при выборе угла и формы заточки ножа – чем больше плотность, тем больше должен быть угол заточки. Плотность бумаги зависит от ее пористости. Для характеристики пористой структуры иногда используется термин ”пухлость” (размерность см3/г). Плотные сорта бумаги требуют меньшего усилия прижима, пухлые – большего. Влажность. В бумагу проникают воздух, влага и полиграфические краски. Нормальной считается влажность бумаги в пределах 5...8%. При малой влажности бумага становится жесткой, хрупкой, при чрезмерной – малопрочной пластичной с возрастанием сил трения между отдельными листами. При изменении влажности листы бумаги теряют правильную геометрическую форму, кромки листов становятся волнистыми, что существенно ухудшает условия обработки на резальной машине. При очень малой влажности воздуха (например, зимой приблизительно 30%) влажность бумаги бывает ниже нормы. Пересушенная бумага (с влажностью около 4%) является диэлектриком. При трении в такой бумаге накапливается статическое электричество, и, как следствие, происходит слипание листов. Влажность оказывает наибольшее влияние на свойства плотных сортов бумаги, пухлые к ней менее чувствительны. Гладкость – одна из важнейших характеристик бумаги, которая влияет на процесс сталкивания и величину лобовой силы отодвигания ножом отрезанной части стопы. Гладкость зависит от микрорельефа поверхности бумаги, образованного выступами и впадинами между растительными волокнами и частицами наполнителя, из которых состоит бумага. Поверхность высококачественной мелованной бумаги имеет микронеровности в пределах 0,1...0,5 мкм, макронеровности в такой бумаге отсутствуют. Направление волокон. Неоднородность структуры и свойств бумаги в машинном и поперечном направлениях обусловлена ориентацией волокнистого материала вдоль движения сетки бумагоделательной машины. Направление волокон оказывает влияние на процесс резки: усилие резания поперек волокон существенно выше, чем вдоль. Кроме того, направление волокон влияет на характер деформации листов. В местах пересечения волокна скрепляются, образуя, сетку с острыми углами пересечения. (рис.2.2, а). В машинном направлении прочность и жёсткость бумаги больше, чем в поперечном. По разнице механических свойств определяют машинное и поперечное направления в листах, сравнивая прогиб полосок, вырезанных в разных направлениях (рис.2.2, б). В машинном направлении (полоска 1) прогиб меньше, чем в поперечном (полоска 2). Другой метод определения направления волокон – по характеру разрыва листа в двух направлениях. Разрыв вдоль волокон дает довольно прямой и четкий контур; поперек волокон бумага рвется неровно, края разрыва не имеют четкой формы. Если в листовой бумаге длинная сторона листа совпадает с направлением отлива бумажного полотна (машинное направление), то эта бумага продольного отлива. В бумаге поперечного отлива машинное направление совпадает с короткой стороной листа. Обычно в спецификации, которая прилагается к бумаге, указано направление волокон в листах. Линейная деформация бумаги происходит при изменении влажности окружающей среды. Бумага преимущественно деформируется в попе-

1

а 1

2

б Рис. 2.2. Машинная и поперечная ориентация волокон бумаги: а – схема пересечения волокон б – определение направления отлива по провисанию полосок: 1 – машинное; 2 – поперечное направление волокон.

31

Характеристики листовых материалов

речном направлении, поскольку волокна увеличиваются больше в ширину, чем в длину. Кроме того, бумага имеет разную структуру поверхности с двух сторон листа – лицевой верхней и сеточной нижней. Лицевая сторона бумаги более ровная, чем сеточная.

2.1.3. Классификация бумаги

Бумажная промышленность выпускает большой ассортимент бумаги для различных культурных и технических целей: для печатания, письма, черчения, рисования, машинописи, для копировальных аппаратов, электроизоляции, табачных изделий, а также впитывающую, светочувствительную, оберточную и пр. Бумагу классифицируют по таким признакам [7]: 1) назначение: писчая, для принтеров, ксероксная, чертежная, оберточная, типографская и т.п. 2) вид используемого для ее изготовления материала: бумага, содержащая древесную массу; бумага, содержащая тряпичную массу; бумага из соломенной целлюлозы и т.п.; 3) товарный вид: листовая (форматная), рулонная; 4) метод и способ изготовления: однородная, двухслойная, трехслойная бумага, изготовленная на плоской сетке; на сеточном цилиндре; машинного или ручного изготовления и т.п.; 5) характер отделки поверхности: машинной гладкости; каландрированная; суперкаландрированная; с поверхностной проклейкой; мелованная; лакированная; кашированная (с припресованным покрытием) и т.п.; 6) характеру и степень проклейки: непроклеенная; полностью проклеенная и т.п. Свойства бумаги зависят от: используемых для ее изготовления сырья и вспомогательных материалов; технологии их переработки; условий работы бумагоделательной машины; отделки после ее изготовления и т.п. Для выпуска разноообразной печатной продукции применяют бумагу №1, №2 и №3 (табл. 2.2). Таблица 2.2. Содержание (в процентах) основных компонентов бумаги

Основные компоненты

Бумага № 1 наиболее качественная, используется для печатания художественных изданий; № 2 – для печатания учебников и книг; № 3 – для других изданий. Стандартами предусмотрены разные марки бумаги одного и того же номера: А, Б, В и Г. Обычно качественные показатели бумаги наиболее высоки у марки А, ниже – у марки Б и т.д. Типографская бумага (ГОСТ 9095) имеет три номера: типографская №1, №2 и №3. Бумага для офсетной печати (ГОСТ 9094) имеет: №1 -марки А, Б, В, Г, № 2 – марки А и Б. Картографическая бумага (ГОСТ 1339) выпускается марок А, Б и В. Бумага для глубокой печати: №1 марок А и Б, №2. Мелованная бумага (ГОСТ 21444) бывает: одностороннего или двустороннего мелования, однократного или двухкратного мелования,

32

Характеристики листовых материалов

массой от 80 до 400 г/м2. В зависимости от толщины покровного слоя изготавливают бумагу массой 100...250 г/м2 с полным покрытием (масса покровного слоя 20...25 г/м2) и массой 60-80 г/м2 с тонким полупокрытием (масса покровного слоя 7...10 г/м2). Бумага с двухкратным мелованием бывает марок: ДО – для офсетной печати, ДВ – для высокой печати, ДГ – для глубокой печати, ДЧ – для черырехкрасочных печатных машин. Газетная бумага (ГОСТ 6445) выпускается марок А и Б. Этикеточная бумага используется для изготовления соответствующей продукции и должна удовлетворять высоким потребительским и печатно-технологическим требованиям. С учетом условий ее использования, состава и свойств различают этикеточную: 1) бездревесную или с древесной массой; 2) белую или с повышенной белизной; 3) мелованную или немелованную; 4) матовую или глянцевую; 5) водостойкую или неводостойкую; 6) с гладкой поверхностью или тисненую; 7) щелочностойкую и нещелочностойкую; 8) с гладким или шероховатым оборотом и т.п. Синтетическая бумага характеризуется полной или частичной заменой целлюлозных волокон синтетическими, что придает ей новые ценные свойства. Она имеет минимальную линейную деформацию при увлажнении, хорошую биостойкость, негорючесть, долговечность, повышенную механическую прочность, стойкость к свету и колебаниям климатических условий. Пока применение ее ограничено из-за высокой стоимости. Бумага для изготовления ценных бумаг (банковских чеков, денежных знаков, кредитных билетов) должна отличаться очень высоким качеством: быть долговечной, стойкой к действию окружающей среды, прочной на разрыв, изгиб и т.п. Кроме того, изготавливают афишную, билетную, писчую, чертежнорисовальную бумагу и др. Для переплетных работ используется также форзацная бумага (ГОСТ 6742), имеющая плотность 0,9 г/см3. Различают две марки: О – для многокрасочных форзацев, А – для незапечатанных форзацев. Обложечная бумага (ГОСТ 20283) выпускается трех марок: А, Б и В. Марка А имеет глазированную поверхность, Б – матовую, В – несколько уступает двум предыдущим. Картон получают из тех же полуфабрикатов, что и бумагу, практически по той же технологии. Для изготовления многослойной бумаги или картона применяются бумагоделательные машины с несколькими сетками. На каждую сетку шириной 1600...6000 мм подаются волокна одного из материалов данной композиции, а потом пласты спрессовываются и склеиваются в одно целое. Картон отличается от бумаги не только массой 1 м2 (250 г и более), но и толщиной (от 0,25 до 3 мм)*. Он имеет расширенные эксплуатационные свойства – используется в полиграфии и для изготовления упаковок и тары. Для печати важным является наличие мелованной поверхности. Покрытие с белым пигментом наносится в жидком виде с одной или двух сторон. Каждое изделие предъявляет свои специфические требования к картону. В частности, для изготовления упаковки необходим картон с повышенными показателями защиты содержимого продукта от внешних воз-

2.2. Картон

*Примечание. В упаковочной промышленности к картону относят материалы с массой 170 г/м2 и толщиной 0,3 мм и выше.

33

Характеристики листовых материалов

действий (температуры, влажности), хорошими печатно-техническими качествами для получения привлекательного внешнего вида. Картон по способу производства и типу волокнистой массы делят на три основные группы: 1) цельный беленый картон; 2) коробочный картон; 3) белый многослойный прессованный картон. Цельный беленый картон изготавливается из обесцвеченной химической целлюлозы. Он имеет лицевую глянцевую поверхность, некоторые его сорта глянцуются и с оборота. Это гигиенически чистый материал, пригодный для многих видов изделий. Коробочный картон имеет внутри слои из древесной массы, которые расположены между слоями химической целлюлозы. Верхний слой целлюлозы отбеливается и пигментируется. Белый многослойный прессованный картон широко используется для изготовления общих упаковочных изделий общего назначения. Коробочный картон изготовляют пяти марок: А, Б, В, Г и Д. Картон марки А имеет наилучшие технологические свойства: они ниже у картона марки Б и т.д. Картон хром-эрзац – разновидность коробочного картона, бывает двух марок: О – имеет двухстороннее покрытие белым пигментом, А – имеет одностороннее покрытие. Переплетный картон используется для изготовления переплетных крышек, выпускается марок А, Б, В и Г, имеет толщину 0,5...3 мм. Картон прессшпан – очень прочный, проклеенный, лощеный, толщиной 0,35...1,2 мм, плотностью 0,95 г/см3.

2.3. Покровные материалы для переплетных крышек

Для изготовления обложек и переплетных крышек используют широкий ассортимент покровных материалов на тканевой, бумажной и нетканой основах с различными покрытиями [12] (табл. 2.3). Таблица 2.3. Виды покровных материалов в зависимости от вида основы

Коленкор – хлопчатобумажная ткань полотняного переплетения, пропитанная раствором из крахмального клея, минерального наполнителя (каолина) и красителя. Различают коленкор таких марок: КОК (обычный), массой 170 г/м2; КОФ массой 155 г/м2; КМК (типа модерн) масой 175 г/м2; Р (разреженный, на разреженной тканевой основе); КВК

34

Характеристики листовых материалов

(вискозный) массой 195 г/м2. Ледерин – материал из хлопчатобумажной ткани с нитроцеллюлозным покрытием. В зависимости от характера покрытия различают три марки ледерина: А, Б (с полиамидной обработкой) и В (с более тонким покрытием – ледерин облегченный), массой 220 г/м2. Покровные материалы на бумажной основе: ледерин на бумаге (масса 160 г/м2), бумвинил А (масса – 220 г/м2), бумвинил Б (масса – 300 г/м2), тевин (масса – 220 г/м2). Покровные материалы на нетканой основе. Нетканый материал получают из синтетических (капрон, лавсан) и искусственных (вискоза) волокон, которые склеиваются латексным или иным синтетическим клеем. Неткор имеет массу 70 г/м2, сканвинил – 220 г/м2, синтонит -160 г/м2, маленит – 220 г/м2. Покровные материалы без основы – это полимерная пленка толщиной 0,2...0,45 мм, которая состоит из поливинилхлоридного полимера, красителя и пластификатора. В зависимости от количества последнего пленка может быть жесткой или мягкой. Выпускаются пленки разных цветов, прозрачные и непрозрачные, гладкие и с тиснением. Пленки для отделки поверхности методом припрессовки имеют лучшие эксплуатационные свойства, чем лакированные. Синтетические полимерные пленки припрессовывают клеевым, бесклеевым способами и способом переноса, т.е. наносят на оттиск прозрачную пленку на основе и отделяют основу для повторного использования. Для этого используют пленку ПЕТФ толщиной 20...25 мкм. Для припрессовки используются пленки: - триацетатная (толщина 25 мкм, плотность 1,2...1,27 г/см3), - лавсановая (толщина 20 мкм, плотность 1,38...1,39 г/см3), - полипропиленовая (толщина 20 мкм, плотность 0,9...0,91 г/см3).

35

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 3. Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

3.1. Принцип работы резальной машины

3.1.1. Принципиальная схема одноножевой резальной машины

Принципиальная схема резальной машины представлена на рис.3.1. Основной рабочей поверхностью является поверхность переднего и заднего состыкованных столов 7, которые расположены строго горизонтально. Это наиболее габаритная деталь в машине. Она служит для размещения стопы бумаги и перемещения ее в зону резания. Передней частью стол опирается на станину 9, а задней – на регулируемую опору 1. Продольные стороны стола ограничены боковыми упорами 3, которые образуют с плоскостью стола прямой угол. Между ними перемещается подаватель 2 (затл), служащий для установки стопы 4 на заданный размер. Он перемещает стопу листов, толкая ее только в одном направлении – к зоне резания. В обратном направлении подаватель движется вхолостую без стопы. Стопу устанавливает оператор на стол вручную, обычно за несколько приемов по частям. Причем одной стороной ее приталкивают к подавателю 2, а другой – к одному из боковых упоров 3. Затем оператор включает машину на рабочий ход. На стопу опускается балка прижима 5, которая фиксирует ее положение на столе и уплотняет листы в зоне резания. Вслед за прижимом опускается нож 6 и разрезает стопу, слегка врезаясь в марзан 8 – деталь, расположенную в прямоугольном углублении стола и предназначенную для полного дорезания нижних листов в стопе. Отрезанная часть стопы скошенной гранью ножа смещается в сторону оператора. После разрезки стопы сначала поднимается нож, потом балка прижима. После их полной остановки в верхнем положении машина автоматически выключается. Оператор вручную забирает отрезанную часть стопы или приталкивает ее плотно к стопе, если необходимо сделать несколько резов (например, при резке этикеток). Положение подавателя относительно ножа (размер А) определяется устройством отсчета, которое связано с подавателем и дает информацию в виде цифровой индикации. При подрезке стопы на столе машины остаются обрезки, которые удаляются вручную или механизированным способом в прорезь, образующуюся при отходе переднего стола от ножа (см. раздел 7.2). 2

3

5

4

6 7

A 1

8 9

Рис. 3.1. Принципиальная схема одноножевой резальной машины.

Для разрезки стопы на несколько частей необходимо выполнить такие операции: 1) установить подаватель машины относительно ножа на заданный размер; 2) столкнуть отдельные порции листов в (50-100) и уложить их на задний стол машины до достижения заданной высоты стопы или количества листов, притолкнуть стопу к подавателю и боковым упорам; 3) включить машину на рабочий ход и разрезку стопы; 4) снять отрезанную часть стопы с переднего стола;

36

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

5) при необходимости, переместить стопу по столу машины подавателем и установить ее относительно ножа на новый размер; 6) снять остаточную часть стопы. Операции 2 – 6 требуют участия оператора, на их выполнение затрачивается до 80...90% времени обработки стопы. Операции 1, 3 и 5 могут выполняться как с участием оператора, так и в автоматическом режиме. Современные резальные машины часто оснащены рядом вспомогательных и дополнительных устройств, облегчающих работу оператора и улучшающих качество резки (см. главу 7.). Любая одноножевая резальная машина имеет три основных рабочих органа: 1) нож, посредством которого разрезается стопа; 2) прижим, который удерживает стопу листов от смещения при разрезке; 3) подаватель, служащий для передвижения стопы по столу и установки ее на необходимый размер. Эти рабочие органы приводятся в движение соответствующими механизмами. Кроме того, в машине имеются: 4) станина со столом; 5) устройства защиты оператора; 6) система управления машиной; 7) вспомогательные устройства, облегчающие труд оператора: встроенные стопоподъемники, столы с воздушной подушкой, оптический указатель линии резания и др. На рис. 3.2 показан общий вид машины Polar спереди (со стороны обслуживания – а и сзади, со стороны привода – б). 1

2

3 4

3.1.2. Основные узлы резальной машины

3 5

6

6 7

10

8 12 9

13

10 14

а

11

б

15

Рис. 3.2. Одноножевая резальная машина Polar и ее основные элементы.

На рисунке приняты следующие обозначения: 1 – дисплей; 2 – пульт управления машиной; 3 – станина; 4 – пульт главного выключателя; 5 – ножедержатель с ножом; 6 – консоли фотозащиты зоны резания; 7 – гребенки подавателя; 8 – передний стол; 9 – маховик ручного управления подавателем; 10 – главный привод (закрыт кожухом); 11 – педаль управления прижимом; 12 – подаватель; 13 – задний стол; 14 – кожух привода подавателя; 15 – регулируемые опоры заднего стола.

37

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

3.1.3. Характерные особенности резальных машин

Резальные машины имеют ряд особенностей, отличающих их от других видов оборудования: 1) одноцикловая работа; 2) высокая травмоопасность операции резания; 3) высокая точность выполнения основных операций; 4) большая трудоемкость подготовительных операций. Работа резальных машин построена на одноцикловом принципе, то есть оператор включает машину на рабочий цикл, после выполнения которого, механизмы прижима и ножа возвращаются в верхнее исходное положение и останавливаются. Для приведения их в движение необходимо повторное включение машины. Использование такого принципа объясняется тем, что подготовительные операции (укладка стопы на стол, приталкивание к базам, установка подавателя на заданный размер) довольно продолжительные (2-4 мин), многократно превышающие машинное время резки (приблизительно 1,5 с). Резальные машины относятся к самому травмоопасному оборудованию в полиграфии. Поэтому к резальным машинам предъявляются высокие требования безопасности их обслуживания. С этой целью на машинах фирмы POLAR, которые имеют европейский сертификат безопасности СЕ, используется целая система защитных мер, обеспечивающих абсолютно безопасную работу персонала (см. гл. 13). Резальные машины должны обеспечивать высокую точность работы – подрезку или разрезку листовых материалов с минимальными отклонениями от заданного размера для всех листов стопы. Для обеспечения этого требования в резальной машине должны быть выдержаны определенные геометрические и точностные параметры: 1) плоскость столов машины должна быть строго горизонтальной; 2) плоскость резания должна быть строго перпендикулярна поверхности стола – ножедержатель с ножом должен перемещаться в напраляющих станины строго вертикально и без боковых зазоров; 3) рабочая плоскость подавателя должна быть строго параллельна плоскости резания и перпендикулярна столу; 4) неточность позиционирования подавателя на заднем столе машины не должна превышать 0,008 мм. Для облегчения работы и повышения производительности на резальных машинах применяется вспомогательное оснащение: стопоподъемники, вибросталкиватели, устройства загрузки и выгрузки продукции и др. В конструкциях новых машин широко применяются микропроцессоры, управляющие работой механизмов по заданной программе, используются усовершенствованные механизмы ножа, прижима и подавателя.

3.1.4. Классификация резальных машин

Резальные машины классифицируются по формату обрабатываемой продукции и степени автоматизации выполнения основных операций. По формату машины подразделяются: 1) малоформатные – с длиной реза до 69 см (Polar 66); 2) среднеформатные – от 70 до 90 см (Polar 78); 3) крупноформатные – от 91 до 140 см (Polar 92, Polar 115 и 137); 4) специализированные, для обработки материалов с длиной реза более 140 см (Polar 155 и 176). Степень автоматизации выполнения основных операций отражена в модификации резальной машины. Все основные производители резального оборудования выпускают обычно две-три разновидности машин одной группы. Как правило, одна из модификаций является базовой и рассчитана на выполнение стандартных, наиболее часто встречающихся работ по резке продукции. Вторая (или третья) модификации имееют расширенный набор дополнительных устройств, облегчающих выпол-

38

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

нение более сложных и специальных работ. Как правило, базовая и последующие модификации имеют одинаковую конструкцию привода и основных узлов машины. Расширение технологических возможностей происходит за счет увеличения емкости блока памяти, количества программ, установки дополнительных приспособлений и устройств. Фирма POLAR выпускает резальные машины в следующих модификациях: модели Polar 92, 115, 137, 155 и 176 – E и ED (начиная с 1.01.2004 – Х, ХТ), модель Polar 78 – ES и ED (начиная с 1.01.2004 – ХS, Х, ХТ). При выборе резальных машин определяющими являются фирмапроизводитель, модификация и длина реза. Фирма–производитель машины. В настоящее время на рынок одноножевых резальных машин работает много фирм: POLAR, Perfecta, Wohlenberg, Schneider-Senator, Ideal (все – Германия), Adast (Чехия), SЕМ (Франция) и др. В этом перечне наиболее мощным производителем резальных машин является фирма POLAR, которая выпускает около 2400 высококачественных резальных машин в год и примерно такое же количество периферийных устройств. В последние годы парк резальных машин в Украине увеличивается за счет зарубежных моделей. Имидж фирмы, доверие к ней завоевывается годами благодаря высокому качеству машин, их надежности, удобству обслуживания, широким эксплуатационным возможностям и неукоснительному выполнению взятых на себя обязательств. Модификация – одна из важнейших характеристик резальных машин, отражающая технологические особенности машины, а также наличие дополнительных устройств и приборов, позволяющих выполнять самые сложные и ответственные работы. Фирма POLAR выпускала две модификации резальных машин Е(ЕS) и ЕD, начиная с 1.01.2004 года они заменены новыми, соответственно Х и ХТ (для машин Polar 78 – XS, X и ХТ). Модификация Е(ЕS) – высокоточная компьютеризованная машина с цветным монитором (мод. ЕS имеет монохромный монитор) и программным управлением движением подавателя, предназначенная для типовых резальных работ. Машина при прецизионном позиционировании подавателя с точностью до 0,01 мм имеет высокий уровень охраны труда оператора, эргономическое размещение элементов управления и обслуживания (в поле зрения оператора), автоматическое программирование процесса резки при вводе параметров начального формата материала и конечных размеров готовой продукции. Возможна работа при наличии отклонений в печатной продукции и др. Модификация ЕD – машина с конструктивными и технологическими параметрами модификации Е, имеющая более совершенную систему управления и возможность установки ряда дополнительных устройств и функций. Она оснащена цветным 12" монитором с возможностью визуализации процесса резки (программирование с графикой), буквенной клавиатурой. На машине могут быть дополнительно установлены устройства прижима малоформатной продукции перед ножом, прижима листов на подавателе и др. Устройство Fixomat позволяет базировать деформированные или неровные листы в стопе не по гребенке подавателя, а по упорам, устанавливаемым в соответствии с расположением передних упоров на печатной машине. Устройство Аutotrim механизирует удаление обрезков со стола, позволяет формировать разрезанные этикетки на специальной подкладке для удобства их дальнейшего перемещения и передачи на последующие операции. Машины модификации ЕD предназначены для выполнения слож-

3.2. Технологические характеристики и параметры резальных машин

39

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

ных и специальных резальных работ (о новых моделях – см. главу 17.). Кроме перечисленных выше параметров резальные машины характеризуются также многими другими параметрами. Длина реза – важнейший параметр резальных машин, характеризующий их технические возможности. Длина реза определяется шириной стола в зоне резания. У большинства современных резальных машин этот параметр находится в диапазоне от 58 до155 см, у машин по обработке крупноформатной продукции на специализированных предприятиях превышает 155 см. Выбор машины с избыточной длиной реза является причиной лишних затрат средств, нерационального использования производственной площади и усложнения обслуживания, поскольку длина реза и габаритные размеры машины взаимосвязаны. Работа на машине меньшего формата сопряжена с неудобствами, снижается производительность труда оператора. Для определения нужной длины реза обычно исходят из условия, что стопа бумаги должна свободно вращаться на столе в зоне резания, то есть длина реза машины должна быть большей, чем диагональ стопы максимального формата, который обрабатывается. Например, если преобладающий формат вашей продукции 60 х 84 см, то диагональ стопы бумаги

= 103,2 см.

L

H

A

A

Рис. 3.3. Основные параметры одноножевых резальных машин Polar.

40

a

Ближайшая в форматном ряду резальная машина имеет длину реза L = 115 см. Если выбрать машину с меньшей длиной реза, то могут возникнуть значительные неудобства в работе, поскольку свободный поворот стопы на столе будет невозможен. Форматный ряд машин фирмы POLAR включает семь моделей с длиной реза 66, 78, 92, 115, 137, 155 и 176 см: - для офисов, контор и небольших предприятий – модели Polar 66 и Polar 78; - для профессиональных полиграфических и других предприятий, перерабатывающих листовую продукцию, – Polar 92, Polar 115, Polar 137; - для специализированных предприятий и при налиC чии крупноформатных изданий – Polar 155 и Polar 176. Максимальная высота Н стопы (рис.3.3), которую может разрезать машина, иначе – высота подъема балки прижима, определяет производительность резальной машины, то есть количество одновременно разрезанных листов. Этот параметр в некоторой мере зависит от класса машины и длины реза. Большинство фирм – производителей резальных машин придерживаются таких пропорций: - для ручных машин максимальная высота стопы составляет 40...60 мм, - для полумеханизированных – 80 мм, - для малоформатных (до 70 см) – 80...90 мм, - для профессиональных машин формата 76 (78) см – 110...120 мм, - для профессиональных машин C формата 92 см – 120 ...130 мм, - для профессиональных машин форматов 115 и выше – 165 мм. Высота подъема балки прижима должна быть на 5 мм больше максимальной высоты стопы.

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

В табл. 3.1 приведены основные технологические параметры машины Polar. Таблица 3.1. Технологические параметры резальных машин Polar.

Длина стола за линией резания, или длина заднего стола А, определяет возможность обработки стопы определенной длины. Обычно эта длина равна длине реза (см. табл. 3.1). Ширина переднего стола С, т.е. глубина зоны стола перед ножом, определяет удобства для приема готовой продукции и возможности обработки стоп разного размера. Минимальное расстояние плоскости подавателя до линии реза а определяет минимально возможную ширину стопы. Для перемещения подавателя на максимально близкое расстояние к линии реза балке прижима и гребенкам подавателя придают гребенчатую форму, что дает возможность входить зубцам подавателя во впадины балки прижима. Такая конструкция важных деталей позволяет приближаться плоскости гребенок подавателя к линии реза на расстояние 20...30 мм, то есть разрезать полностью стопу, оставляя остаточную полосу минимальной ширины. Однако балка прижима гребенчатой формы при значительных усилиях прессования может оставлять на верхних листах мягких сортов бумаги вмятины. Для предотвращения этого к нижней поверхности балки прижима крепят сплошную металлическую прижимную пластину, которая перекрывает зубцы балки и не оставляет следов на верхних листах стопы. Но при этом подаватель не может приблизиться к линии реза на ширину пластины. Усилие прижима – важный параметр, который обеспечивает надлежащее качество фиксации стопы, ее спрессованность при резании, возможность удаления воздушных прослоек между листами при резке объемной, шероховатой бумаги. Минимальное усилие прижима принимают обычно 1,5...3 кН для малых форматов, 3...4 кН – для больших. Максимальное усилие прямо пропорционально длине реза А и выбирается приблизительно из расчета 320...350 Н на 1 см длины реза (табл. 3.2). Минимальное и максимальное усилия прижима в машинах Polar указаны в табл. 3.2. Регулирование усилия прижима у всех машин бесступенчатое. Скорость подавателя выбирается из соображений, что максимальная скорость способствует уменьшению времени на перемещение стопы, минимальная – повышению точности остановки подавателя в заданном положении. Обычно минимальная скорость составляет 20...35 мм/c, максимальная – 145...158 мм/с. Скорость подавателя в машинах Polar указана в табл. 3.2. Мощность главного двигателя машины определяет энергозатраты при эксплуатации машины и зависит от ее формата, находясь в отношении 0,3...0,4 кВт на 10 см длины реза (табл. 3.2).

41

Принцип работы и основные параметры одноножевых резальных машин

Таблица 3.2. Эксплуатационные характеристики резальных машин Polar

Габаритные размеры машины определяют площадь, необходимую для ее установки. Этот параметр зависит от длины реза, модификации машины и ее комплектации. Массу машины обычно определяют из расчета 20...35 кг на 1 см длины реза (меньшее значение – для малых форматов, большее – для больших). Следует отметить, что масса машины определяет жесткость станины и важнейших деталей: ножедержателя, балки прижима, подавателя. Поэтому следует отдавать предпочтение машинам с большей массой. Толщина и величина стачивания ножа. Толщина определяет жесткость ножа, т.е. способность противостоять нагрузкам, которые возникают в машине при резании стопы. Естественно, во многом она зависит от длины реза. Вторая величина определяет возможность многократного перетачивания: чем больше эта величина, тем больше можно перетачивать нож, прежде чем он придет в полную непригодность. Обычно этот параметр для большинства резальных машин составляет 30...60 мм. В таблице 3.3 приведены толщины ножа и величины их стачивания для машин фирмы Polar. Таблица 3.3. Параметры ножей резальных машин Polar

Нагрузка на основание определяет требования к строительным конструкциям (перекрытиям), где будет установлена машина для обеспечения надлежащих условий эксплуатации. Этот показатель составляет около 10 кН/м2 на 100 см длины реза.

42

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 4. Механизм ножа 4.1. Общие сведения

θ1

θ2

а R2

R1

Механизм ножа предназначен для выполнения основной функции – качественного резания стопы листов и является наиболее ответственным и нагруженным узлом резальной машины. Требования к механизму ножа: - включаться только на один цикл, остальное время находиться неподвижно в верхнем положении, надежно предохраненным от самопроизвольного опускания; - иметь надежную и удобную систему смены ножа; - быть защищенным от поломок при перегрузках; - иметь эффективную тормозную систему для мгновенной остановки ножа в случае необходимости; - обеспечивать надежную защиту оператора от травматизма; - иметь удобное устройство для регулирования параллельности лезвия ножа в нижнем положении относительно плоскости стола и величины врезания в марзан; - обеспечивать длительную и надежную работу без ремонтов и поломок. При этом нож должен: - двигаться строго в вертикальной плоскости, перпендикулярно к столу; - надежно крепиться к ножедержателю для исключения смещения в процессе резки; - иметь устройство регулировки перемещения ножа относительно ножедержателя по вертикали после переточки. Классификация механизмов ножа. В настоящее время используются два варианта привода ножа: механический и гидравлический. Механический привод реализует сабельное движение ножа двумя способами (рис.4.1): за счет движения ножедержателя в направляющих посредством ползунов (схема а) и за счет движения подвески ножедержателя посредством рычажной системы (схема б). Проанализируем особенности этих двух механизмов. Механизм ножа ползунного типа имеет большую жесткость, поскольку размеры консолей эксцентриковых пальцев сухарей (ползунов) невелики. Это важно, так как нагрузка на этот механизм имеет вибрационный характер. Такой механизм обеспечивает почти постоянный угол траектории ножа на всем пути его движения от верхней точки до момента врезания в марзан. Его недостатки: технологическая сложность изготовления деталей, наличие трения скольжения, что требует соблюдения строгой периодичности смазки, большая трудоемкость ремонта узла. Механизм ножа рычажного типа не требует высоких технологий изготовления деталей, конструктивное исполнение проще. Недостатки: недостаточная жесткость механизма из-за значительной длины рычагов и нестабильный угол траектории ножа, который уменьшается по мере приближения к марзану. В момент врезания ножа в марзан он минимален, что вызывает значительное горизонтальное смещение ножа в теле марзана, сопровождаемое существенными нагрузками. Фирма POLAR в конструкциях своих машин использует только механизмы ползунного типа. Важной характеристикой таких механизмов является средний угол траектории ножа при резании, т.е. угол между траекторией точки, расположенной в средней части ножа, и поверхностью стола. Этот угол для машин фирмы POLAR в среднем составляет около 46,5 , что позволяет сохранять остроту ножа в течение продолжительного времени. Чем меньше угол траектории ножа, тем больше боковой сдвиг лезвия ножа относительно стопы, т.е. значительная

γ1

θ

θ2

γ2

θ1

б Рис. 4.1. Разновидности механизмов ножа: а – на сухарях, б – на подвесках.

О

43

Механизм ножа

5

4

1

3

2

10

Рис. 4.2. Структурная схема механизма ножа.

4.2. Узел ножедержателя

44

часть режущей силы приходится на пиление материала микронеровностями лезвия (горизонтальная составляющая), а меньшая – на вертикальную составляющую. Составные части механизма ножа. Механизм ножа состоит из ножедержателя с ножом, его направляющих и ползунов, приводного механизма и блокировочного 5 устройства. Наиболее распространенная схема механического 6 привода работает таким образом (рис. 4.2.). Нож 2 с ножедержателем 1 приводится в движение кривошипом 8, 7 установленным на червячном редукторе 7, через тягу 6 с предохранительным устройством. Редуктор приводится 8 электродвигателем 10 через клиноременную передачу 9. Ножедержатель имеет два паза 3 и 4, с разными углами 9 наклона и скользит по двум сухарям 5, укрепленным на эксцентриковых осях в верхних стенках станины. Поясним назначение отдельных элементов механизма. Ножедержатель – литая массивная балка, к которой болтами крепится нож. Ножедержатель обеспечивает ножу необходимую жесткость и предотвращает его деформацию при действии больших усилий резания. Он передает усилие от привода на нож, обеспечивая последнему необходимое направление движения. Нож – длинная прямоугольная пластина, имеющая форму одностороннего клина. Он имеет две рабочие грани – вертикальную и наклонную. Линия их пересечения образует лезвие. Нож является основным рабочим инструментом резальной машины. Направляющие ножедержателя и сухари обеспечивают ножедержателю с ножом прецизионное перемещение от приводного механизма. Приводной механизм состоит из электродвигателя, клиноременной передачи и червячного редуктора, который с помощью кривошипа и тяги перемещает ножедержатель в вертикальной плоскости. Приводной механизм снабжен специальным устройством предотвращения поломок в случае возникновения недопустимой нагрузки. Блокировочное устройство предназначено для блокирования ножедержателя с ножом в верхнем положении после завершения подъема. Оно предотвращает возможность самопроизвольного опускания ножедержателя в случае возникновения неполадок в приводе механизма. Таким образом, в механизме ножа можно выделить: узел ножедержателя и приводной механизм. Узел ножедержателя состоит из корпуса с механизмом подъема – опускания (для моделей начиная с Polar 115), направляющих и сухарей, тяги с предохранительным устройством. С ножедержателем непосредственно взаимодействуют устройство блокировки ножа в верхнем положении и устройство регулировки положения ножа относительно марзана. Корпус ножедержателя – массивная литая деталь, обеспечивающая ножу необходимую жесткость и перемещение в вертикальной плоскости. Корпус ножедержателя имеет два наклонных паза и перемещается относительно ползунов 5, закрепленных на эксцентриковых осях (см. рис. 4.2.). Оси выходят наружу на заднюю часть машины и имеют хвостовик для регулировки специальным ключом. Корпус

Механизм ножа

(в стандартном исполнении) имеет выступ вдоль нижней части и отверстия для крепления ножа, отверстия для крепления проушины тяги привода, отверстия для крепления эксцентриков, предотвращающих возможный сдвиг ножа при резке, и выступ в правой верхней части корпуса для блокировки ножа в верхнем положении. Очень важным элементом ножедержателя являются пазы для движения относительно ползунов. Они имеет разные углы наклона: левый – 48°, правый – 45°. Благодаря им нож получает боковое смещение на величину примерно 0,95h – высоты расположения ножа над столом. Обработка пазов ведется очень тщательно. Пазы не имеют накладок, они располагаются непосредственно в корпусе ножедержателя, поэтому трущиеся поверхности подлежат обязательной периодической смазке (по заказу на машину может быть установлена система централизованной принудительной смазки). Имеются два варианта конструктивного исполнения корпуса ножедержателя, что обусловлено двумя способами регулировки параллельности ножа столу и глубины врезания ножа в марзан (см.раздел 4.6.2). Ножедержатель 2 движется в направляющих, образованных задней частью станины 1 и лобовиной 3 (рис.4.3). Лобовина 3 крепится к станине болтами. Для обеспечения плавного беззазорного движения ножедержателя в направляющих расстояние между станиной и лобовиной регулируется посредством специальных калиброванных прокладок 4 и 5 непосредственно на заводе-изготовителе. При малом зазоре возможен износ трущихся поверхностей вследствие непопадания смазки, при большом – ножедержатель будет иметь ”игру” в направляющих, что может привести к смещению ножа в поперечном направлении и, как следствие, возникновению отклонений в размерах готовой продукции. Большое значение имеет количество смазки между трущимися поверхностями ножедержателя. при обслуживании машины следует придерживаться указаний инструкции по эксплуатации. При недостатке смазки возможен интенсивный износ контактирующих поверхностей. При необходимости зазор в направляющих в вернем и нижнем положениях справа и слева проверяют по трем точкам. Во всех точках он должен быть в пределах 0,03...0,05 мм. Сухари ножедержателя изготавливаются из бронзы, имеют призматическую прямоугольную форму с отверстием посередине для крепления на эксцентриковых осях (эксцентриситет – около 5 мм). При сборке машины ведется индивидуальная подгонка сухарей для каждого паза в отдельности с величиной зазора до 0,01мм. Тяга с предохранительным устройством. Тяга является передаточным звеном от кривошипа к ножедержателю. Она выполнена составной с возможностью предотвращения поломки механизма при перегрузке за счет наличия в конструкции разрывного (предохранительного) болта. При разрыве болта связь обеих частей тяги сохраняется. Проушина 1 (рис.4.4) тяги крепится осью к ножедержателю. Проушина 6 крепится к головке кри1 3 вошипа. Составная тяга имеет стяжную муфту 2 с правой и левой резьбой для регулировки ее длины. Контргайки 3 служат для фиксации положения муфты. Левая проушина 1 цельная, правая – состоит из двух частей: собственно проушины 6 и полутяги 4, соединенных предохранительным бол-

4 2

1 3 5

Рис. 4.3. Расположение ножедержателя в станине.

Рис. 4.4. Тяга с разрывным болтом. 2

3

4

5

6

7

8

45

Механизм ножа

5

том 5 с гайкой 7. Назначение предохранительного болта – обеспечение безопасной безаварийной работы механизма ножа при возникновении перегрузок. При перегрузке болт разрывается, связь между полутягой 4 и проушиной 6 нарушается. При этом верхняя часть тяги с полутягой 4 будет скользить по направляющему штырю 8, одним концом закрепленному в проушине 6, предотвращая разъединение двух частей тяги и обеспечивая возможность подъема ножедержателя в верхнее исходное положение (см.рис.15.2). После устранения причины поломки полутягу и проушину снова соединяют новым предохранительным болтом. Использование самодельных болтов категорически запрещается. Величины нагрузок, при которых происходит разрыв предохранительного болта: Polar 92 – 76 кН; Polar 115 – 130 кН; Polar 137 – 150 кН; Polar 155,176 – 170 кН. Эксцентриковая ось крепления тяги к ножедержателю представлена на рис.4.5,а. На нем показана конструкция ножедержателя в месте установки оси. В этом месте ножедержатель 1 имеет в середине проем, в котором размещается проушина 2 тяги. Эксцентриковая ось 3 может поворачиваться в гнезде ножедержателя с помощью ключа с квадратной головкой, который вводится снаружи в гнездо 6. С тыльной стороны к оси штифтом 5 крепится шайба 4. В проушине тяги 2 расположен игольчатый подшипник 9. Эксцентриковая ось после регулировки поворотом фиксируется стопором 7 с помощью винта 8. Блокировочное устройство ножедержателя служит для предотвращения самопроизвольного перемещения ножедержателя с ножом при возникновении неисправностей привода. Устройство (рис. 4.6) состоит из запорного качающегося рычага 4, который при подъеме ножедержателя в исходное положение, под действием собственного веса стремится повернуться относительно оси крепления 3 против движения часовой стрелки, заскакивая за упор 1 ножедержателя 5, чем препятствует его перемещению вниз. При включении машины на рабочий ход сердечник соленоида 2 втягивается внутрь, запорный рычаг 4 поднимается, освобождая ножедержатель.

4

3

1

9

2

8

а

7

6

1 2

3 4 5 6 7

б

Рис. 4.5. Крепление эксцентриковых осей в ножедержателе: а – тяги, б – кулачка.

1 2

3 4

5

Рис. 4.6. Блокировочное устройство ножедержателя.

4.3. Механизм привода ножа 2 3

4

5

1

17 16

Рис. 4.7. Кинематическая схема механизма ножа.

46

6

Приводной механизм предназначен для приведения в движение ножедержателя с ножом. При включении главного привода 17 (рис. 4.7) начинает вращаться вал и закрепленный на нем шкив 14 с маховиком. Через клиноременную передачу 13 вращение передается на шкив 12 червячного редуктора 9. Шкив-маховик 12 посажен на валу червяка свободно на 7 шарикоподшипниках. Поэтому в режиме холостого хода, когда нож 1 находится в верхнем исходном положе8 нии, шкив-маховик 12 вращается, но червячный редуктор не работает, поскольку между шкивом и валом чер9 вяка отсутствует связь, которая осуществляется через 10 муфту включения 11. 11 Когда оператор нажимает две кнопки включения 12 (при ручном управлении) или машина работает по за13 данной программе (автоматическое управление) – включается муфта 11. Вращение от шкива 12 передает14 ся на вал червяка и червячное колесо, кривошип 10 начинает вращаться и приводит в движение тягу 8, которая перемещает ножедержатель с ножом 1. Последний совершает рабочий ход и разрезает стопу листового 15 материала, лежащую на столе машины. Кривошип 10,

Механизм ножа

сделав полный оборот, останавливается в исходном положении, а ножедержатель возвращается в верхнее положение. Одноцикловой работой привода управляет компьютерная система машины, которая осуществляет контроль положения ножа во всех позициях его работы и при наличии каких-либо отклонений выключает муфту, вследствие чего приводной механизм автоматически тормозится, а нож блокируется. Электродвигатель привода крепится на задней стенке правой тумбы станины (рис.4.8). Он служит не только для привода мезанизма ножа, но через клиноременную передачу 15 – и для привода гидронасоса 16 гидравлической системы машины (см. рис. 4.7). На валу электродвигателя для обеспечения равномерности хода установлен маховик. Натяжение клиновых ремней обеспечивается за счет перемещения электродвигателя вниз, в сторону удаления от червячного редуктора. Мощность электродвигателя для различных моделей машин Polar указана в табл. 3.2. Червячный редуктор с муфтой включения предназначен для создания крутящего момента на кривошипе, необходимого для привода механизма ножа. Червячный редуктор (рис.4.9, а) состоит из червяка с муфтой включения-тормозом, червячного колеса с валом и корпуса. Червячный редуктор выполнен по вертикальной схеме с нижним расположением червяка. Корпус редуктора разъемный (рис.4.9,б), состоит из двух деталей: собст2 3 4 5 венно корпуса 1 и вертикальной крышки 2, которые вместе крепятся к станин 3 машины. К корпусу редуктора (рис.4.9, а) справа присоеди1 нен гидравлический цилиндр 11 с поршнем 7. На валу червяка 10 слева свободно вращается на подшипниках качения шкив 1, рядом с ним на шлицах (на рис. показано в виде шпоночного соединения) расположен диск муфты включе- 10 ния 3. На валу червячного колеса 4 (рис.4.9, б) укреплен кривошип 5 привода механизма ножа. 13 Вал червяка выполнен полым, через всю его длину проходит шток 8 включения муфты. На 12 один конец штока посажен поршень 7, который перемещается в полости гидроцилиндра включения муфты. Другой конец штока 8 воздействует на диск 3 муфты. В обычном состоянии, когда муфта выключена, а тормоз включен, диск муфты 3 прижимается к накладкам 4 неподвижного корпуса редуктора 5 пружинами 12, которые упираются в неподвижное кольцо 13, сидящее на валу. При этом шкив 1 вращается вхолостую. При подаче гидросмеси в полость гидроцилиндра по трубопроводу 6 поршень 7 перемещает шток 8 с толкателем 9, который давит на диск 3 и прижимает его к фрикционным накладкам 2 шкива 1, т.е. включает муфту. Зазор между ними составляет S ≈ 0,4 мм. Возникающий момент трения приводит во вращение червяк и весь приводной механизм. При прекращении подачи гидросмеси в полость цилиндра давление штока на толкатель диска ослабевает и пружины 12, расположенные в гнездах фрикционного диска 3, сдвигают его в сторону накладки 4, укрепленной на неподвижном корпусе 5 редуктора. Происходит торможение червячного редуктора. Эффективность работы муфты привода определяется величиной момента, передаваемого фрикционным путем, и ее быстродействием. Величина создаваемого момента зависит от усилия прижима фрикционного диска к накладкам шкива или корпуса, поскольку сила трения

Рис. 4.8. Привод механизма ножа.

11

9

а

8

6

7

3

1

2

4 5

б

3

Рис. 4.9. Червячный редуктор: а – вид спереди, б – вид сбоку.

47

Механизм ножа

скольжения прямо пропорциональна нормальному усилию. Нормальное усилие прижима может быть создано различными путями: в машине Polar 78 для этой цели используется электромагниты, в моделях Polar 92 – 176 – гидравлический привод. Обычно усилие прижима создается в одном направлении (в сторону вращающегося шкива). В обратном направлении (к неподвижным накладкам 4 при торможении) давление создается пружинами 12, которые возвращают фрикционный диск в исходное (правое) положение при прекращении давления от гидроцилиндра. Быстродействие муфты включения определяется величиной осевого смещения фрикционного диска, которое составляет десятые доли миллиметра. Поэтому переход из состояния покоя во вращение (включение муфты) и наоборот, из вращательного движения к неподвижному состоянию (выключение муфты – торможение) происходит в очень короткий промежуток времени, практически мгновенно.

4.4. Ножи резальных машин

A

4.4.1. Параметры и конструкция ножей резальных машин

C

K

Рис. 4.10. Геометрические параметры ножей.

48

Нож является основным рабочим инструментом резальной машины – определяющим точность и качество резания. Даже при идеальном техническом состоянии машины, высокой квалификации оператора и соблюдении всех других условий невозможно получить высокое качество продукции без качественного и острого ножа. Толщина (10...14 мм) ножа выбирается в зависимости от формата машины, на которую он устанавливается. Верхняя часть ножа имеет от одного до трех рядов резьбовых отверстий для крепления к ножедержателю. Когда нож новый, несточенный, используется нижний ряд отверстий. После уменьшения высоты ножа менее 130 мм для крепления ножа используется верхний ряд отверстий, а торцевая грань ножа подпирается эксцентриками. Учитывая особое назначение ножа и его важную роль, к нему предъявляются такие требования: а) технические: - идеальное состояние его поверхностей, как режущих, так и крепежных; - отсутствие деформаций тела и режущей части; - плоскостность его рабочей грани – максимальное отклонение любой точки на ее поверхности не должно превышат ± 0,1 мм; - лезвие ножа не должно иметь забоин, трещин, заусениц, зазубрин, рисок, прижогов и выкрошенных мест, а вся поверхность – расслоений, трещин и следов коррозии; - надлежащая острота ножа, т.е. минимальный условный радиус закругления лезвия должен быть в пределах 2...25 мk; - предельные отклонения режущей кромки ножа от прямолинейности ± 0,1 мм. б) технологические - нож должен полностью прорезать нижние листы стопы; - поверхность среза должна быть чистой и гладкой; - твердость режущей кромки ножа должна быть не менее 57 НRC. Для оценки ножа используются такие показатели: геометрические параметры и форма поперечного сечения, материал, угол и форма заточки, острота ножа, режущая способность, стойкость и долговечность, конструкция ножа. Геометрические параметры ножа определяются форматом продукции и должны обеспечивать его необходимую жесткость при разрезке материалов. К ним относятся (рис.4.10): длина, высота С и толщина А ножа; высота К ножа, подлежащая стачиванию. Длина ножа зависит от максимального формата обрабатываемой продукции с учетом величины бокового сдвига ножа при сабельном движении. Обычно она составляет 1,2 – 1,3 максимального формата продукции.

Механизм ножа

Из-за абразивных свойств бумаги и больших усилий резания нож постепенно затупляется. При этом не только возрастают нагрузки на узлы машины, вызывающие их преждевременный износ, но и снижается точность и качество резания. Ранее ножи изготовлялись сплошными, из цельного материала.

0,1

γ

Рис. 4.11. Форма поперечного сечения ножа.

α1 α

α2

а

K

Высота С ножа (см. рис.4.10) определяется размерами той его части, которая необходима для надежного крепления к ножедержателю, и величиной, подлежащей стачиванию. Высота ножа для моделей: Polar 78, 92 составляет 110...115 мм, Polar 115,137,155,176-160 мм. Толщина А ножа (см. рис. 4.10) определяется параметрами прочности и зависит от длины реза машины: в машинах Polar 78, 92 она составляет 11,7-0,1 мм, Polar 115,137,155,176 – 13,75-0,1 мм. Высота К ножа, подлежащая стачиванию (см. рис.4.11) зависит от типа ножа и составляет 25...30 мм для машин Polar 78 и 92, и 50...60 мм – для Polar 115,137,155,176. У твердосплавных ножей (НМ) эта величина составляет 15 мм. Геометрические параметры ножей, используемых на резальных машинах Polar, приведены в приложении (табл. 3). Форма поперечного сечения у всех ножей Polar трапецеидальная, т.е. зауженная на 0,1 мм вверху (рис. 4.11). Такая конструкция инструмента позволяет уменьшить силы трения срезанных кромок листов по его тыльной поверхности, поскольку верхняя зона ножа постепенно удаляется от плоскости резания. При таком сечении тыльная поверхность ножа контактирует со стопой только вблизи лезвия, что позволяет уменьшить требования к точности его изготовления. Материал ножа. Как правило, нож имеет составную конструкцию: тело изготавливается из обычной конструкционной стали, а режущая часть – из специального материала повышенной твердости и износостойкости. Поэтому под материалом ножа понимают материал его тонкой вставки (на рис. 4.10 заштрихована), который при заточке обеспечивает лезвию высокие режущие качества. Угол заточки – угол, образованный плоскостями клинообразного лезвия. Он влияет на процесс резки, качество продукции, жесткость, стойкость и долговечность ножа. Угол заточки измеряется в градусах. Форма заточки – это характер расположения поверхностей, образующих режущую кромку. Различают обычную или двойную заточки (рис.4.12). Острота ножа – это способность лезвия к выполнению резки материала с минимальным усилием. Имеется несколько критериев остроты, но наиболее часто употребляемым является условный радиус закругления лезвия, который измеряется в микронах. Режущая способность – это способность лезвия проникать в материал. Влияет на величину усилия резания: чем выше режущая способность ножа, тем меньше усилие. Стойкость ножа – это способность ножа сопротивляться разрушительному действию материала стопы при сохранении режущей способности и качества продукции. Стойкость обычно измеряется временем работы. Долговечность ножа – это полное время работы ножа, периодически перетачиваемого, до момента невозможности его дальнейшего использования, т.е. полной утраты своей режущей способности. Обычно измеряется периодом времени, хотя косвенным показателем долговечности является ширина твердой вставки, поскольку она определяет возможное количество переточек. Конструкция ножа зависит от варианта исполнения механизма регулировки, материала ножа и его крепления. Нож может иметь от одного до трех рядов крепежных отверстий.

б

Рис. 4.12. Форма заточки ножей: а – обычная, б – двойная.

4.4.2. Типы ножей и рекомендации по их выбору

49

Механизм ножа

Но такие ножи не были износостойкими и быстро тупились. Стойкость ножей тем выше, чем больше твердость режущей кромки и ее острота. Фирма POLAR использует ножи четырех типов [18]: - из низколегированной стали (стандартный); - из высоколегированной стали (аналог быстрорежущей стали Р18) ( HSS); - из твердых сплавов (НМ); - из мелкозернистых твердых сплавов (улучшенный вариант твердосплавного). Если принять стойкость низколегированных ножей за единицу, то этот параметр для высоколегированных ножей будет 3 – 4, для обычных твердосплавных – 10, а для мелкозернистых твердосплавных – 40 и выше. Наличие ножей разной твердости позволяет рационально применять их для обработки разных материалов, получая высокое качество продукции. При этом необходимо исходить из простого правила: чем тверже материал в стопе, тем тверже должна быть кромка ножа. А именно: для сравнительно мягких материалов рекомендуется стандартный нож, для более твердых – нож НSS или НМ. Практически любой материал можно резать стандартным ножом, при условии соблюдения правильного угла заточки. Эти ножи особенно пригодны для резки мягких материалов, нежесткой бумаги (например, промокательной, папиросной, газетной, фильтровальной и др.). Бумагу средней плотности (глянцевую, для печатания иллюстраций, мелованную, писчую) лучше резать ножами со вставками из быстрорежущей стали (НSS). Такие ножи можно рекомендовать также для резки твердых полимерных материалов, фольги и т.п., так как они имеют лучшую износостойкость и, следовательно, большую, приблизительно на 25%, стойкость, чем стандартные. Для резки особо твердых материалов рекомендуется использовать твердосплавные ножи. Преимуществом использования таких ножей является: - значительное сокращение времени простоя машин при замене ножей вследствие увеличения износостойкости по сравнению со стандартными ножами в 10 – 15 раз; - высокое качество резки, гладкий и чистый рез. Недостатки таких ножей: - необходимость соблюдения большой осторожности при установке, регулировке и переточке ножей из-за хрупкости твердого сплава; - высокая стоимость твердосплавных ножей; - необходимость специальной технологии заточки инструмента. Твердосплавные ножи находят все большее применение на производстве, но применять их необходимо с учетом конкретных условий и возможностей потребителя. На изготовлении качественного резального инструмента, в том числе ножей для резальных машин специализируются несколько фирм: Klindelberg, Hagedorn (Германия), ”Кrupp Widiа” (Нидерланды) и др. Технико-экономические показатели использования различных ножей приведены в табл. 4.1. Эти показатели могут служить критериями выбора ножей в конкретных производственных условиях.

50

Механизм ножа

Таблица 4.1. Технико-экономические показатели использования ножей (по данным фирмы ”Кrupp Widiа”)

Угол заточки ножа – важнейший геометрический и эксплуатационный параметр, который существенно влияет на точность резания, стойкость ножа и его долговечность, на величину нагрузок в механизме привода, значительное увеличение которых вызывает преждевременный износ всей машины. На резальных машинах приходится резать различные виды бумаги и другие листовые материалы. Они имеют разную плотность и твердость и, естественно, для их разрезки требуется разное усилие резания. Мягкая, пухлая бумага требует сравнительно небольших усилий резания по сравнению с плотной и тяжелой. Известно, что стойкость ножа и качество разрезаемой продукции непосредственным образом зависят от угла заточки. Поэтому при выборе угла заточки ножа необходимо, прежде всего, ориентироваться на свойства материала. При этом следует соблюдать простое правило: чем тверже материал в стопе, тем больше должен быть угол заточки. Для мягких материалов рекомендуется использовать угол заточки 16...19°, для твердых – 22-24°, для твердого картона, целлулоида и ацетатной пленки – угол 26°. Рекомендации фирмы POLAR для выбора угла заточки в зависимости от вида разрезаемого материала приведены в приложении. При малом угле заточки нож имеет очень острое, но тонкое и нежесткое лезвие, которое не может сопротивляться возникающим при резании нагрузкам. Такой нож будет отклоняться от вертикальной плоскости, а при резке твердых материалов возможно выкрашивание кромки лезвия. Однако угол заточки напрямую связан с остротой ножа: чем меньше угол заточки ножа, тем дольше нож остается острым; чем больше угол заточки, тем быстрее он тупиться. Дело в том, что ножу с малым углом заточки легче проникнуть в стопу. В этом случае меньше будет усилие резания и соответственно уменьшится износ кромки. При увеличении угла заточки возрастает усилие резания, быстрее происходит затупление. Поэтому углы заточки надо выбирать так, чтобы обеспечить лезвию лишь необходимую жесткость. Если разрезаемые материалы меняются часто и невозможно обеспечить столь частую замену ножей, то угол заточки ножа должен быть выбран с расчетом резки наиболее твердого материала. Например, если режется попеременно газетная и этикеточная бумага, то угол заточки следует выбирать из расчета резки более твердой этикеточной бумаги, т.е. 24°. Резка материала ножом со слишком большим углом заточки вызывает возрастание нагрузок на нож и соответственно его быстрое затупление. Как следствие, возникает большой прогиб листов под ножом или их вытягивание из-под балки прижима, что приводит к разности в размерах верхних и нижних отрезанных листов. Итак, малый угол заточки выгоден по многим соображениям:

4.4.3. Угол и форма заточки ножа

51

Механизм ножа

меньшее сопротивление резанию, большая острота лезвия, хотя и недостаточная жесткость кромки. Однако этот недостаток устраним при использовании двойной заточки. Суть ее в том, что вершина угла шлифуется дополнительно под углом на 2...3 ° большим, чем основной угол заточки, чтобы образовалась фаска k шириной 3...3,5 мм (см. рис. 4.12, б). При этом убирается наиболее податливая и нежесткая часть лезвия, а вся нагрузка при резании приходится на фаску. Потери в остроте минимальны (разница в 2...3° несущественна), но эффективность работы и характер нагрузки существенно меняются. Фаска имеет больший угол наклона, но незначительные размеры, поэтому нагрузка на нее будет ограниченной. Кроме того, двойная заточка ножа обеспечивает меньший его износ, поскольку из-за разности углов давление на скошенную грань будет значительно меньше, чем при одинарной заточке. Рекомендации фирмы POLAR по использованию той или иной формы заточки ножа приведены в приложении (табл. 2).

4.4.4. Острота ножа

52

Одним из основных показателей режущего инструмента, от которого зависит процесс резания и качество поверхности среза, является острота лезвия. Для придания лезвию необходимой остроты его периодически подвергают механической обработке абразивным инструментом. Зерна абразива действуют на металл аналогично микрорезцам. При выходе абразивного инструмента из контакта с лезвием на последнем остаются микроуглубления, которые придают лезвию форму микропилы. Количество и форма углублений (выступов) зависят от размера зерен абразива. Еще одной причиной образования пилообразного лезвия является значительное возрастание температуры в зоне лезвия при затачивании. В результате этого кромка приходит в пластическое состояние или вытягивается (под действием абразивного инструмента) в виде зубчиков-выступов или от нее отрываются частички металла, большинство из которых сгорает. Общим при определении остроты лезвия является предположение, что его профиль имеет форму, в которую можно вписать круг. Поэтому предлагается оценивать остроту лезвия диаметром или радиусом окружности, вписанной в профиль, образованный гранями лезвия (см. рис. 4.13, а). Предельное значение радиуса закругления лезвия для ножей резальных машин, при котором качество поверхности среза является приемлемым, составляет 25 мкм. Дальнейшее использование ножа нецелесообразно в связи с резким возрастанием сил резания и неудовлетворительным качеством поверхности среза. Например, при радиусе 35 мкм вертикальная составляющая силы резания возрастает приблизительно в 5 раз в сравнении с усилием, возникающим при радиусе 4 мкм (новозаточенное лезвие). При взаимодействии ножа с материалом стопы его режущая кромка постепенно тупится. Можно выделить три периода, этого процесса. Первый период работы заточенного ножа характеризуется тем, что одни зубчики на кромке отламываются, другие деформируются. В результате этого режущая способность лезвия уменьшается. В это время радиус закругления увеличивается до 10 мкм, на поверхности резания сначала остаются мелкие следы заусениц, которые постепенно исчезают после 50 – 200 резов. Период заглаживания лезвия следует считать периодом его приработки, на протяжение которого лезвие закругляется по определенному радиусу и не теряет режущей способности. Длительность периода заглаживания зависит от совокупности факторов: материала, из которого изготовлено лезвие, средств и способов его заточки, физико-механических свойств материала стопы, глубины и скорости резания, геометриче-

Механизм ножа

β β/2

h

r

а 5 4 6

3

7

2 1

б Рис. 4.13. Острота ножа и способ ее определения: а - форма затупленного лезвия, б - приспособление для измерения остроты лезвия.

αФ αП

α3

†3

r

γ

†П

S

α

h

ских параметров лезвия и т.п. Правка лезвия в это время является необходимым условием восстановления его режущей способности. Второй период характеризуется высокой чистотой резания, хорошим качеством поверхности среза. При этом радиус закругления постепенно увеличивается до 25 мкм. Форма лезвия ножа все время меняется из-за его износа. Очевидно, что в первый период, когда радиус закругления небольшой, происходит процесс разделения волокон бумаги резанием. Позже, при возрастании радиуса закругления, начинается раздавливание волокон, вследствие чего чистота кромок бумаги будет низкой, произойдет их слипание из-за высоких удельных давлений. Стойкость режущей кромки ножа, т.е. длительность первого и второго периодов работы, определяется твердостью материала ножа, качеством заточки и свойствами обрабатываемого материала. Третий период работы ножа наступает, когда снижается точность резания, ухудшается внешний вид краев бумаги, появляется шероховатость, волнистость, неровность линии среза, кромки бумаги слипаются. На рис. 4.14 показан нож, имеющий приработанную кромку, то есть немного затупленную. Четко видно, что лезвие ножа не является прямолинейным клином, это скорее клин с округленными поверхностями. В процессе резания износу подвергается не только кромка лезвия, но и грани ножа, прилегающие к лезвию. Как видно из рисунка, форма лезвия после определенного периода работы по сравнению с исходной существенно изменилась. При врезании лезвия в стопу листы прогибаются. Когда контактные напряжения достигают прочности бумаги, начинается процесс разделения листов путем раздавливания волокон на участках максимальных напряжений (зона вершины лезвия). По мере дальнейшего перемещения клинообразный нож раздвигает разрезанные части листов. Обе части изогнутых ножом листов после разрезки под действием упругих сил материала стремятся выровняться. При этом своими кромками листы создают значительное давление на переднюю (скошенную) и заднюю (тыльную) поверхности и вызывают их интенсивный износ. Наибольшее давление кромок листов приходиться на нижнюю часть ножа и, соответственно, степень износа лезвия будет максимальной внизу, постепенно уменьшаясь по мере удаления от лезвия, способствуя образованию переднего αП и заднего αЗ углов износа и увеличению радиуса закругления. Точное измерение остроты лезвия является важным моментом при разработке рекомендаций по заточке ножей. Измерить остроту лезвия можно с помощью оттиска кромки, что позволяет оперативно фиксировать динамику изнашивания (затупление) ножа. Суть метода состоит в том, что лезвие специальным устройством вдавливается в тело пластины, которая изготовлена из пластического материала, например, свинца. Полученные отпечатки при соответствующем увеличении дают возможность точно определить геометрические параметры лезвия, характеризующие его остроту. Иногда для определения относительной остроты измеряют величину углубления затупленного лезвия в материал, например, в стопу бумаги, принимая постоянными угол заточки и величину силы. Этот метод неточен и не раскрывает картину явлений, которые происходят. В Германии для измерения остроты лезвия используется специальное устройство (рис. 4.13, б). Нож тыльной поверхностью опирается на пластину 4, скошенной – на шайбу 6. Острие лезвия ножа 5 действует на торец рейки 2, которая взаимодействует с зубчатым колесом 1 измерительного прибора 7, типа индикатора, который преобразует измеренную величину износа кромки ножа h в величину радиуса закругления лезвия.

Рис. 4.14. Характер изменения профиля кромки ножа.

53

Механизм ножа

Под стойкостью понимается свойство режущего инструмента (ножа) противостоять разрушающему действию разрезаемых материалов, что выражается в сохранении режущей способности на протяжении определенного времени при обеспечении качественных показателей процесса резания. Стойкость измеряется суммарным временем его работы Тс или объемом выполненной работы до переточки. Известно, что снижение режущей способности ножа происходит вследствие его износа, характеризуемом разрушением поверхностного слоя материала лезвия за счет микроотламывания (главным образом на первых стадиях процесса резания) тонкой вершины лезвия в результате действия на нее изгибающих сил и образования микротрещин в структуре металла. В условиях производства ножи нередко заменяются по причине выщербливания лезвия задолго до его затупления. Это происходит в подавляющем большинстве случаев из-за несоблюдения режимов заточки и условий эксплуатации. Однако главной причиной является наличие микродефектов (концентраторов напряжений) на лезвии вследствие недостаточной чистоты обработки граней ножа. Зависимость характера износа ножа в разные периоды работы показана на рис. 4.15, а. Участок I соответствует приработке – сравнительно быстрому процессу износа. При правильном выборе режимов резания износ в период II стабилизируется с тенденцией к незначительному возрастанию. Катастрофическому изнашиванию отвечает участок работы в период III. Важное значение для уменьшения износа имеют твердость, структура и химический состав поверхностного слоя ножа. Продолжительность работы ножей в пределах допустимого износа будет тем II III Период больше, чем меньше шероховатость сопряженных поверхностей. I работы Поэтому очень важно добиваться высокой чистоты режущих поверхностей ножа. Скорость затупления ножа зависит от свойств разрезаемого материала: чем выше его твердость и объемная плотность, тем быстрее затупится нож. Обычно стойкость ножей обычного качества составляет 1500-2000 резов, ножей из быстрорежущей стали – до 4000 резов при средних условиях работы. В процессе работы на кромке ножа в зоне, которая наиболее часто используется для резания, появляется выработка, имеющая макРис. 4.15. симальную глубину ∆ = 0,06...0,1 мм, постепенно уменьшаясь к обоИзнос ножа в процессе его эксплуатации. им краям по длине ножа (рис 4.15, б). Оператору следует знать об этом и стараться по возможности резать различными местами ножа, чтобы его выработка была равномернее по длине. Для восстановления остроты лезвия его перешлифовывают по скошенной грани на специальном ножешлифовальном станке, до устранения следов износа. При этом лезвие ножа опять становиться прямолинейным по длине и острым с минимальным радиусом закругления в поперечном сечении. Вопросу восстановления остроты лезвия ножей посвящена глава 16.

износ

4.4.5. Стойкость ножа

∆

а

б

4.4.6. Признаки затупленного ножа

54

Затупленный нож не позволяет получить качественный рез. Он вытягивает верхние листы из стопы, что приводит к разности в размерах верхних и нижних отрезанных листов. Кроме того, при большом затуплении кромки лезвия величина снимаемого слоя металла при шлифовке возрастает, поскольку необходимо обязательно убрать закругление с тыльной стороны лезвия. Работа тупым ножом вызывает перегрузку машины, ее преждевременный износ.

Механизм ножа

Тупой нож имеет закругление краев впереди, сзади и вдоль лезвия. Эти закругления и случайные зазубрины (от абразивных частичек в бумаге и картоне) должны быть сошлифованы. Признаками затупленности ножа являются: - шероховатая, неровная поверхность среза; - измененный цвет поверхности среза; - заусенцы на поверхности среза; - неточность резания; - большое пыление бумаги при резании; - полосы, риски от абразивных включений в бумаге или картоне на поверхности среза; - слипание краёв бумаги, монолитность среза при деформациях, трески, на самонакладах печатных машин присосы не могут отделить такие листы друг от друга; - удары при врезании ножа в стопу (при остром ноже звук мягкий); - ворсинки на срезах; - отклонение лезвия ножа в сторону оператора, вследствие чего возрастает неточность размеров листов (нижние листы длиннее верхних). При появлении упомянутых выше дефектов нож необходимо заменить. Несвоевременная замена затупленного ножа чревата как техническими (возрастание сил резания и вероятности поломки машины), так и экономическими последствиями (ухудшение качества готовой продукции, увеличение толщины стачиваемого слоя, а значит, сокращение срока службы ножа). При работе на машинах модели Polar ЕD количество резов до переточки задают на компьютере, который сигнализирует, если ресурс ножа исчерпан. Способ резки, используемый в резальных машинах, называется марзанным, т.е. процесс резки возможен лишь при наличии марзана и его надлежащем состоянии. Марзан – чрезвычайно простая, но ответственная деталь резальной машины, обеспечивающая точную и качественную резку нижних листов в стопе. Верхняя плоскость марзана должна находится в одной плоскости со столом, занижение или завышение его уровня отрицательно влияет на качество резания. Если марзан возвышается над столом, работа на машине практически невозможна – нижние листы будут сминаться. При заниженном марзане нижние листы прогибаются. Марзан должен иметь достаточную жесткость, чтобы не деформироваться под действием сил резания, но быть достаточно податливым для врезания ножа, не способствовать преждевременному износу и затуплению его лезвия. Марзан должен иметь простую технологию изготовления и низкую себестоимость. Длительное время использовались марзаны квадратного сечения. Вначале деревянные, потом, свинцовые, гартовые, полимерные. Поскольку на их изготовление расходовалось много материала, для экономии использовались металлические оправки. Всем требованиям отвечают новые фирменные марзаны Polar красного цвета, имеющие синусную форму с сечением 5 х 10 мм. Они могут применяться для всех видов ножей. Такие марзаны очень легки, без затруднений устанавливаются и вынимаются из паза, не требуют подгонки, поскольку при установке пружинят. Нож должен врезаться в марзан по всей длине на минимальную глубину S = 0,3...0,4 мм.

4.5. Марзан

55

Механизм ножа

При работе резальной машины нож постепенно затупляется и наступает момент, когда его дальнейшая эксплуатация становится невозможной из-за возникновения ряда негативных факторов, в первую очередь некачественного реза. Затупленный нож необходимо заменить новым. Учитывая значительные габариты ножа и вероятность травматизма опе4.6.1 Эволюция устройств ратора, замена ножа представляет серьезную проблему. На резальных машинах Polar использовалось несколько схем замены замены ножа ножа. Например, в первой схеме (она появилась в 1977 г.) для облегчения замены ножа использовалась балка прижима, в которую со стороны ножа вставлялись два держателя. Балка прижима вместе с держателями подводилась под лезвие ножа, который затем освобождался от крепежных болтов. После этого балку прижима вместе с ножом опускали на стол, где нож с помощью ввинченных рукояток снимали. Устанавливали нож в обратном порядке. Позже для замены ножа использовалось подъемное устройство, устанавливаемое на ножедержателе (рис.4.16). С задней стороны ножедержателя в направляющих 5 перемещалась специальная пластина 4, внизу которой на планках 2 были укреплены два держателя 3. Эти держатели входили в два отверстия, расположенные в верхней части ножа. Таким образом, нож подвешивался на держателях пластины и мог с их помощью перемещаться в вертикальной плоскости (при съеме – вниз, при установке – вверх). Пластина 4 перемещалась в направляющих с помощью зубчато-реечного зацепления. Зубцы рейки 1 нарезаны на боковом торце внутреннего овально-продолговатого паза 6 пластины. Зубчатое колесо 11 приводилось во вращение специальным ключом, который вставлялся в отверстие 9 оси с лицевой стороны ножедержателя. Вращение ключа передавалось непосредственно на зубчатое колесо 11 (в некоторых моделях через дополнительную зубчатую пару 8-7 ). Для предотвращения самопроизвольного опускания ножа вращение зубчатого колеса тормозилось тарельчатой пружиной (на рис. 4.16 не показана), которая создавала необходимый момент трения. Вследствие этого опускание и подъем 6 ножа выполнялись с некоторым усилием. На обеих описанных схемах регулиров5 11 ка параллельности кромки ножа марзану осуществлялась с помощью эксцентриков 7 10 сухарей и за счет изменения длины тяги. Это требовало от оператора длительных 8 многократных манипуляций как спереди машины (регулировка длины тяги), так и 9 сзади (регулировка эксцентриков сухарей). 4 В этих схемах ножедержатель имел спереди круглые отверстия для крепления ножа. Альтернативной является схема замены ножа с регулировкой его положения отно3 сительно марзана только спереди (в этом 12 случае для крепления ножа в ножедержателе предусмотрены продолговатые вертикальные пазы). Нож снимается и устанавливается с использованием Рис. 4.16. Механизм опускания-подъема ножа. подъемного устройства, а также специального устройства для замены ножа. Регулировка ножа параллельно столу осуществляется так: нож устанавливают лезвием на марзан, после чего верхний торец ножа поджимают эксцентриками и затягивают болты крепления. В последнее время замену ножа осуществляют с использованием специального приспособления и специальной пластины, устанавливаемой в отверстия на нижней поверхности балки прижима. Сначала нож

4.6. Устройства замены ножа

1

2

56

Механизм ножа

вставляют в это приспособление. Затем приспособление с ножом устанавливают на специальную пластину и заводят нож в ножедержатель с помощью балки прижима. После этого нож фиксируют на ножедержателе двумя болтами. Приспособление и специальную пластину снимают с балки прижима. Затем опускают нож с ножедержателем вниз, отпускают два болта-фиксатора и нож под действием собственного веса опускается на марзан. С помощью эксцентриковых упоров нож выставляют, после чего закрепляют болтами. Если нож не разрезает полностью листы бумаги на столе, то проводится дополнительная регулировка положения ножа путем вращения эксцентриков сухарей. Как упоминалось выше, в настоящее время на машинах Polar применяют два способа замены ножа и регулировки его относительно марзана. При первом способе установка ножа относительно марзана производится за счет перемещения ножедержателя. При этом способе нож закреплен на ножедержателе жестко и не меняет своего положения (стандартное исполнение). При втором способе установка ножа производится комбинированно: его смещение относительно ножедержателя производится эксцентриковыми кулачками, а смещение ножедержателя относительно стола – поворотом эксцентриковой оси крепления тяги (специальное исполнение). При первом способе глубина врезания ножа в марзан регулируется изменением длины тяги (через специальное отверстие спереди), при этом изменяется положение ножедержателя по высоте. Регулировка параллельности ножа столу производится поворотом эксцентриковой оси правого сухаря, хвостовик которого расположен сзади станины. При этом используется нож с двумя рядами крепежных отверстий. Если нож сточен до минимально допустимого размера, можно использовать для крепления другой ряд отверстий. При этом способе глубина врезания ножа в марзан регулируется как с переди, так и сзади машины . По второму способу все необходимые регулировки для установки и выравнивания ножа производятся с помощью эксцентриковых кулачков, которыми нож подпирается сверху. Их конструкция показана на рис. 4.5, б. Ось по внешней поверхности головки 3 имеет гнезда 4, в одно из которых входит стопорный ползун 5 со штифтом, поджимаемый снизу пружиной 7. После поворота эксцентриковой оси 1 ключом, который вставляется в гнездо 2 спереди, ползун 5 фиксируется в требуемом положении крепежным винтом 6. Регулировка положения ножедержателя с ножом производится поворотом эксцентриковой оси крепления тяги, аналогичной по конструкции оси эксцентриковых кулачков (рис.4.5, а). Естественно, второй способ создает больше удобств при выполнении регулировок, поскольку все манипуляции выполняются только спереди машины (рис. 4.17). Регулировку положения ножа относительно марзана следует проводить особенно точно. Нож должен входить в марзан на такую глубину, чтобы обеспечить полную разрезку последнего листа. При большей глубине погружения возникает большое боковое давление на скошенную поверхность лезвия. Замена ножа с передней стороны в резальных машинах моделей Polar 115, 137, 155, 176 выполняется в такой последовательности: СНЯТИЕ НОЖА 1. Выбирают на пульте управления клавишей [В] Обзор функций* машинную функцию В2-2 Смена ножа/коррекция, позицию 1 – Смена ножа. 2. Открывают крышку для замены ножа. 3. Устанавливают эксцентрики параллельности и глубины врезания

4.6.2. Замена ножа и регулировка его положения относительно марзана

57

Механизм ножа

на минимум. 4. Подтверждают выполнение этой операции кнопкой ”1” (эксцентрики установлены на min). 5. Выполняют регулировку ножа в соответствии с видом материала, который подлежит резке: 1 – жесткий материал, 2 – нормальный материал, 3 – мягкий материал. 6. Закрывают крышку для замены ножа и нажимают ножную педаль (балку прижима останавливают на высоте примерно 2 см над столом). 7. Нажимают клавиши реза (ножедержатель двигается в нижнюю позицию и останавливается). С помощью специального ключа вывинчивают два крайних слева болта крепления ножа. 8. Нажимают клавиши разрезки (ножедержатель поднимается в верхнее положение). 9. Вывинчивают оставшиеся болты крепления ножа. 10. Устанавливают приспособление для замены ножа (ПЗН) напротив меток на ноже. 11. Вставляют специальный шестигранный ключ в отверстие и, вращая его, опускают нож до тех пор, пока режущая кромка не совместится с метками в окошках приспособления. 12. Ввинчивают специальные ручки в отверстия ножа и крепко зажимают – нож надежно зафиксирован на ПЗН. 13. Проворачивают шестигранный ключ еще немного, пока захваты подвески не освободят отверстия ножа. 14. Нож снимают с ПЗН и удаляют из машины. 15. Укладывают нож в футляр. 16. Вывинчивают специальные ручки крепления и снимают ПЗН. 17. Поднимают балку прижима вверх, нажимая несколько раз на педаль. Переворачивают или заменяют марзан. Опускают балку прижима снова вниз (нажимая на педаль). Внимание. Если высота ножа меньше 130 мм, на верхнюю часть ножа крепят опорные пласти ны. Рис. 4.17. Расположение регулировочных болтов на ножедержателе.

*Буквенный индекс у клавиши и буквенно-цифровой - у функции введен в связи с необходимостью упорядочения элементов системы управления машины. Пояснения даны в главе 8.

58

УСТАНОВКА НОЖА 1. Устанавливают ПЗН на нож, который находится в футляре. Ввинчивают в него ручки и укладывают на плоскую поверхность. 2. Ослабляют ручки так, чтобы ПЗН можно было перемещать. 3. Совмещают метки в окошках ПЗН с режущей кромкой ножа. Прочно зажимают ручки. 4. Устанавливают ПЗН на передний стол машины и позиционируют возле балки ножедержателя. 5. Регулируют механизм подвески так, чтобы захваты механизма замены (лифта) ножа вошли в отверстия в верхней части ножа. Позиционируют нож на захватах. 6. Немного поднимают подвеску лифта ножа. Снимают ручки с ножа и ПЗН. Поднимают нож в крайнее верхнее положение. 7. Ввинчивают болты в нижний ряд отверстий. Внимание. Если высота ножа меньше 130 мм, необходимо использовать верхний ряд отверстий. 8. Кладут полоски бумаги на марзан слева и справа, закрывают

Механизм ножа

крышку для замены ножа и нажимают клавиши разрезки (ножедержатель опускается в нижнее положение). 9. Ввинчивают оставшиеся два болта слева. 10. Опускают нож на марзан с помощью лифта (нож должен быть расположен параллельно марзану!). Проверяют по полоскам бумаги. Поворачивают выравнивающие эксцентрики по ходу часовой стрелки до конца. Фиксируют их. Поворачивают эксцентрик регулировки высоты ножа по ходу часовой стрелки на следующую фиксирующую позицию. 11. Затягивают все болты крепления ножа слева направо. 12. Нажимают клавиши разрезки (ножедержатель поднимается в верхнее положение). 13. В меню выбирают функцию ”Закончить смену ножа”. 14. Проводят пробный рез и если лист не был полностью разрезан: 15. Открывают крышку для замены ножа. Специальным шестигранным ключом расфиксируют эксцентрик регулировки по высоте. Поворачивают эксцентрик в следующую фиксирующую позицию и фиксируют его. Закрывают крышку для замены ножа. 16. На дисплее выбирают ”Закончить смену ножа” . Внимание! При каждой замене ножа необходимо проверять затяжку предохранительного (разрывного) болта. Если необходимо – подтянуть.

59

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 5. Механизм прижима 5.1. Общие сведения h

Деформация стопы

НС

Н П

0

ϕ3 ϕ ПP

ϕ1

ϕ2 ϕP

Рис. 5.1. Схема перемещения прижима и ножа в процессе резания.

Механизм прижима предназначен для фиксирования стопы и отдельных листов в ней в период резания, а также для уплотнения и сжатия стопы с целью минимизации деформации листов и предотвращения вытягивания верхних листов под кромкой ножа в процессе резания. Кроме того, механизм прижима используется: для предварительного прессования стопы с целью удаления воздуха (до резания); опущенная балка прижима – в качестве механического указателя линии реза и опоры для тыльной стороны ножа при отклонении от вертикального движения вследствие воздействия значительной лобовой силы. Особенности механизма прижима. Балка прижима должна зажать стопу, удерживать ее в таком положении до завершения процесса резания и освобождать стопу только после того, когда нож поднялся выше уровня стопы. На рис.5.1 показаны графики вертикальных перемещений ножа и прижима в процессе резания. Прижим (П) при опускании на стопу всегда опережает нож (Н). Считается, что стопа бумаги должна быть максимально сжата до начала резания, и только при подъеме ножа поϕ сле разрезки сжатие должно прекратиться, поэтому при подъеме балка всегда отстает от ножа. На графике угол ϕ3 определяет момент касания стопы балкой прижима, а угол ϕ1 – начало резки стопы ножом. Таким образом, ϕпр = (ϕ3 - ϕ1) – угол поворота кривошипа, соответствующий периоду основного сжатия стопы. Важное значение имеет характер изменения усилия прижима при работе механизма. Механизм прижима должен обеспечить необходимое усилие сжатия стопы до врезания ножа в стопу и поддерживать его на этом уровне до конца процесса резки. Чтобы обеспечить это условие, необходимо знать поведение стопы листов под давлением в течение заданного отрезка времени. Бумага является специфическим материалом с определенными особенностями. Первая особенность бумаги состоит в том, что напряжение сжатия и относительная деформация стопы связаны степенной зависимостью:

σ = α · εκ , σ

A

B

D 0

εп

εЭ ε∑

C

εУ

ε

Рис. 5.2. График деформации стопы под действием прижима.

60

где α – физико-механическая характеристика свойств бумаги, аналогичная модулю упругости; κ – показатель степени; ε – относительная деформация. График зависимости деформации от приложенного усилия прессования представлен на рис. 5.2. Анализ формулы позволяет сделать выводы: 1. Для обеспечения надежного зажима стопы и получения достаточно плотной структуры материала при резании для каждого вида материала требуется определенная величина усилия сжатия, которая зависит от характеристики бумаги α (плотность, масса 1 м2 и т.п.) и показателя степени κ. 2. Начальная, наибольшая по величине деформация стопы происходит при относительно небольших усилиях прессования. Последующее уплотнение материала стопы требует приложения значительно больших усилий. Вторая особенность бумаги проявляется под давлением. При ее сжатии балкой прижима в стопе возникают упругие εу (обратимые), эластичные εэ (упруго-замедленные) и пластические εп (необратимые) деформации. При чрезмерном давлении на верхних листах возникают оттиски нижней гребенчатой формы балки прижима, что является результатом пластической деформации листов. Эти осо-

h

а l2 l1 C

D †

A

B

α

б

h0

Рис. 5.3. Характер поведения материала при воздействии прижима и ножа.

а P

h1 h0

бенности надо учитывать при выборе величины усилия прижима и времени прессования. Виды прижима. Существует два вида прижима: жесткий и упругий. При жестком прижиме балка после предварительного сжатия стопы остается неподвижной. Однако бумага, имея упруго-пластические характеристики, при разрезке ножом сначала прогибается под его лезвием, а затем сжимается, причем тем больше, чем больше он затуплен (рис.5.3, а). В результате верхние листы отходят от нижней поверхности балки и давление ее на стопу ослабляется. Если предварительное усилие прижима недостаточное, то возможно вытягивание ножом листов из-под балки. Для устранения этого эффекта в жестком прижиме изначально создают повышенное усилие прижима. Рекомендуется, чтобы оно было в диапазоне (1,3...1,8)РP. Жестким прижимом является, например, обычный механизм с винтовой парой, в котором усилие на балке создается вручную вращением штурвала (рис.5.4,а). Такой прижим в настоящее время применяется очень ограниченно и только в малоформатных резальных машинах. При упругом прижиме балка имеет возможность дополнительного перемещения при деформации стопы, обеспечивая постоянство давления в процессе резки. При врезании ножа давление под лезвием в десятки раз больше давления прижима. Это вызывает значительный прогиб † листов (рис.5.3, б) и отход их от нижней поверхности балки прижима по условной дуге АВ. При этом длина дуги АВ = АD = l2 больше отрезка l1, а значит возникнет разница в длинах верхних и нижних листов. Эта деформация тем больше, чем больше вертикальная составляющая резания и чем меньше спрессованность стопы. При сжатии стопы и ее деформировании лезвием ножа балка прижима опускается вместе со стопой, благодаря чему сохраняется величина давления (рис.5.4, б). В настоящее время упругий прижим является общепринятым для подавляющего большинства профессиональных резальных машин среднего и большого форматов. Следует также учитывать, что из-за воздушной прослойки между листами и шероховатости их поверхности усилие прижима будет передаваться от верхних листов нижним не мгновенно, а в течение некоторого промежутка времени. Если производить резку сразу после приложения усилия прижима, то возможен случай, когда кромка ножа достигнет нижних листов прежде, чем они будут сжаты, а значит возможны их значительные прогибы и вытягивание. Время распространения давления будет определяться состоянием поверхности бумаги и ее плотностью. Для плотных, гладких бумаг оно будет минимальным, для объемных, пористых бумаг с шероховатой поверхностью – максимальным. Поэтому при резке таких бумаг желателен более длительный период прессования стопы. Фирма POLAR учитывает это в своих конструкциях и обеспечивает возможность выбора вариантов интервала времени между опусканием прижима и резкой для обеспечения высокой точности выполнения операций независимо от упомянутых факторов. Усилие прижима. Технологически необходимое усилие прижима Q зависит от многих факторов: силы резания, высоты стопы, плотности материала в стопе, требований к точности резки. Увеличение усилия прижима положительно влияет на точность резки, поскольку деформация верхних листов под ножом минимальная и, следова-

†

Механизм прижима

б Рис. 5.4. Жесткий (а) и упругий (б) прижимы.

61

Механизм прижима

тельно, отклонения размеров по сравнению с нижними небольшие. Современные резальные машины используют гидравлический привод прижима, который обеспечивает погонное давление от 20...30 до 400 Н/см. Это позволяет выбирать необходимое давление в зависимости от вида материала и высоты стопы. При этом следует соблюдать правило: плотная, гладкая бумага требует меньшего давления, а мягкая, пухлая – повышенного. Важно также, чтобы величина усилия прижима была достигнута до начала врезания ножа в стопу. Однако увеличивать усилие прижима целесообразно только до определенного значения, поскольку чрезмерное давление приводит к возникновению остаточных деформаций верхних листов от гребенчатой поверхности балки прижима. Слишком большое уплотнение материала вызывает также повышенный износ ножа, растрескивание листов, отмарывание оттисков. Возможны отклонения траектории кромки ножа от вертикали в сторону отрезаемой части стопы. Обычно усилие прижима Q зависит от силы резания PP : Q = (0,8 - 1,3)PP. Сила давления, также как и сила резания, равномерно распределяется по ширине стопы, поэтому при расчете механизмов используют удельное давление прижима q (Н/см). Естественно, что величины погонных усилий резания p и прижима q связаны между собой теми же соотношениями, что Q и PP. Отсюда вытекает, что величина давления Q прямо пропорциональна ширине стопы: Q = qL . Механизм прижима обычно рассчитывают на наибольшую ширину стопы: Qmax = qLmax. Привод механизма прижима. Длительное время для привода механизма прижима использовались громоздкие, металлоемкие, многозвенные механические системы, в состав которых обязательно входило упругое звено – блок пружин, который дополнительно перемещая балку прижима при деформации стопы. Однако такие механизмы имели много недостатков: многозвенность, зависимость величины давления от высоты обрабатываемой стопы, невозможность изменять усилие прижима при изменении формата продукции. Эти обстоятельства способствовали появлению гидравлического привода прижима, который в настоящее время стал общепринятым для машин среднего и большого форматов. Механизмы прижима с гидравлическим приводом имеют ряд неоспоримых преимуществ: - простота конструкции механической части привода; - возможность создания широкого диапазона давлений на стопу – от минимального (1,5 кН) до максимального 70 кН в зависимости от длины реза, что соответствует удельному давлению около 400 Н/см; - возможность бесступенчатого регулирования величины давления в зависимости от ширины стопы; - обеспечение одинаковых условий прижима независимо от высоты стопы; - возможность программированного управления усилием прижима. Требования к механизму прижима. Для обеспечения одинаковых условий прижима и качественного резания стопы к механизму и балке прижима предъявляются определенные требования. Механизм прижима должен: - обеспечивать зажим стопы любой длины и высоты в пределах

62

Механизм прижима

технических параметров машины; - зажать стопу к началу резания, удерживать ее в таком состоянии до конца резания и освобождать стопу только после поднятия ножа выше уровня стопы; - сохранять давление в течение всего периода резания даже при наличии значительной деформации материала под балкой прижима. - обеспечивать в широком диапазоне бесступенчатое регулирование величины давления и эффективный зажим любых материалов (рыхлых, объемных, твердых и плотных). Балка прижима должна: - иметь необходимую жесткость, не деформироваться во время сжатия; - обеспечивать параллельность плоскости стола для создания равномерного давления по всей ширине стопы; - располагаться в непосредственной близости к ножу, чтобы создавать уплотнение стопы непосредственно в месте резания; - иметь возможность опускания при помощи педали для определения места реза. Передний край балки прижима должен быть абсолютно параллельным плоскости резания, так как при отсутствии световой линии – указателя места реза, он служит ее заменителем. Балка прижима не должна: - создавать препятствий резанию на очень узкие полосы материала, и перемещению подавателя к линии резания на расстояние не менее 20...25 мм; - оставлять оттиски своей нижней поверхности на верхних листах стопы. Классификация механизмов прижима. В резальных машинах применяются механизмы прижима с ручным и автоматическим управлением. Ручные прижимы – просты по конструкции, применяются в настольных и малоформатных машинах при небольшом объеме работ и невысоких требованиях к качеству продукции. Ручные механизмы используют жесткий прижим и построены по принципу уже упомянутого винтового пресса. Сила давления при этом определяется физиологическими возможностями оператора. В этом механизме невозможно регулировать усилие прижима. Механизмы прижима автоматического типа применяются в машинах с гидравлическим приводом. Величину силы давления устанавливают поворотной рукояткой по шкале на пульте главного выключателя, а его включение и выключение происходит автоматически. Механизм прижима состоит из таких частей: 1) балки прижима с механической передаточной системой; 2) гидропривода; 3) системы управления прижимом; 4) дополнительных устройств (прижимных пластин). Кинематическая схема механизма представлена на рис.5.5. Рабочим органом механизма является балка прижима 2, перемещающаяся в направляющих, укрепленных на станине. Двумя тягами 5 и 6 она соединена с двухплечим 10 и трехплечим 7 рычагами. Эти рычаги соединены между собой тягой 11. На рычаге 7 закреплен ролик 8, на который воздействует опорная поверхность поршня 9 гидроцилиндра 14. При подаче гидросмеси в рабочую полость гидроцилиндра 14, происходит перемещение поршня вверх, и он своей опорной поверхностью воздействует на ролик 8. Рычаг 7 поворачивается против хода часовой стрелки и через тягу 11 поворачивает в том же направлении рычаг 10. При этом тяги 5 и 6 переместятся вниз и опустят балку прижима 2 на

5.2. Принцип работы и составные части 5.2.1. Кинематическая схема механизма

63

Механизм прижима

1

стопу 1. По мере деформации и уплотнения стопы возрастают силы сопротивления, перемещение балки постепенно замедляется, и она останавливается. Однако при контакте ножа со стопой происходит дальнейшее уплотнение стопы в месте реза и некоторое дополнительное пере3 мещение балки прижима. После выполнения 4 реза с помощью пружины 12 балка прижима 6 возвращается в исходное верхнее положение. 7 Для регулировки паралллельности балки 8 прижима плоскости стола используются эксцентриковые оси 3 крепления тяг 6 и 5. Величина предварительной деформации пружины 9 12 регулируется гайкой 13. В случае необходимости к балке прижима может крепиться снизу прижимная пластина 4. Важной частью механизма прижима явля14 ется гидропривод. Он предназначен для вы11 полнения таких операций: - опускание балки прижима с безопасным давлением для установки стопы относительно линии резания (предварительный прижим); - прижим стопы перед резкой (рабочее прессование); - прессование стопы без резки; - включение муфты механизма ножа (модели Polar 92, 115, 137, 155, 176); - осуществление подъема и опускания стопоподъемников (при наличии их в машине). Для выполнения указанных операций гидропривод имеет такие элементы: - гидростанцию, состоящую из насоса шестеренчатого типа, фильтра, гидробака и панели управления, на которой установлена контрольно-регулирующая аппаратура; - рабочий гидроцилиндр со ступенчатым поршнем; - гидроцилиндр включения муфты (для мод. Polar 92, 115, 137, 155, 176); - гидроцилиндры стопоподъемников (при их наличии в машине). 2

15

5 10

13

12

Рис. 5.5. Кинематическая схема механизма прижима.

5.2.2. Особенности конструкции механизма прижима

64

Балка прижима (рис.5.6,а) представляет собой габаритную, чрезвычайно жесткую и массивную деталь коробчатой формы 1, которая своей нижней поверхностью обеспечивает прессование стопы во время резания. Длина балки прижима обычно превышает длину реза и обеспечивает прижим любой стопы материала в пределах длины резания. Спереди балка прижима (сторона А) имеет относительно гладкую поверхность, нижняя грань которой служит указателем линии реза. С этой же лицевой стороны к ней крепятся две текстолитовые пластины 2 (рис. 5.6, а, б), служащие направляющими для лезвия ножа 3 при его отклонении в сторону балки прижима. С тыльной стороны балка прижима (сторона Б) имеет гребенчатую форму для подхода гребенки подавателя на возможно минимальное расстояние к плоскости резания. По двум концам (поверхности В) к балке прижима крепятся направляющие планки, обеспечивающие плавное беззазорное перемещение в вертикальной плоскости. Снизу она имеет два отверстия для крепления прижимной пластины. Кроме того, в балке прижима установлены конечные выключатели для блокировки перемещения подавателя при ус-

Механизм прижима

тановленной прижимной пластине. Гидропривод. Все узлы гидропривода образуют единую гидросистему. Шестеренчатый насос обеспечивает опускание балки прижима и прижим стопы, а также включение муфты механизма ножа. Насос приводится в движение через клиноременную передачу от главного электродвигателя машины. А 1 2 Гидроцилиндр – основной силовой элемент гиA дропривода, обеспечивающий необходимое давление балки прижима на стопу. Гидроцилиндр состоит из корпуса 3, поршня 6, крышки корпуса 5, серA дечника 4, крышки 1 и цилиндра 2 (рис.5.7,а). Гидроцилиндр имеет три полости: Г – быстроB Б B го подъема поршня; Д – медленного подъема поршня и В – опускания поршня. A-А Работа гидроцилиндра начинается с подачи гидросмеси в канал А сердечника. Она проходит через канал Б поршня 2 и начинает заполнять полость Г. При этом поршень 6 начинает быстро подниматься (величина S), крышкой 1 действуя на ролик 7 передаточного механизма – под поршнем постепенно образуется полость Д (рис.5.7,б), происходит быстрое опускание балки прижима. При 3 достижении ею стопы сопротивление перемещению резко возрастает, масло начинает поступать в полости Д и В, цилиндр 6 перемещается медленнее, но давление в гидросистеме возрастает, соответственно возрастает и усилие прижима. 2 Гидроцилиндр установлен вертикально и прикреплен к нижней части станины, снизу опираясь на фиксатор. 1 Для уточнения места реза балка прижима может быть опущена на стопу с помощью педали. Возникающее при этом давление безопасно для оператора. Рис. 5.6. Конструкция балки прижима (а) Система управления прижимом. Необходимое усилие прижима мои ее взаимное расположение с ножом (б). жет быть установлено двумя способами: вручную и автоматически. Оператор может устанавливать усилие прижима: 1) с помощью поворотной рукоятки 1 на пульте главного выключателя (рис.5.8). При этом поворачивается эксцентрик 3, воздействуя на рычаг 4, который посредством тяги 5 перемещает Рис. 5.8. Ручное управление усилием сердечник дросселя 6, обеспечивающего регулировку гидроаппараприжима.

а

б

а

7

б 1

4

2

S

1

Г

2

Г

3

2

3

3

6

6

Б

1 5

Д A

4

4 1

2

3

5

В Рис. 5.7. Упрощенная конструкция гидроцилиндра: а – исходное положение, б – в процессе работы.

5

6

65

Механизм прижима

туры; 2) автоматически, выбирая необходимую степень усилия (см.функцию М-3 Степень силы прижима*) в зависимости от ширины разрезаемой стопы (посредством восьми датчиков в столе машины).

5.3. Дополнительные элементы и опции** 5.3.1. Прижимные пластины

*Функция "Степень силы прижима" имеет обозначение М-3, что означает: данная функция вызывается на пульте управления клавишей М (см. главу 8), в результате чего на дисплее появляется меню "Параметры машины", под порядковым номером 3 находится функция "Степень силы прижима", расшифровка которой дана в разделе 5.3.2. **Дополнительные элементы, поставляемые по заказу.

На качество и точность резания отрицательное влияние оказывает неодинаковость высоты в разных местах стопы материала. Причины такого явления разнообразны: несоответствие влажности листов и воздуха в помещении, утолщение стопы в местах наложения краски или бронзировки, припудривание тальком листов для предотвращения отмарывания, наличие тиснения фольгой или конгревом и т.п. Более высокие места стопы при действии балки прижима испытывают избыточное давление, а в заниженных местах давление прижима недостаточное, вследствие чего возможно вытягивание материала изпод балки прижима. В местах избыточного и недостаточного давления лезвие ножа будет отклоняться в разные стороны: при высоком – в сторону оператора, при низком – в сторону балки прижима. В результате возникает волнистый рез (см. главу 15 ). Таким образом, выравнивание давления является обязательным условием качественной резки. Для этого на резальных машинах Polar рекомендуется применять прижимные пластины**, устанавливаемые на нижнюю поверхность балки прижима. Имеются два вида прижимных пластин: жесткие (стандартные и специальные) и эластичные. Жесткая пластина предотвращает появление следов балки прижима на мягкой бумаге. Но при установке прижимных пластин подаватель не может очень близко подойти к линии реза, и минимальная величина остатка стопы увеличивается (см. табл. 5.1). В отдельных случаях при наличии небольших неровностей поверхности стопы (не более 4 мм) может быть установлена эластичная пластина (см. рис. 5.9, а). Пластины устанавливают таким образом. Пластину кладут на стол машины под балку прижима. Затем педалью опускают балку прижима на прижимную пластину, вводя штыри 1 в соответствующие отверстия 2 балки. Для съема пластины балку прижима опускают вниз не доводя до уровня стола примерно на 5 см и специальными ручками 3 нажимают на фиксаторы в балке прижима, в результате чего пластина выпадает на стол (см. рис.5. 9, г). При значительных отклонениях стопы по высоте на жесткую пластину приклеивают полосы войлока или картона (рис.5.9, б) или используют специальные средства (рис.5.9, в; табл. 5.2). Таблица 5.1. Параметры стандартных прижимных пластин, мм

66

Механизм прижима

Таблица 5.2 Использование специальных прижимных пластин

Для расширения технологических возможностей машины и облегчения труда оператора рекомендуются дополнительные опции. При этом, используя функцию «Параметры машины», можно произвести следующие установки: М-1 Время опережения прижимом ножа М-2 Время прижима без реза М-3 Степень силы прижима** М-4 Датчик силы прижима (да – нет)** М-5 Сила прижима** М-11 Оптимизация балки прижима М-12 Балка прижима – световой баръер (да – нет)*/** М-13 Балка прижима вверх (нож в НМТ) М-14 Мягкое предварительное прессование (да – нет)*/**

а

5.3.2. Программируемые дополнительные функции

Рис. 5.9. Способы выравнивания давления прижима на стопу: а – установкой эластичной прижимной пластины, б – приклейкой полос эластичных материалов, в – приклейкой специальных средств, г – установки и съёма прижимной пластины.

б 2 3

1

в

г

Функция М-1 Время опережения прижимом ножа. Если между листами содержится слишком много воздуха или материал мягкий и рыхлый, обычный промежуток времени недостаточен для надежного обжима стопы, интервал между прессованием и разрезкой должен быть увеличен. Для этой цели используется дополнительная функция К-3 Прижим без разрезки. Эта функция может устанавливаться предварительно, а затем вводиться в программы (рис.5.10, а). Это дает возможность точно настраивать машину на обрабатываемый материал

*Только для модификации ЕД; **по специальному заказу.

67

Механизм прижима

для получения хорошого предварительного прессования и высокой точности разрезки. При этом придерживаются простого правила: твердый материал – меньшая продолжительность прессования, мягкий и объемный – большая продолжительность прессования. Функция М-2 Время прижима без реза. Прессование без разрезки происходит с целью удаления воздуха и уплотнения структуры стопы. Функция возможна только с дополнительной функцией программы К-3 Прижим без разрезки. При этом регулируется время прессования (имеется 9 степеней) (рис.5.10, б).

9

8

7

6

5

4

3

Материал

твердый

2

мягкий

а Рис. 5.10. Установка параметров прижима.

Ширина стола 7

6

5

4

3

Зона регулировки. Степень усилия прижима

10

t tПmin

1 твердый

2

3

4

5

Материал

6

7

8

9

мягкий

б

tПmax

8

1

2

1

Функция М-3 Степень силы прижима. У машин с автоматической регулировкой усилие прижима может быть выбрано предварительно (имеется 10 степеней усилия прижима – от 0 до 9). Степень прессования может дополнительно программироваться в актуально установленной программе. Автоматическое регулирование позволяет устанавливать усилие прижима в зависимости от ширины разрезаемой стопы. Оператор предварительно выбирает подходящее для стопы материала усилие прижима. Датчики в столе определяют ширину материала на линии резания и вводят в программу. При этом машина автоматически устанавливается на соответствующее давление. Функция М-4 Датчик силы прижима (да – нет). Машины с автоматической регулировкой усилия сжатия имеют 8 датчиков в столе резальной машины вдоль линии резания (рис.5.11) для регулировки усилия прижима, зависящего от ширины стопы.

8

Функция М-11 Оптимизация балки прижима. При обычном режиме работы машины старт подавателя 4 начинается лишь после достижения балкой прижима своего верхнего положения. Функция «Оптимизация балки прижи2 ма» позволяет ускорять процесс резки за счет того, что ход и 0 время подъема балки прижима вверх ограничивается (рис.5.12). Для этого имеется 9 различных по продолжитель1 0 2 3 4 5 6 7 8 ности степеней времени: чем больше цифра степени, тем Количество датчиков в столе ниже положение прижима над стопой. Степень 1 не изменяет времени старта, степени 2 – 8 все больше сокращают его, степень 9 соответствует минимуму величины подъема, которая определяется Рис. 5.11. Функция "Автоматическая верхним уровнем стопы. Оптимизация балки прижима может устарегулировка давления прижима". навливаться предварительно и вводиться в программу резки. Экономия времени за 1 цикл невелика (доли секунды), однако при большом числе циклов (резке на узкие полосы) эта функция дает существенный прирост производительности труда.

68

6

Механизм прижима

Функция М- 14 Мягкое предварительное прессование (да – нет). Функция обеспечивает мягкое касание стопы балкой прижима «без стука». Чтобы оптимизировать функцию ”Автомат ножа” и движение балки прижима совместно со световым барьером, находящимся у нижнего края балки прижима, введена операция мягкого прессования. Оператор регулирует давление прессования обычным образом. Если функция мягкого прессования включена, балка прижима мягко опускается на стопу материала. После этого высота материала распознается световым барьером и балка прижима поднимается на предварительно установленную величину. Этим предотвращаются обычные колебания силы прижима. Применение функции М-11 Оптимизация балки прижима вместе с функцией М-14 Мягкое предварительное прессование рекомендуется для работы с нестабильными по плотности материалами.

1 2 4 5 9

hmax

3

hmin

Функция М-12 Балка прижима – световой барьер (да – нет). Передний край стопы определяется световым барьером. Балка прижима при подъеме останавливается, если световой барьер пересекает верхний край стопы. Благодаря этой функции уменьшается ход прижима и, соответственно, время на подъем балки, увеличивается быстродействие машины.

Рис. 5.12. Функции предварительной установки режимов прижима.

69

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 6. Механизм подавателя 6.1. Общие сведения

70

Назначение. Механизм подавателя предназначен для быстрой и точной установки стопы относительно плоскости резания. Перемещение стопы механизмом осуществляется только в одном направлении – на оператора, поэтому укладка стопы на стол машины происходит в положении, когда подаватель находится на удалении от зоны резания, а затем, по мере резки, постепенно приближается к ней. Максимальное расстояние от плоскости подавателя до плоскости резания обычно равняется длине реза, минимальное без нижней прижимной пластины – 20...35 мм, с установленной пластиной – 70...120 мм. Привод подавателя модернизировался на протяжение ряда лет. Сначала он был ручным, потом механизированным. Тяговым элементом последовательно служили трос, стальная лента, в настоящее время общепринята винтовая передача (ходовой винт – гайка). Конструкция этой передачи постоянно совершенствуется, в резальных машинах фирмы POLAR применяется прецизионная беззазорная шарико-винтовая пара. Механизм подавателя является одним из важнейших узлов резальной машины. Его положение на заднем столе машины определяет не только точные размеры отрезаемой части стопы, но и обеспечивает геометрические параметры продукции: параллельность кромок противоположных сторон и перпендикулярность соседних, равенство всех листов в стопе. Классификация приводов механизма подавателя. В зависимости от класса резальных машин привод подавателя может быть ручным, механизированным или автоматизированным (с программным управлением). Ручной привод характерен для настольных и малоформатных машин и малого формата. Перемещение подавателя осуществляется с помощью простейших механических передач с невысокой точностью установки подавателя. Механизированный привод применяется в простых машинах среднего и большого форматов. Перемещение подавателя на значительные расстояния осуществляется электродвигателем, а точная установка – вручную с помощью маховичка. Автоматизированный привод – это механизм с системой программного управления, осуществляющий точное и быстрое перемещение подавателя в соответствии с предварительно записанной программой. Такой привод имеет автоматическое регулирование скорости перемещения подавателя и не требует ручной доводки. В зависимости от расположения привода относительно стола механизмы подавателя бывают: с расположением привода под столом, над столом и сбоку машины. При расположении привода под столом подаватель двигается по столу машины, передвигая стопу в сторону ножа и прижима. Ползун подавателя приводится в движение расположенным под столом ходовым винтом. Особенностью этого привода является то, что для обеспечения постоянной связи ползуна с подавателем стол машины должен иметь продольный паз на величину перемещения подавателя. У машин с расположением привода над столом подаватель, как и в предыдущем случае, находится сверху стола, а ходовой винт, который перемещает ползун, расположен над подавателем. В этом случае стол имеет сплошную поверхность. Однако конструкция узла получается более громоздкой, ухудшаются условия автоматической загрузки листов на задний стол. При боковом расположении привода ходовой винт вынесен за пределы стола и расположен параллельно ему. Благодаря этому рабочий стол не имеет продольного паза, однако гайка, учитывая консольное расположение подавателя, должна быть большей длины, чем обычно. Этот привод применяется только в некоторых малоформатных моделях резальных машин. Сравнивая особенности конструктивного выполнения обеих схем, следует отметить, что нижнее расположение механизма имеет ряд преиму-

Механизм подавателя

ществ: проще конструкция и монтаж-демонтаж, меньшая металлоемкость. Отрицательным является наличие в столе длинного узкого паза, создающего некоторые неудобства в работе. Современные конструкции резальных машин имеют устройство для закрывания паза гибкой лентой. Фирма POLAR для моделей 92, 115, 137, 155, 176 использует привод подавателя, расположенный под столом, для модели 66 – боковой. Требования к механизму подавателя. К механизму подавателя предъявляются высокие требования, поскольку от него зависит точность резания: 1) плоскость подавателя должна быть параллельна плоскости резания и перпендикулярна столу машины; 2) механизм должен обеспечивать позиционирование подавателя с большой точностью (в современных машинах ±0,01 мм); 3) механизм должен обеспечивать плавное регулирование скорости; 4) перемещение подавателя в обоих направлениях должно быть плавным без выборки зазоров; 5) корпус подавателя должен быть массивным и достаточно прочным, чтобы выдерживать ударные нагрузки при приталкивании стопы к его поверхности; 6) механизм подавателя должен иметь возможность ручного перемещения маховичком; 7) подаватель должен автоматически останавливаться в крайних положениях – при максимальном удалении и максимальном приближении к зоне резания; 8) механизм подавателя должен иметь устройство, которое дает информацию о расстоянии от плоскости резания до подавателя, то есть о длине той части стопы, которая остается после отрезки; 9) механизм должен иметь возможность приближения к плоскости резания на минимальную величину – 25...35 мм, чтобы обеспечивать полную разрезку стоп. Фирма POLAR в большинстве своих машин использует привод, находящийся под столом. Поэтому основная часть механизма, включая ходовой винт и его привод, расположена ниже стола, а вторая часть, передающая движение корпусу подавателя, находится над столом, перемещаясь в продольном проеме рабочего стола. К первой части относится непосредственно привод механизма с устройствами перемещения, ко второй – детали механизма, непосредственно перемещающие стопу листов по столу. Механизм подавателя состоит из: 1) корпуса подавателя с гребенками; 2) привода подавателя; 3) устройства отсчета положения подавателя; 4) устройства программ3 1 2 ного управления; 5) устройства закрыва16 ния продольного паза. На рис.6.1 представлена кинематическая схема механизма подавателя. Привод осуществляется частотно-регулируемым электродвигателем 8 через электромагнитную муфту14 13 тормоз 9. Посредством 15 клиноременной передачи 7 вращение передается на ходовой винт 4, который с Рис. 6.1. Кинематическая схема механизма помощью шариково-винподавателя.

6.2. Принцип работы и составные части 6.2.1. Кинематическая схема механизма с нижним расположением привода 12

5

4 6

7

11

10

9

8

71

Механизм подавателя

товой передачи перемещает ползун 12. Перемещение подавателя должно быть прецизионным (точность 0,01 мм) по всей длине ходового винта. Недопустимым является перемещение гребенок (не более 0,01 мм) перпендикулярно винту, которое может возникнуть под воздействием значительных нагрузок от проталкивания стопы при загрузке ее в машину. С этой целью ползун 12 движется по прецизионной направляющей 10, расположенной строго параллельно оси ходового винта. Особо точное перемещение ползуна осуществляется за счет скольжения по направляющей двух шариковых обойм 11, удаленных друг от друга для обеспечения ползуну надлежащей жесткости. Горка 5, установленная на ползуне 12, при перемещении воздействует на концевые выключатели 3 и 6, предназначенные для ограничения перемещения подавателя в пределах рабочего стола: 6 – для остановки подавателя на максимальном удалении от зоны резания и 3 – для остановки на минимально допустимом расстоянии. При этом из двух выключателей 3 один предназначен для остановки подавателя на расстоянии 25...35 мм (если не установлена прижимная пластина), второй – на расстоянии 70...120 мм (при установленной пластине). Подаватель кроме механизированного имеет также ручной привод от маховичка 15, при этом зубчатое колесо 13 вводится в зацепление с колесом 2, сидящем на ходовом винте. На валу ручного привода расположен ряд пространственных кулачков 14, которые при осевом смещении воздействуют на конечные выключатели 16, входящие в систему управления приводом подавателя. Отсчет величины отрезаемой стопы производится с помощью электронного датчика 1, соединенного с ходовым винтом. Это является достоинством системы отсчета резальных машин фирмы POLAR, поскольку передаточные звенья в аналогичных узлах других фирм вносят искажения в точность измерений. Микропроцессорное управление позволяет задавать необходимую величину реза на дисплее и контролировать движение подавателя.

6.2.2. Кинематическая схема механизма с боковым расположением привода 3 2

1

Рис. 6.2. Подаватель машины Polar 66 с боковым расположением привода.

2

6.2.3. Составные части механизма подавателя 72

Механизм с боковым (консольным) расположением привода подавателя используется в малоформатной резальной машине Polar 66 (рис.6.2). Небольшая ширина и масса разрезаемых материалов позволяет использовать боковое расположение ходового винта без снижения качества продукции. Электродвигатель с муфтой включения-тормозом 7, аналогичный описанному выше, установлен под столом машины 6. Через клиноременную передачу 8 приводится во вращение хо4 довой винт 1, который перемещает кор5 пус подавателя 4. Направляющей для 6 него служит брусок 2, установленный параллельно столу. Пространство для перемещения стопы на столе 6 ограничено боковыми упорами: 3 (слева) и 5 7 8 4 (справа). При использовании такого привода 5 упрощается конструкция механизма подавателя, отсутствует паз в столе, нет необходимости в устройстве для его за6 крывания. Корпус подавателя с гребенками является транспортным средством, которое перемещает стопу по горизонтальному столу резальной машины и обеспечивает ее установку относительно плоскости резания.

Механизм подавателя

Корпус подавателя толкает стопу, действуя на нее только в направ2 лении зоны резания, а возвращается назад вхолостую, то есть без Б стопы. Необходимо чтобы подаватель двигался без резких замедлений, поскольку возможен отрыв стопы от подавателя и сдвиг верхних листов в направлении движения. A Корпус подавателя – это массивная литая конструкция 1 (рис.6.3), которая крепится на ползуне 3 (сеч. А – А) и перемещает- Б 1 ся по заднему столу машины. Спереди к корпусу крепятся три греB B бенки 2, наружная поверхность которых служит базой для установA ки и перемещения стопы. Корпус опирается по центру (сеч. А – А) – A-A на болт 4 со сферической головкой. Болт укреплен неподвижно в ползуне 3, при этом корпус прижимается к болту пружиной 5, усилие при13 жима которой регулируется гайкой 6. Благодаря наличию сферической 14 опоры положение корпуса при регулировке можно изменять в двух 6 плоскостях, обеспечивая: 5 1) перпендикулярность подавателя к поверхности стола; 1 2) параллельность подавателя к плоскости резания. 4 Хвостовик корпуса (сеч. А – А) опирается на шпильку 13, положе3 ние которой можно регулировать, а затем фиксировать гайкой 14. ПодБ-Б нимая или опуская хвостовик, можно отрегулировать перпендикуляр10 11 ность плоскости гребенок поверхности стола. На сеч. В – В показана регулировка параллельности подавателя 1 2 плоскости резания. 8 Важным элементом является также упругое крепление к корпусу 1 9 12 гребенок 2 (сечение Б-Б). Такое крепление необходимо для обеспечения их скольжения по столу с постоянным беззазорным контактом, чтобы лист самой тонкой бумаги не смог попасть под гребенку. В-В Крепление гребенок упругое в двух плоскостях: вертикальной и го3 1 ризонтальной. Правая часть гребенок 2 с одной стороны опирается на шесть вертикальных пружин 8, которые одним концом опираются на планку 9, а другим – входят в патрон 10, положение которого относительно гребенок может регулироваться с помощью резьбового соединения. С другой стороны гребенки притягиваются к корпусу подавателя шестью горизонтальными пружинами 11, натяжение которых регулируется болтом 12. Снизу зубья гребенок имеют полимерные накладРис. 6.3. ки, обеспечивающие хорошее скольжение по столу и не царапающие Конструкция корпуса подавателя и его его поверхности (на рисунке не показаны). элементов. Привод подавателя предназначен для точного перемещения подавателя вдоль рабочего стола, обеспечивая во всех положениях параллельность поверхности гребенок плоскости резания и перпендикулярность поверхности стола. В состав привода подавателя входят (см. рис. 6.1) ползун 12, направляющая 10 с двумя шариковыми обоймами 11, шариково-винтовая передача 4 – 5 и электродвигатель 8 с клиноре1 менной передачей 7. Ползун 2 – ответственная часть механизма перемещения (рис.6.4), 6 которая является основой для крепления шарико-винтовой передачи 5 4-3 и двух шариковых обойм 5, скользящих по линейной направляющей 6, укрепленной снизу стола 1. Кроме того, на ползуне 2 крепится планка 7 для воздействия на конечные выключатели. Верхняя часть 7 ползуна 3 (см. рис.6.3), возвышающаяся над столом, служит базой для 4 3 2 крепления корпуса подавателя 1. Получая от ходового винта поступательное движение, ползун перемещает корпус подавателя 1 с гребенками 2. Рис. 6.4. Направляющая рейка 1 (рис.6.5), имеющая двухсторонний проПолзун механизма подавателя. филь, жестко укреплена на нижней поверхности стола. Ее охватывает шариковая обойма 2, имеющая с одной стороны три ряда, с другой – два ряда шариков. Шарики перемещаются по дорожкам как со сторо-

73

Механизм подавателя

A-A

1

A

A

3

2

Рис. 6.5. Узел направляющей рейки. 4

3

2

1

Рис. 6.6. Шарико-винтовая передача привода ползуна.

9 8

A

A-A 2 3 4

5 6

7 0,2

Рис. 6.7. Привод подавателя с муфтой включения-тормозом.

74

ны направляющей рейки, так и со стороны обоймы. Благодаря наличию шариков обеспечивается, во-первых, очень малый коэффициент трения, во-вторых, высокая точность перемещения обоймы, и в-третьих, долговечность и надежность передачи. Поскольку при смещении обоймы шарики катятся в том же направлении, но со скоростью в два раза меньшей, то каждый ряд шариков должен быть замкнут в продолговато-овальном канале для обеспечения вывода одних и поступления в зону контакта других шариков. Таким образом, пять рядов шариков должны иметь пять замкнутых каналов для их круговорота. Шариково-винтовая передача (рис.6.6) работает примерно по такому же принципу (на рисунке показана принципиальная конструкция передачи). Профиль ходового винта 1 представляет собой винтовую дорожку для шариков. Такая же дорожка имеется в корпусе гайки. Таким образом, оба профиля образуют винтовой канал, в котором перемещаются шарики. По аналогии с конструкцией шариковых направляющих и обойм для обеспечения круговорота место вывода шариков соединено с местом их ввода каналом 4. Движение ходового винта обеспечивается: механизированным и ручным способами. Механизированный привод осуществляется со стороны задней части стола, ручной – спереди, со стороны обслуживания. Подаватель должен осуществлять быстрое и точное перемещение. Это значит, что привод должен иметь переменную скорость, поскольку перемещение на большие расстояния, например, возврат назад в исходное положение должен осуществляться с максимальной скоростью, а для установки стопы с высокой точностью необходима минимальная скорость. Кроме того, в период установки стопы подаватель должен находиться в фиксированном положении. Эта особенность требует наличия в приводе надежного тормоза. На оси электродвигателя со стороны, обратной выходу приводного вала (рис.6.7) установлена электромагнитная муфта включения-тормоз, по принципу действия подобная муфте-тормозу привода ножа. ТорA мозной диск 2 прочно укреплен на корпусе двигателя 1. 1 Подвижный диск 3 муфты сидит на валу 4 свободно. Когда на муфту не подается напряжение, пружины 5, расположенные вокруг вала, прижимают подвижной диск к тормозным накладкам – привод заторможен, ходовой винт и подаватель неподвижны. При подаче тока на обмотку электромагниты 6, преодолевая сопротивление пружин 5 и 7, притягивают подвижной диск 3 к вращающемуся кольцу с накладками ферродо – муфта включена, вращение электродвигателя передается через клиноременную передачу 8 на вал ходового винта 9. При обесточивании электромагнитов пружины возвратят диск 3 в исходное положение, произойдет торможение привода. Как отмечалось, характерной особенностью движения подавателя является изменение его скорости вращения в широком диапазоне. На рис.6.8 представлен типичный график перемещения подавателя с высокой скоростью и его остановки. При этом его скорость изменяется от 20...27 см/с (при быстром перемещении) до 0,9 см/с (перед торможением). Это достигается использованием частотно-регулируемого двигателя, в котором скорость вращения вала электродвигателя достигается изменением подаваемого на его обмотку тока с частотой от

Механизм подавателя

45...65 до 2 Гц. Включение ручного привода производится смещением ручки 6 (рис.6.9) с кнопкой 5 вдоль своей оси от оператора, при этом зубчатое колесо 1 ручного привода зацепляется с большим зубчатым колесом 11, сидящем на валу шпинделя. При смещении ручки специальные профильные горки 2, 4 воздействуют на конечные выключатели 9, 10, обеспечивая подачу соответствующих сигналов на пульт управления. Имеются три функции ручного управления приводом подавателя. 1) при нажиме на кнопку в середине пустотелого маховичка подаватель быстро движется назад (от ножа); 2) при нажиме на маховичок – включается ручной привод и одновременно растормаживается электропривод; 3) при движении маховичка на оператора пода1 2 ватель быстро движется вперед (в сторону ножа). Точная установка размера вручную возможна, если на маховичок нажать и поворачивать влево или вправо. При этом происходит ввод зубчатых колес в зацепление и вращение вала 7 передается на ходовой вал. Пластинчатая пружина 3 возвращает вал маховичка в исходное положение. Устройство отсчета положения подавателя имеется в любой резальной машине. Оно дает информацию о расстоянии между плоскостью гребенок подавателя и плоскостью резания, то есть о размере той части стопы, которая остается после разрезки. Такая информация значительно облегчает работу оператора, позволяет ему быстро и 11 10 качественно выполнять свои функции. В резальных машинах фирмы POLAR отсчет величины отрезаемой стопы производится с помощью электронного датчика 1 ( см. рис.6.1) – так называемого энкодера, в состав которого входит щелевой фотодатчик, перекрываемый непрозрачным пластиковым диском с отверстиями. Диск напрямую соединен с приводом ходового винта и, вращаясь, периодически перекрывает ход луча в фотодатчике. Каждый световой импульс соответствует единице измерения длины реза. Микропроцессорное управление и шаговый двигатель постоянного тока позволяют задавать необходимую величину реза на дисплее и контролировать движение подавателя. Устройство для закрывания паза в столе служит для предотвращения попадания листов бумаги в прорезь стола, где двигается ползун подавателя (рис.6.10). Устройство сконструировано таким образом, чтобы обеспечить перекрытие паза при любом положении подавателя. С этой целью, например в модели Polar 78, лента закреплена одним концом к столу сзади паза и переброшена через верхнюю часть подавателя, на котором закреплены 4 направляющих ролика. В моделях Polar 92, 115, 137, 155, 176 она закреплена на подавателе в месте установки сферического болта и охватывает корпус подавателя снизу. Для обеспечения надлежащего натяжения ленты имеется специальное устройство. Механизм подавателя может иметь ряд дополнительных устройств, которые облегчают обслуживание машины и позволяют обрабатывать продукцию, имеющую различные отклонения размеров, деформацию кромок листов, неровную поверхность реза и т.п. С этой целью на подаватель могут быть установлены (по желанию потребителя) такие дополнительные устройства: Поворотный подаватель (функция Д-14*) и наклонный подаватель

V 45-65Гц 20-27 см/с

2Гц 0,9см/с

S Рис. 6.8. График изменения скорости подавателя при разгоне и торможении.

5

4

3

9

8

6

7

Рис. 6.9. Элементы ручного управления подавателем.

Рис. 6.10. Устройство закрывания паза в столе.

6.3. Дополнительные устройства

75

Механизм подавателя

(функция Д-15) – устройства, позволяющие производить автоматическое изменение угла наклона подавателя к плоскости стола (больше или меньше 90 °) и устанавливать его под некоторым углом к плоскости реза. Fixomat (функции Д-16, Д-17) – устройство, состоящее из одного или двух упоров, перемещаемых вдоль гребенок подавателя и позволяющее обработку отпечатанных листов с неровными кромками по тем же точкам, по которым они базировались в печатной машине. Держатели листов на подавателе (функции Д-18, Д-19) – устройство, позволяющее обрабатывать деформированные или неровно лежащие листы в стопе, зажимая их задние кромки и обеспечивая их плотное прилегание к плоскости подавателя. Ввод в действие упомянутых устройств и выполнение ими своих функций могут осуществляться автоматически по записанной программе. Подробно работа этих устройств рассмотрена в главе 7.

6.4. Программное управление подавателем

*Как и предыдущих двух главах все функции, упоминаемые в тексте, обозначены буквенными и цифровыми индексами, расшифровка которых дана в главе 8.

76

Обработка на резальных машинах продукции, требующей частой перестановки подавателя (разрезка стоп на узкие полосы), способствовала появлению различных устройств и систем программного управления. Об эволюции устройств программирования уже упоминалось в разделе 1.2. Важной особенностью механизма подавателя современных резальных машин является наличие систем числового программного управления, которые значительно облегчают процесс установки подавателя на заданный размер с высокой точностью и малыми затратами времени. Эти системы снабжены микропроцессором или персональным компьютером. Программы вводятся с помощью обычной клавиатуры. Вводимая программа высвечивается на экране монитора и направляется в память ЭВМ, откуда ее всегда можно вызвать. При работе машины программа появляется на экране с указанием всех размеров резки, дополнительных функций, программируемых функций, подсказок оператору и т.д. Запись о выполняемой в данный момент операции выделяется. На экране указывается величина подачи стопы перед резкой, перечисляются операции, сопутствующие основной, а также обозначается большими цифрами расстояние от подавателя до плоскости резания с точностью до сотых долей миллиметра. Ограничений на количество операций, включенных в программу, нет. Расположение реза на стопе может быть любым. Можно выполнять ряд сопутствующих операций, например, включать устройство Autotrim для удаления со стола обрезков, ”воздушную подушку” на время передвижения стопы, подключать периферийные устройства и т.д. При наборе программы резки стопы компьютер может рассчитать оптимальный вариант расположения резов на стопе. В моделях резальных машин Polar используется монитор, что значительно облегчает обслуживание машины и расширяет ее возможности, а визуализация (у машин модификации ЕD) делает наглядным процесс резки и выполнения отдельных операций. Возможность программирования рабочих операций повышает удобство работы и производительность резальных машин. Несколько минут, израсходованных на первоначальную запись программы, возвращаются часами сэкономленного времени при резке продукции. При этом субъективное влияние оператора минимально, что исключает ошибки в процессе резания. Имеется несколько способов программирования и ввода готовых программ для выполнения резальных работ: - запись параметров рабочих операций, выполняемых оператором с пробной стопой материала; - программирование с использованием клавиатуры и пиктограмм; - использование имеющихся программ в блоках памяти микропро-

Механизм подавателя

цессора А (99 программ) и В (99 программ); - использование магнитных РМС-карт; - получение информации по каналам связи в рамках системы ”Соmpucut”. Кроме программирования резальных работ система программного управления позволяет выполнять ряд специфических функций. Часть функций программирования, относящихся к работе механизмов ножа, прижима и подавателя, уже приведена выше. Ниже дана информация о других функциях, не упоминавшихся ранее. Функция Л-6 Предупреждение о последовательности разрезки. В случае необходимости предупреждения оператора о пропущенном из-за невнимательности резе включается функция Предупреждение о последовательности разрезки. Если размер разрезки должен быть пропущен, ”перепрыгивание” через размер возможно только при двойном нажиме клавиши действительного размера. Функция Л-5 Поправка заданного размера. Для высокой точности разрезки необходимы различные устройства, как, например, автоматическая корректировка размера. Корректировку можно выполнять не прерывая автоматическую отработку программы. Для этого должна приводиться в действие функция корректировки во включенном модусе ”Автомат”. Машина подтверждает включение этого устройства корректировки сообщением ”Корректировка заданного размера”. Оператор устанавливает, для примера, с помощью тонкой ручной регулировки новый размер разрезки. После выполнения этого откорректированного разреза программа автоматически изменяется и дальнейшие операции продолжаются с новыми размерами разрезки. Функции Д-12, Д-13 Равнение I и II. При повторных заказах и применении одинаковых печатных форм необходимо, как правило, изменить только два первых размера разрезки. Для удобства выполнения этого задания (даже при защищенной программе) имеются регулировки Равнение I и II. Если эта программа используется снова, при первом и втором разрезе оператору необходимо проверить положение линии реза и, в случае необходимости, откорректировать. Корректура равнения может проводиться в этом случае при помощи тонкой регулировки вручную. Управление машиной автоматически устраняет компенсационное значение. Благодаря этому сама программа не изменяется, однако два первых разреза служат для корректировки. Функции Д-1, Д-2 Автомат ножа – устройство, которое применяют, например, при скоростной разрезке узких или коротких полос. Программированный автомат ножа имеет две функции. Для одной из них программируется повторение разрезки без нового включения клавиш разрезки, для другой – прерывание процесса работы с новой подготовкой к продолжению автоматической разрезки. Это необходимо, чтобы дать оператору возможность очистить передний стол и выровнять готовые разрезанные полосы. Автомат ножа автоматически отключается, если он не был запрограммирован для актуальных операций или подаватель движется назад. Функция Л-1 Программирование при разрезке. Если при разрезке первой стопы активирована (включена) функция Программирование при разрезке, размеры разрезки, устанавливаемые

77

Механизм подавателя

вручную оператором, автоматически вводятся в необходимую программу. Если используются дополнительные функции, например, Д-10 Аутотрим / включение воздуха, Д-14 Поворотный подаватель и др., то они также записываются в программу. Поэтому после разрезки первой стопы программа готова. Этот способ программирования имеет большое преимущество – достоверность данных и проверенность на практике выполняемых операций, исключающих ошибки. Функция Eltrotact (функции Е-3, Е-4, Е-5 и Е-5) Если листы должны разрезаться в одном направлении на полосы с повторяющимися размерами, может применяться свободно программированный Eltrotact. Для использования функции Eltrotact есть несколько правил. В программе последовательность Eltrotact начинается от нормального размера разрезки после заданного включения машины. Если пуск не программируется, используется необходимое положение подавателя в качестве сигнала включения. Пример использования функции Eltrotact с заданным положением подавателя в качестве начала последовательности разрезки: подаватель находится на размере 100,0 см. После выбора свободной программы программируется только один ввод: 10,00 см. Включается модус автомата. После первого разреза на размер 100,00 стопа подается и разрезается с размерами 90,00 см, 80,00 см, 70,00 см и т.д. Возможен и другой вариант включения, при котором первая операция программы определяется первым разрезом на 100,00 см. После этого программируется размер полос в 10 см. Функция Е-3 Повторение размера полос. При повторении функции разрезки для управления машиной необходимы данные о размерах полос. Если размер программируется как размер полосы, она всегда отрезается при первом разрезе. Окончанием последовательности является достижение подавателем переднего конечного выключателя. Программирование начала разрезки и размера полосы достаточно, чтобы разрезать с программой Eltrotact повторяющиеся одинаковые полосы. Функция Е-4 Повторение числа полос. Если отрезаются не одинаковые полосы, необходимо ввести информацию о том, какое количество полос одного размера без или с изменением размера полос должно быть отрезано. Эти значения могут повторяться много раз, например, после полосы может отрезаться узкая полоса и т. д. Функция Е-5 Общее число резов Если последовательность должна заканчиваться перед достижением подавателем конечного выключателя, в программе необходимо указать, на каком месте заканчивается функция Eltrotact. После достижения общего числа разрезов дальнейшая обработка производится шагами программы, следующими после функции Eltrotact. Функция В1-5 Формат программы Эта функция оказывает помощь оператору при программировании и дает графическое отображение хода выполнения программы. После установки начальных и конечных форматов происходит автоматическая установка программ с добавочными функциями и текстовыми пояснениями. Функция работает в форме диалога между монитором и оператором. Подробнее работа с этой функцией описана в главе 8.

78

Механизм подавателя

Механизм подавателя может иметь ряд дополнительных программируемых функций, которые расширяют его возможности при работе резальной машины: Е-2 Программируемый выталкиватель; В2-2 Смена ножа / коррекция; Д-4 Размер укладки стопы; Д-11 Медленное движение подавателя вперед; М-6 Ускорение движения подавателя вперед; М-7 Торможение подавателя вперед; М-8 Скорость движения подавателя; М-10 Плавное торможение подавателя (выбор: да – нет); М-15 Скоростная резка (да – нет). Функция Е- 2 Программируемый выталкиватель. Для поворота или съема разрезаемого материала оператор должен иногда вытягивать стопу из-за ножа на передний стол. В резальной машине есть функция автоматического выталкивания части стопы. Эта функция действует, если последующий размер больше, чем предыдущая позиция разрезки. Кроме того, происходит ускорение работы, поскольку эту операцию выполняет подаватель, а не оператор вручную. Если передний стол заполнен разрезанными полосами, может оказаться, что функция выталкивания не нужна. В этом случае она может быть отключена. Функция В2-2 Смена ножа / коррекция. Поскольку в резальных машинах Polar нож привинчивается к ножедержателю передней плоскостью, изменение толщины ножа влияет на расстояние между подавателем и ножом. Это значит, что заданный размер разрезки при изменении толщины ножа также изменяется. Корректировка толщины ножа учитывает это. После измерения и маркировки ножей, устанавливаемых в машине, показатели толщин ножей вводятся в программу. При смене ножа машине сообщается, какой нож будет использоваться для работы. Размер разрезки изменяется тогда автоматически в соответствии с толщиной установленного ножа. Функция Д-4 Размер укладки стопы. Функция позволяет зафиксировать подаватель на одном месте для предотвращения возможного его сдвига при укладке стопы на стол машины.

V

VП 65

t

а

VП

t

T max

1

3

2

t V

Функция М-7 Торможение подавателя вперед. Функция позволяет производить регулировку времени торможения подавателя (рис.6.11, б) при его движении вперед (имеется 6 ступеней регулировки) в зависимости от высоты и формата листов в стопе и

1

V

Функция Д-11 Медленное движение подавателя вперед. Эта функция позволяет выбрать медленный режим движения подавателя при его движении на заданный размер (в два раза меньше выбранной скорости движения вперед). Функция М-6 Ускорение движения подавателя вперед. Функция позволяет регулировать предварительное ускорение подавателя (имеется 6 ступеней регулировки) в зависимости от формата листов и характера материала в стопе (рис.6.11, в). Возможен более плавный разгон подавателя при перемещении особо чувствительных и тонких материалов, и наоборот, для более жестких материалов возможно более резкое ускорение подачи подавателя.

2 43

6

t

5

4

p max

t

3

4

5

6

T min

2

t

б 1

VП

t

p min

в

Рис. 6.11. Графическое представление функций подавателя: а – выбор скорости; б – выбор параметра торможения; в – выбор параметра ускорения.

79

Механизм подавателя

свойств материала. Функция позволяет производить плавное торможение подавателя при перемещении стопы в зависимости от конкретных условий. Функция М-8 Скорость движения подавателя. Имеется 6 ступеней величины скорости движения подавателя (рис.6.11, а), которые могут выбираться в зависимости от формата и свойств материала в стопе. Возможно максимальное уменьшение величины скорости подавателя (при 6-й ступени) до 35% максимальной. Функция М-10 Мягкое торможение подавателя (да – нет). При выборе ”да” торможение подавателя выполняется особенно мягко. При выборе ”нет” торможение осуществляется в обычном режиме. Функция М-15 Скоростная разрезка (да – нет). Функция обеспечивает начало движения подавателя вперед во время подъема ножа. Как видим, сегодня резальные машины представляют собой емкие системы*, позволяющие обрабатывать различную продукцию с необходимой точностью в наиболее короткие сроки.

*Системы, имеющие широкие технологические устройства, работающие в ручном или автоматическом режиме.

80

Резальные машины и комплексы Polar

Резальные машины кроме рассмотренных основных механизмов (ножа, прижима, подавателя) имеют ряд важных для качественной работы вспомогательных устройств, позволяющих облегчить работу оператора, повысить производительность труда. К таким устройствам относятся: ”воздушная подушка” в столе (далее будем это общепринятое название применять без кавычек), указатель линии реза, устройство замены ножа, прижимная пластина на балке прижима для выравнивания готовой продукции и др. Вспомогательными устройствами комплектуются все модели резальных машин (устройство подъемаопускания ножа при его замене начиная с мод. Polar 115). Для обработки ”сложных” заказов, а также для создания комфортных условий работы на резальных машинах потребителям опционально предлагается целый ряд дополнительных устройств: – встроенные гидравлические стопоподъемники (Stapеllifte mod. S), – Autotrim, – прижим перед ножом (Niederhalter vor dem Messer), – Fiхomat (устройство для базирования стоп с неровными кромками); – держатели листов на подавателе (Niederhalter vor dem Rechen), – поворотный подаватель (Drehsattel), – наклонный подаватель (Neigesattel), – опускаемые боковые упоры (versenkbares Seitenlineal), – грейферная транспортная система (Greifer-transport-System), – поворотный грейфер (Drehgreifer). Все перечисленные устройства могут быть установлены только на резальных машинах модификации Polar ЕD.

Глава 7. Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

Воздушная подушка – это пневматическая система, смонтированная в столе машины для облегчения ручного и механизированного передвижения или поворота стопы за счет создания воздушной прослойки между столом и стопой. Для этого в стол несколькими рядами равномерно по всей рабочей плоскости запрессованы клапаны (рис. 7.1, а). Клапан – это стальная гильза 1, внутри которой находится подпружиненный шарик 2 (рис. 7.1, б). В полость клапана под шариком по гибким трубкам подается сжатый воздух. В свободном состоянии пружина 3 прижимает шарик к отверстию гильзы и перекрывает выход воздуха из клапана. Как только на стол кладется стопа бумаги, она нажимает на выступающий над поверхностью стола шарик, утапливает его, и в образовавшийся круговой зазор между гильзой и шариком начинает поступать сжатый воздух, который создает между столом и стопой воздушную прослойку (подушку). Наличие ее значительно облегчает передвижение стопы. Обычно компрессор монтируется снизу стола и соединяется с гильзами воздухопроводами. Включение воздушной подушки осуществляется нажимом клавиши, находящейся спереди машины рядом с маховиком ручного управления подавателем. Выключение происходит автоматически. Возможно специальное оснащение для включения подачи воздуха только на переднем столе и включения подачи воздуха на всем столе.

7.1.1. Воздушная подушка

На резальных машинах Polar применяют указатель линии реза двух типов: световой, который включается на пульте главного выключателя машины (см. раздел 8.1), и механический – указателем является балка прижима, которую оператор опускает на стопу педалью. В первом случае место реза определяется тонкой световой линией на стопе, во втором – по передней грани нижней поверхности балки прижима.

7.1. Вспомогательные устройства

а

2

1

3

б Рис. 7.1. Общий вид переднего стола с клапанами воздушной подушки (а); разрез клапана (б).

7.1.2. Указатель линии реза

81

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

7.1.3. Прижимная пластина

Прижимная пластина, устанавливаемая под балку прижима, дает возможность обрабатывать стопы с отклонениями в размерах по высоте без снижения качества. Она компенсирует эти отклонения и позволяет выровнять давление прижима по всей длине реза. Имеются три вида прижимных пластин: жесткие, эластичные и специальные. Жесткие поставляются на все серийные машины, остальные – по заказу. Подробнее об этом см. раздел 5.3.1.

7.1.4. Устройство замены ножа

Устройство облегчает замену ножа и обеспечивает безопасность оператора при его съеме и установке на ножедержатель. Оно используется на машинах Polar 115, 137, 155, 176, где применяются ножи значительной длины, поскольку съем и установка их сопряжены с определенными трудностями и являются травмоопасными. Устройство работает по принципу подъемника. Нож по оси симметрии подвешивается своей верхней частью на двух пальцах-держателях, которые могут перемещаться вверх-вниз при вращении специальной оси на передней стенке ножедержателя (см. раздел 4.4).

7.1.5. Устройства выравнивания готовой продукции

Обработка разрезаной продукции малых форматов, например, этикеток, представляет серьезную проблему для оператора. Чтобы при сдвиге ножом они не рассыпались, используют вспомогательные приспособления в виде наклонного угольника, поддерживающего первый ряд продукции (рис.7.2,в ). При наличии устройства Autotrim выравнивание такой продукции производится прямым угольником относительно вертикального упора (рис.7.2, б). Прямой угольник используется оператором также при многоразовой резке для приталкивания отрезанных частей к основной стопе (см.рис.7.2, а).

б

Усиление

а Рис. 7.2. Устройства выравнивания готовой продукции на переднем столе: а – работа на машине с выравнивающим угольником; б – прямой угольник; в – наклонный угольник, г – передвижная выравнивающая станция.

в

г 82

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

При резке узких полос и этикеток в автоматическом режиме целесообразно использовать передвижную выравнивающую станцию (рис. 7.2, г), которая передней стенкой, управляемой пневматикой, выравнивает отрезанные наклонные полосы, переводя их в вертикальное положение. Подробнее см. раздел 7.2.2. Стационарные стопоподъемники предназначены для механизации вспомогательных работ – подъема стопы с платформы на передний стол и опускания разрезанной продукции (см. рис. 9.1). Стопоподъемники могут устанавливаться справа и (или) слева от переднего стола машины. Они подключаются к гидравлической системе машины. Управление ими осуществляется вручную с помощью кнопок или в полуавтоматическом режиме. При нажатии на клавишу ”Поднять” стопоподъемник автоматически поднимает стопу к уровню рабочего стола и останавливается. Аналогична его работа на приеме готовой продукции в режиме опускания. Для этой цели необходимо нажать кнопку ”Опустить”. Фиксация величины подъема и опускания платформы производится фотодатчиком.

7.2. Дополнительные устройства

Важнейшей разработкой фирмы POLAR является изобретенное в 80-е годы устройство Аутотрим (Autotrim), отодвигающее передний стол для пропускания обрезков в образовавшийся проем с одновременной установкой вертикального упора (рис.7.3, а). Наиболее эффективно его применение при резке малоформатной продукции, например, этикеток (рис.7.3,б). Устройство состоит из трех механизмов: - перемещения переднего стола, - подъема и опускания переднего стола, - установки вертикального упора переднего стола. Механизм перемещения переднего стола (рис.7.4,а) представляет собой кулисный механизм, который приводится в движение от индивидуального электродвигателя 1 через редуктор 2. Редуктор 2 приводит во вращение кривошип 5, имеющий на конце ролик 4, который входит в паз 3 кулисного механизма, укрепленного под передним столом. При повоо роте кривошипа на 180 передний стол отодвигается от зоны резки на 250 мм, образуя проем для сброса обрезков. После выполнения реза направление вращения кривошипа изменяется на противоположное, стол возвращается в исходное положение. Механизм подъема и опускания переднего стола (рис.7.4,б) предназначен для изменения положения по вертикали только той его части, которая прилегает непосредственно к зоне резки, близкая к оператору часть стола фактически не изменяет своего положения. Подъем стола проис-

7.2.2. Аутотрим (Autotrim)

7.2.1. Стационарные стопоподъемники

а Рис. 7.3. Принцип действия устройства Autotrim: а – удаление обрезков в проем с одновременным выравниванием готовой продукции; б – (4 кадра) резка продукции с использованием устройства.

б 83

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

3

S = 250

2 4

5

1

а 4 5 6

7

8

9

10

3 2

б

1

в Рис. 7.4. Устройство Autotrim: а – механизм отодвигания переднего стола; б – механизм подъема-опускания стола и установки вертикального упора; в – сдувание обрезков в проем.

5 4

1

2

3

Рис. 7.5. Сбор продукции на подкладную пластину.

84

ходит на несколько десятых миллиметра сразу после резки для отрыва продукции от марзана, затем стол опускается на 4 мм, на толщину подкладной пластины. Эти перемещения стола в вертикальной плоскости выполняются с помощью сдвоенного устройства, состоящего из гидравлического 9 и пневматического 8 цилиндров, соединенных таким образом, что шток 7 последнего поворачивает рычаг 4 с закрепленным на нем эксцентриком 6 относительно оси 5. Эксцентрик 6 воздействует непосредственно на настил переднего стола 10. При этом опускание стола осуществляет гидроцилиндр, а подъем – пневмоцилиндр. Механизм установки вертикального упора переднего стола предназначен для выполнения нескольких функций: 1) отделения отодвинутого стола с продукцией от образовавшегося проема; 2) выравнивания отрезанной продукции относительно вертикального упора; 3) предохранения отодвинутого переднего стола от случайного попадания обрезков. Привод механизма подъема вертикального упора 3 осуществляется от пневмоцилиндра 1, расположенного под передним столом, через шток 2. Когда стол находится в своем обычном положении (положение реза) упор занимает наклонное положение под столом (рис.7.4, б). По мере отхода переднего стола от зоны резания (вправо) упор выводится из-под стола и устанавливается вертикально, образуя с передним столом прямой угол (показано пунктиром). Это дает возможность выравнивать косо расположенные этикетки от сдвига скошенной поверхностью ножа. При этом через расположенные в верхней части упора отверстия может подаваться сжатый воздух для лучшего сдува обрезков в проем (рис.7.4, в). Благодаря устройству Autotrim появилась возможность выполненять ряд новых операций, которые были невозможны на обычных машинах, а именно: 1) автоматическое отделение обрезков и готовой продукции; 2) сбор разрезанной продукции на подкладную пластину; 3) выравнивание полос и подготовка их к транспортировке; 4) удаление отходов; 5) автоматическое удаление отрезанных полос; 6) автоматическое выравнивание продукции. Автоматическое отделение обрезков и готовой продукции При отодвигании переднего стола от ножа образуется проем шириной 250 мм (см. рис. 7.4). В результате чего: - обрезки падают в проем, образовавшийся между марзаном и подвижным передним столом; - при резке, например, этикеток, происходит их отделение от проема вертикальным подвижным упором, который автоматически устанавливается при отодвигании стола; - из верхней части упора, при необходимости, подается струя сжатого воздуха (см. рис. 7.4, в), что облегчает удаление обрезков в проем. Сбор разрезанной продукции на подкладную пластину Устройство отодвигания и опускания переднего стола позволяет собирать узкие полосы на подкладной пластине, не влияя на процесс резки. Для этого передний стол опускается при соответствующей операции процесса разрезки на 4 мм. Оператор устанавливает подкладную пластину и процесс продолжается в обычном режиме. Пластина 3 присасы-

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

вается к столу 2 и не сдвигается (рис.7.5).После окончания цикла резки стол снова поднимается, а подкладная пластина отводится на воздушной подушке с лежащими на ней собранными полосами 5, например, этикеток. Это дает возможность собирать и транспортировать их для дальнейшей обработки без промежуточных операций съема со стола, что при обработке малоформатной продукции особенно важно. Выравнивание полос и подготовка их к транспортировке При отодвигании переднего стола утопленный передний упор устанавливается вертикально под углом 90°. При этом готовые отрезанные полосы можно легко при помощи прямоугольного угольника сдвинуть к нему и выровнять (см. рис.7.3, а). Поскольку упор параллелен линии реза, отрезанные полосы легко сдвигаются в сторону. Время для выравнивания может предварительно программироваться с таким расчетом, чтобы следующее включение машины на рез происходило только после завершения ручных операций.

а

Удаление отходов Возможны четыре варианта удаления отходов: - установка емкости для обрезков под передним столом, тогда удаление обрезков из емкости производится вручную; - установка ленточного транспортера, при этом обрезки отводятся в сторону или вниз под стол машины; - при наличии в полу под машиной отверстия обрезки могут падать вниз через воронку на нижний этаж; - удаление отходов с помощью вытяжного устройства с дальнейшим прессованием в кипы.

б

в 5

4

Следующие две операции могут быть реализованы только на специализированных резальных машинах Polar Аutocut (см. также раздел 11.4.2), оборудованных устройством подвижного сталкивающего упора (шибера), сдвигающего отрезанную продукцию в сторону от зоны резки (вправо или влево в зависимости от потребности).

4 6

3 2 2

Автоматическое удаление отрезанных полос Передний стол автоматически освобождается от отходов, а отрезанные части стопы передаются для последующей обработки в обандероливающую или высекальную машины.

9

8

1

7

1

г

I

Автоматическое выравнивание продукции Ручное выравнивание полос после разрезки возможно с помощью прямоугольного (см. рис. 7.2, б) или наклонного угольников (см. рис. 7.2, в). При больших объемах продукции эта операция может быть автоматизирована с помощью передвижного выравнивающего устройства (см.рис.7.2, г). При резке продукции на узкие полосы выравнивающее устройство подводится к зоне резки на ширину отрезаемой полосы, при этом выравнивающая плоскость слегка наклонена к вертикали под углом, соответствующим углу заточки ножа. Это предохраняет от рассыпания при отодвигании ножом даже самых узких полос. После подъема ножа плоскость переводится из наклонного положения в вертикальное и отрезанная полоса может быть выведена шибером (при использовании специализированной резальной машины Autocut) в сторону для дальнейшей обработки. Выравнивающее устройство работает в автоматическом режиме синхронно с резальной машиной.

4 6

5 7

II

д Рис. 7.6. Устройство Fixomat: а – принцип действия, б – схема равнения по двум упорам, в – равнение по одному упору, г – кинематическая схема привода, д – устройство в нерабочем состоянии.

85

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

7.2.3. Фиксомат (Fixomat)

а

б Рис. 7.7. Варианты использования устройства Fixomat в работе: а – при выравнивании стопы по двум упорам: б – по одному упору.

7.2.4. Держатели листов на подавателе

86

На производстве возникает потребность в резке стоп бумаги или оттисков с неровной кромкой, например выпуклой. Чаще всего это бывает с листами, у которых в результате неправильного хранения нарушены плоскостность и размеры, а вследствие неравномерной сушки проявились внутренние напряжения. Кроме того, листы могут быть деформированы (изогнуты края) после печатания. В этом случае точное базирование листов по гребенке подавателя невозможно (рис.7.6, а). Благодаря устанавливаемым на подавателе откидным выравнивающим упорам плоская поверхность подавателя заменяется двумя точками касания. Листы могут при этом выравниваться, что позволяет производить качественную резку материалов с неровной кромкой. Известно, что лист перед подачей в листовую печатную машину выравнивается длинной стороной по двум точкам, а боковой стороной – по одной. В устройстве Фиксомат (Fixomat) установка упоров производится таким образом, чтобы выравнивание листов происходило идентично их положению в листовой печатной машине. Листы приталкиваются к двум упорам, если они обрезаются по длинной стороне (рис.7.6, б) и базируются по одной точке, если обрезке подлежит короткая сторона (рис.7.6, в). Для выполнения этой функции на подавателе 7 параллельно гребенке 6 (рис.7.6, г) на подшипниках 3 установлены две шлицевые оси 8 и 9, имеющие индивидуальный привод от мотора-редуктора 1 через цепные передачи 2. На шлицевых осях расположены ползуны, имеющие возможность перемещения вдоль осей, на которых крепятся упоры: на оси 9 – два упора 4, на оси 8 – упор 5. Упоры могут занимать два фиксированных положения: подняты вверх – выключены (нерабочая позиция), опущены – находятся в рабочем положении (рис. 7.6, а). При равнении по передним упорам опускают два крайних, при равнении по боковым – опускают средний. Управление подъемом и опусканием упоров осуществляется с пульта управления. Каждый упор имеет индивидуальную регулировку положения относительно подавателя. Упоры работают независимо друг от друга – в результате нажима клавиш автоматически поворачиваются от подавателя к укладываемой стопе. На рис.7.7 устройство показано в работе. Положения передних и бокового упоров, а также устройства выравнивания могут програмироваться. Передние и боковой упоры могут передвигаться вручную бесступенчато по всей ширине подавателя на желаемый формат. Машина автоматически определяет положение подавателя, если включена функция Фиксомат. Посредством програмного управления определяется необходимая функция и автоматически выставляется размер подавателя при опущенных или поднятых упорах. Иногда приходится обрабатывать стопы, у которых верхние листы лежат неровно, деформированы или не прилегают друг к другу. В этом случае получить ровную поверхность кромок невозможно. Держатель листов (рис. 7.8, б) позволяет точно выравнивать материал у подавателя, что очень важно для правильной разрезки. Если верхние листы загнуты и лежат не в одной плоскости, то они скользят при выравнивании листов и сдвигаются вверх. Это приводит к разности размеров верхних и нижних листов стопы. Держатели листов на подавателе дают возможность точного равнения такого материала у гребенки подавателя. Благодаря этому достигается высокая точность резки. Держатели листов представляют собой устройство, укрепленное на верхней поверхности подавателя, с возможностью поворота относительно оси 6 (рис. 7.8, а). У него име-

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

ются три положения: I – нерабочее 1 I (держатели подняты вверх); II – про4 межуточное (устройство повернуто в 6 сторону задних кромок листов и заII висает над ними); III – рабочее положение (прижимной валик опущен на стопу (рис.7.8, б)). Поворотное устройство состоит из двух пневмоцилиндров 1 (рис.7.8, в), укрепленных на планке 4. При подаче сжатого воздуха перемещается вниз шток 2, несущий на конце комбинированный прижим в виде угольника с III обрезиненным валиком 3, закрепленным в проушинах 5. Этот прижим обеспечивает надежную фиксацию отогнутых листов с относительно небольшим усилием, чтобы не мешать приталкиванию стопы к подавателю. Благодаря наличию валика листы могут свободно смещаться до упора в поверхность гребенки. Устройство может быть установлено в рабочее положение вручную или автоматически по программе резки (рис.7.9). Величина давления прижима регулируется. Если функция держателя листов записана для размера меньше 25 см, то держатель листов возвращается при подходе к этому размеру в ”исходное положение”, т.е. вверх. При возврате подавателя вручную или автоматически или при смене программы, держатель листов устанавливается всегда в исходное положение.

1

2

а

В идеале расположение печатного изображения должно быть параллельным кромкам листа бумаги. Однако в силу ряда причин случаются отклонения и изображение на листах может быть отпечатано непараллельно стороне выравнивания. Например, при печати иногда появляется вытяжка оттисков, влияющая на расположение изображения на листе. Возможны также случаи, когда листы обрезаны неточно (рис.7.10, а). Обработка такой продукции на стандартной резальной машине проблематична, поскольку требует установки подавателя под углом к плоскости реза. Угол поворота подавателя можно изменить вручную. Однако такая регулировка требует соответствующих затрат времени. Целесообразнее использовать устройство поворотный подаватель, которое позволяет производить коррекцию положения подавателя относительно линии реза с помощью специального привода. Боковое смещение подавателя составляет примерно 1,5...2 мм. Оно осуществляется индивидуальным электродвигателем 2 (рис.7.10, б) через червячный редуктор 3, пару зубчатых колес 4, которые через винтовую пару 6 перемещают винт 7, упирающийся в хвостовик корпуса подавателя 7. Корпус подавателя опирается на сферическую опору 1 (9 на рис.7.11, б) и поэтому может поворачиваться относительно нее на некоторый угол. Для обеспечения надлежащего замыкания хвостовик с обратной стороны подпружинен тарельчатыми пружинами 10. Величина давления пружин на хвостовик подавате-

3 4

в 5

б Рис. 7.8. Схема работы держателей на подавателе: а – нерабочее положение; б – рабочее положение; в – конструкция прижима.

Рис. 7.9. Использование держателей листов на подавателе.

7.2.5. Поворотный подаватель

87

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

ля регулируется винтом 11. Если положение поворотного подавателя должно изменяться при выполнении заказа, то подаватель устанавливается в необходимое положение в режиме ”Автоматическая работа” по командам поворота и наклона. При этом автоматически фиксируется проведенное изменение и корректируется программа. Рез осуществляется после выполнения операции проверки и сравнения с заданным положением. Возможно комбинирование этого устройства с другими, например: Поворотный подаватель – Fixomat; Поворотный подаватель – Держатели листов на подавателе; Поворотный подаватель – Fixomat – Держатели листов на подавателе. 1

Угол поворота подавателя Плоскость подавателя Отпечаток Плоскость резания

2

а Рис. 7.10. Схемы поворотного подавателя: а – принципиальная; б – кинематическая.

3

б 11 10

9

8

7

6

5

4

Исключить возникновение неровного реза (верхнего или нижнего подреза) вследствие каких-либо отклонений в процессе резки (тупой нож, избыточное или недостаточное давление, неправильный угол заточки ножа и т.п.) помогает устройство 1,5 наклонный подаватель (рис.7.11, а). С наклонным подавателем можно выравнивать ”верхнюю” и ”нижнюю” подрезку (устранить разницу в длине верхних и нижних листов). Кроме того, уравнивается качество разрезки при тупом и остром ноже. Это устройство позволяет с помощью серводвигателя установить гребенку подавателя под Контуры отпечатанного углом относительно рабочего стола, несколько отличным изображения от прямого. При этом верхний край гребенки подавателя может отклоняться от вертикали в ту или иную сторону до 1,5 мм. В зависимости от ситуации положение наклонного подавателя может быть скорректировано. В режиме ”Авто1 2 матическая работа” устанавливается исходное положение 7 + подавателя (посредством клавиатуры). Наклон подавателя 3 4 6 к плоскости стола осуществляется, как и в случае, если 5 подаватель поворотный, индивидуальным приводом. Вращение вала электродвигателя 1 через червячный редуктор 2 и открытую зубчатую пару 3 передается на вертикальный вал 4, который соединен с регулировочным винтом 5, установленным вертикально в хвостовике подава9 теля 6. При включении привода винт 5, вращаясь в ту или 8 иную сторону, поднимает или опускает хвостовик подаваРис. 7.11. теля 6 и вместе с ним изменяет наклон гребенки к столу. Схемы наклонного подавателя: а – принПоворот корпуса подавателя осуществляется относиципиальная, б – кинематическая. тельно сферического болта 9, смонтированного на ползу-

7.2.6. Наклонный подаватель

а

б

88

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

не 8. Плотность посадки корпуса на сферическом болте и прижим регулировочного винта обеспечивает пружина 7. Механизм служит для фиксации стопы малоформатных изделий, например, этикеток, предотвращения их возможного рассыпания при отодвигании их ножом во время резки. Механизм (рис.7.12) работает таким образом. Шток 2 пневмоцилиндра 1 перемещает ось 5, на концах которой расположены зубчатые колеса 8. Последние входят в зацепление с двумя рейками 3, укрепленными на корпусе машины. Благодаря им ось 5 перемещается вверх-вниз без перекосов. На оси 5 шарнирно подвешены 5

7.2.7. Прижим перед ножом

6

5

8 4

3 2

8 2

1

а

5

3 7

4

12 1

б

9 10 11 6

Рис. 7.12. Прижим перед ножом: а – схема механизма (вид спереди); б – схема работы пневмоцилиндров; в – схема работы прижима; г – схема рассыпания узкополосной продукции при резке.

в г

а

б

угольники 4, на которых крепятся штоки 9. Они посредством пружин 10 действуют на колодки 11, закрепленные на пластине 6. Последняя может свободно поворачиваться относительно оси 5, что позволяет прижиму зажать стопу отрезаемых этикеток непосредственно перед ножом до его врезания. Когда ножедержатель опускается вниз, он отодвигает отрезанную стопу и одновременно отводит в сторону прижим, который продолжает удерживать отрезанную продукцию. Устройство устанавливается на машинах моделей Polar 115, 137, 155,

в Рис. 7.13. Прижим перед ножом: а – общий вид устройства в работе; б – резка продукции без прижима, в – с прижимом.

89

Вспомогательные и дополнительные устройства резальных машин

176. На рис.7.13, а показан общий вид устройства при резке, на рис.7.13, б – резка малоформатной продукции без прижима, на рис.7.13, в – с использованием прижима.

7.2.8. Опускаемые боковые упоры

7.2.9 Грейферные системы

Для расширения заднего стола машины на 50 см и улучшения поворота стоп большего формата, а также для загрузки заднего стола резальной машины продукцией применяются опускаемые боковые упоры. Опускаемые боковые упоры имеют гидравлический привод. Поворот стопы. Благодаря расширению стола на нем могут поворачиваться стопы большего формата. Поворот на боковых упорах облегчается также благодаря наличию воздушной подушки. Для поворота стоп большого формата (155 и 176 см) на заднем столе может использоваться поворотный грейфер. Боковые упоры для загрузки заднего стола. Для загрузки листов непосредственно на задний стол резальной машины один или два боковых упора, которые ограничивают стол слева и справа, должны опускаться, открывая свободный доступ к столу. После загрузки заднего стола боковые упоры поднимаются в исходное положение и продолжается отрабатывание программы. Такая конструкция боковых упоров обеспечивает прямую загрузку на задний стол машины, например, грейферной транспортной системой, Transomat 3 ВL или поворотным грейфером. Опускание упоров может программироваться с помощью дополнительной функции «Опускаемые боковые упоры» или производиться вручную с пульта. Грейферная подающая система (рис.7.14) осуществляет автоматическую подачу стоп листов на задний стол резальной машины по откинутому боковому упору с полочного накопителя стоп, со стопоподъемника с воздушной подушкой или загрузочного устройства Transomat В. Поворотный грейфер (рис.7.15) облегчает поворот тяжелых стоп на столе крупноформатных резальных машин Polar 155 и 176. Работа пере-

Рис. 7.15. Поворотный грейфер. Рис. 7.14. Грейферная подающая система.

90

численных устройств может программироваться и выполняться автоматически. Подробная информация об этих устройствах помещена в разделе 9.6 ”Транспортирующие элементы”.

Резальные машины и комплексы Polar

Cистема управления в структуре одноножевой резальной машины занимает особое место, обеспечивая правильное функционирование всех механизмов и устройств, высокую производительность, качество и точность резки продукции. Это ”мозговой центр” машины, который анализирует всю вводимую информацию и, зачастую автоматически, без участия оператора, выдает надлежащие команды, гарантирующие надежную работу машины. Система управления машиной базируется на использовании встроенного компьютера с монитором. Это обеспечивает оператору комфортные условия работы, позволяет отслеживать возникновение неполадок в машине, предупреждать выпуск некачественной продукции при его неправильных действиях или недостаточной квалификации. Так как резальная машина рассчитана на обработку разнообразных материалов, то система управления учитывает возможность установки широкого диапазона параметров в зависимости от особенностей исходных полуфабрикатов и готовой продукции, а также разнообразие условий работы и технологические особенности предприятия. В то же время применение ее для выполнения определенного круга задач со сравнительно ограниченной номенклатурой материалов упрощает ее использование. Многолетний опыт использования резальных машин Polar на самых разнообразных предприятиях при резке различных материалов показывает, что для управления этими машинами не требуется высокая квалификация оператора. Он легко усваивает особенности управления машиной и быстро адаптируется к машине, обеспечивая качественную работу. Некоторая сложность системы управления оправдывается ее большими возможностями и необходима для обеспечения высокой производительности даже при некондиционном материале, некачественной подготовке листов или негативном влиянии других внешних факторов.

Глава 8. Система управления резальными машинами Polar 8.1. Общие сведения о системе управления

Основными элементами системы управления машин Polar являются (рис.8.1): 1 – главный выключатель; 2 – клавиши разрезки; 3 – маховичок ручного управления подавателем; 4 – педаль балки прижима; 5 – клавиша управления воздушной подушкой; 6 – световой барьер; 7 – пульт управления машиной с монитором. Дополнительно к машине, при наличии периферийных устройств (лифта, вибросталкивателя и т.п.) может поставляться пульт управления периферийными устройствами 8. Он предназначен для управления стопоподъемниками 8 (встроенными и передвижными), вибросталкивателями, устройствами автоматической загрузки и разгрузки машины и т.п. Пульт располагается на консолях светового баръера, при этом периферийные устройства, расположенные справа от машины, управляются с правой консо6 ли и аналогично слева. Такое размещение пульта позво2 ляет оператору управлять периферийными устройства5 ми, размещенными иногда на значительном расстоянии от его рабочего места. Рассмотрим назначение этих элементов. Главный выключатель служит для включения (выключения) машины и подготовки ее к работе. Элементы пульта главного выключателя

8.2 Элементы системы управления

7

1

8

3

4

2

Рис. 8.1. Элементы системы управления.

91

Система управления резальными машинами Polar

3 4 2 5

1

6

Рис. 8.2. Пульт главного выключателя машин - Polar.

2

1

10

3

9

Рис. 8.3. Пульт управления.

92

показаны на рис.8.2: 1 – замок безопасности служит для предотвращения включения машины посторонними лицами; открывается специальным ключом, который во время работы машины должен находиться в замке; 2 – главный выключатель машины, двухпозиционный (1 – включено, 0 – выключено), подает напряжение на все энергоприемники машины; 3 – маховичок регулировки давления прижима обеспечивает установку необходимой величины давления при помощи круговой шкалы; 4 – выключатель главного двигателя машины, двухпозиционный (1 – включено, 0 – выключено); 5 – включатель световой линии – указателя линии реза на поверхности стопы; 6 – лампочка контроля смазки (при наличии централизованной смазки) в случае нарушения подачи смазки загорается. Клавиши разрезки предназначены для включения механизма ножа на рабочий ход (резку). Клавиши расположены спереди слева и справа ниже поверхности рабочего стола. Маховичок ручного управления подавателем предназначен для перемещения подавателя ”вперед-назад” и точной ручной установки размера. Располагается между клавишами разрезки, ближе к правой из них. Педаль балки прижима служит для опускания балки прижима. Такая необходимость возникает для определения линии реза при закладке стопы, для установки прижимной пластины и т.п. Педаль размещается внизу по центру машины. Клавиша управления воздушной подушкой предназначена для включения подачи воздуха на рабочий стол машины. Клавиша размещается рядом с маховичком подавателя. Световой барьер образует невидимую решетку из инфракрасных лучей в рабочей зоне перед ножом и балкой прижима. Снабжен самоконтролем, который осуществляется оптически с помощью светодиодов в левой части светового барьера (приемная сторона). Управление машиной всегда генерирует тестовый сигнал при включении разрезки, достижении ножом нижней мертвой точки, при прерывании разрезки. При попадании в зону светового барьера руки или иного предмета блокируются опускание прижима и разрезка, звучит звуковой сигнал. На указателе состояния в мониторе индицируется 6 5 4 8 7 сообщение ”Разрезка прервана”. Пульт управления машиной предназначен для управления всеми видами работ, выполняемыми на машине, а также дополнительными (опциями) и периферийными устройствами (при их наличии). Пульт управления машиной включает (рис. 8.3): 1 – монитор; 2 – клавиши буквенной клавиатуры (у машин моделей ED); 3 – клавиши перемещения курсора на экране монитора; 4 – слот для магнитной карточки; 5 – клавиши управления перемещением подавателя;

Система управления резальными машинами Polar

6 – клавиши ввода, стирания, вставки, работы с памятью и т. д.; 7 – клавиши цифровой клавиатуры; 8 – клавиши базисных меню и функциональные клавиши; 9 – клавиши: автоматическая работа включена и выключена; автомат ножа выключен; У машин модификации ЕD, кроме того, имеются: 10 – многофункциональные клавиши управления окном на экране монитора. Рассмотрим назначение отдельных элементов пульта управления. Монитор. На машинах Polar устанавливаются два вида монитора: монохромный и цветной жидкокристаллический. Размеры монитора: для мод. Polar 66 – 5,5", монохромный; для мод. Полар 78 ЕS – 5,5", монохромный, для мод. Полар 78 ЕD – 6,5", цветной, для мод. Полар 92-176 Е и ЕD – 12", цветной. Монитор является важным элементом системы управления, дающим оператору постоянную информацию о процессе резки продукции и возможность работы в диалоговом режиме. Многооконный режим работы позволяет получать широкий спектр дополнительной информации, в том числе подсказок оператору. С использованием монитора выполняются практически все виды работ: программирование резки, коррекция уже имеющихся программ, а также графическое отображение процесса резки; через монитор поступают подсказки о последовательности операций при замене ножа; ведется учет всех параметров работы машины (времени программирования и резки, количества выполненных резов и т.д); с экрана монитора оператор считывает информацию о необходимости проведения профилактических работ, проверки средств безопасности, о техническом состоянии машины и т.д. Клавиши пульта управления (2 , 3, 5 – 9) служат для программирования и работы с программами, для управления машиной в различных режимах, внесения данных о материале стопы, для учета отклонений от исходных параметров и т. п. Особенно важную роль играют клавиши 8 базисных меню. Многофункциональные клавиши 10 управляют параметрами окна на экране монитора, размерами и местом его расположения, его содержимым и другими параметрами изображения. Резальные машины Polar позволяют выполнять работы как в ручном режиме, так и с использованием предварительно введенной в память машины программы. Для включения машины необходимо вставить специальный ключ в замок безопасности 1 (см. рис.8.2), повернуть по часовой стрелке главный выключатель 2 из положения « 0 » в положение « 1 », нажать клавишу 4 пуска главного двигателя. На экране монитора появится основное изображение. Выключение машины осуществляется в обратном порядке.

Рис. 8.4. Указатель размеров и система измерений.

8.3. Ручное управление машиной

93

Система управления резальными машинами Polar

а

б Рис. 8.5. Ручное управление подавателем.

8.4. Автоматическое управление машиной

94

В верхней правой части экрана монитора приводится большими цифрами размер фактического положения подавателя относительно ножа и задаваемые размеры (малыми цифрами) положения подавателя относительно ножа при выполнении операций резания (рис.8.4.). Причем заданный размер, т.е. положение подавателя, может быть в одной из принятых единиц измерений (миллиметрах, сантиметрах, дюймах или санах). Ручное управление подавателем осуществляется таким образом: - для быстрого движения подавателя вперед – потянуть маховичок на себя; - для быстрого движения подавателя назад – нажать клавишу в маховичке. Аналогичного эффекта можно достич, используя клавиши перемещения подавателя на пульте управления (рис.8.5). Линия реза определяется по переднему краю балки прижима, опущенной с помощью педали на стопу. Вторым способом определения линии реза является включение световой линии 5 на пульте главного выключателя (см. рис.8.2). В положении ”вверх” включается освещение рабочего стола, в положении ”вниз” включается оптический указатель линии реза – на поверхности стопы появляется тонкая световая линия, при этом освещение стола выключается. Для облегчения процесса передвижения стопы по столу машины используется воздушная подушка. Для активизации воздушной подушки необходимо нажать клавишу 5 (см. рис.8.1), при этом на экране монитора в поле указателя размера появится соответствующая пиктограмма. Выключение воздушной подушки происходит при каждом резе автоматически, а также при нажатии на клавиши разрезки или на педаль балки прижима. Включение машины на рез производится посредством одновременного нажатия обеими руками на клавиши разрезки. Экстренная остановка процесса разрезки. Если отпустить одну или обе клавиши разрезки, балка прижима и нож тотчас останавливаются. Для продолжения процесса разрезки необходимо обе клавиши отпустить и нажать их вновь одновременно. Для разрезки различных по формату и плотности материалов необходимо регулировать усилие прижима. Это осуществляется поворотной рукояткой 3 на пульте главного выключателя (см. рис.8.2) путем ее вращения до установки желаемой величины усилия прижима. Величины давления у разных моделей Polar имеют такой диапазон: Polar 92 150...3500 кг, Polar 115 150...4500 кг, Polar 137 150...5500 кг, Polar 155 150...6000 кг, Polar 176 – регулировка силы прижима через меню Параметры машины. При резке объемных, рыхлых материалов возможно изменение времени прессования по сравнению с обычным (см. функцию М – 1 Время опережения прижимом ножа в меню Параметры машины). Легкость управления машиной достигается благодаря автоматизации многих операций. Большая роль в этом отводится встроенному в машину компьютеру с индикацией всех шагов на экране монитора. Посредством монитора оператор постоянно контролирует все операции, выполняемые машиной, просматривает и оценивает техническое состояние машины, выполняет програмирование работ. Это осуществляется с помощью расположенных на пульте основных (базис-

Система управления резальными машинами Polar

ных) А, Б, В и Г и функциональных клавиш (рис. 8.6). Основные или базисные клавиши обеспечивают оператору постоянный доступ к информации и программам, занесенным в память машины. Клавиши А, Б, В и Г управляют выводом на экран четырех базисных меню, для выполнения операций программирования и управления машиной. Первых два изображения (Программные данные и Программная информация) служат для составления программы разрезки, а также для осуществления контроля за ходом резания и позволяют получить дополнительную информацию, относящуюся к данной программе. Подсказки оператору доступны в виде символов клавиш, пиктограмм функций и надписей. При нажатии на каждую из клавиш на экране появляется соответствующее изображение. В Программной информации содержится также дополнительная, более подробная информация об обрабатываемом заказе: размеры, дополнительные функции и многое другое. С клавиатуры пульта управления при помощи функциональных клавиш можно записывать в программу дополнительные функции к отдельным параметрам разрезки, которые облегчают и ускоряют процесс работы. Например, функция Д-6 Включить воздух всего стола позволяет создать воздушную подушку не только на рабочем столе машины, где перемещается стопа, но и на переднем столе, куда выводится готовая продукция. Функция Д-14 Поворотный подаватель дает возможность устанавливать подаватель под определенным углом к линии реза и т.п. В каждую программу можно вводить и записывать столько параметров разрезки, сколько необходимо для переработки материала стопы, т.е. количество операций в одной программе не ограничивается. Кроме размеров разрезки можно записывать дополнительную информацию (в виде текста), которая сообщает оператору о необходимости определенного действия или о протекании определенных процессов при обработке продукции (например, заложить новую стопу, повернуть на 90° направо, развернуть на 180°). При помощи цифровой клавиатуры можно выполнять четыре основные арифметические операции с использованием функции памяти. Благодаря применению карты памяти PMS-Card емкость памяти практически неограничена. Размеры отрезаемых полос могут записываться в программу автоматически при выполнении пробной резки стопы и использовании функции Л-1 Программирование при разрезке. При работе с программами возможны различные виды действий: выбор свободной программы; запись размеров разрезки; выбор операций; стирание размера; ввод или стирание комментария; стирание программы или нескольких программ; стирание памяти; установление новых размеров в существующую программу; установка действительного положения подавателя и многое другое. Отработка программы разрезки может быть автоматизирована. Для этого оператор имеет в распоряжении несколько многофункциональных клавиш, с помощью которых открывается меню выбора функций (рис.8.7). Соответствующие подфункции функциональных клавиш выбираются по номеру пиктограммы (символа) и могут переноситься в соответствующую программу. Возможность использования тех или иных функций на моделях и модификациях резальных машин Polar представлена в табл. 8.1.

1

2

A Б B Г

Рис. 8.6. Пульт управления машиной. Клавиши: 1 – базисные, 2 – функциональные.

Рис. 8.7. Обзор функций.

8.5. Дополнительно устанавливаемые функции 95

Система управления резальными машинами Polar

Таблица 8.1 Использование функций в резальных машинах Polar

Примечание: ”+” – функция устанавливается на модификации Е и ЕD; ”++” – функция устанавливается только на модификацию ЕD; ” * ” – специальные функции (опции).

Здесь интересным является выбор языка, на котором записаны все функции на экране монитора, что облегчает понимание оператором всего процесса подготовки машины к резке продукции и ее эксплуатации. Выбор происходит путем выделения курсором желаемого языка. После этого во всех изображениях будет использоваться выбранный язык. Также положительным является выбор единиц измерения: · Сантиметр · Миллиметр · Дюйм · Сан. Оборудование Polar характеризуется еще одной важной функцией. Подготовка производственного документа, которая позволяет учесть различные производственные данные, такие как время программирования и выпуска продукции, время технических и других перерывов и т.д. Таким образом, данная функция позволяет вести учет многих производственных параметров: не только связанных с затратами времени, но и других, например, количества выполненных разрезов, количества обработанных стоп и т.п. Очень важным является цифровая индикация на экране монитора

96

Система управления резальными машинами Polar

полной картины состояния основных контролирующих устройств машины (концевые выключатели, датчики и пр.). Если при выводе на экран эти элементы окрашены в темный цвет – все в порядке, если в красный – это сигнал о нарушении функций. Немаловажное значение имеет функция контроля счета резов до профилактики. Данная функция применяется с целью регламентации технического обслуживания машины. Наиболее оптимальным параметром необходимости очередной профилактики машины является выполнение ею определенного количества резов. На заводе-изготовителе этот интервал установлен в 100 тысяч резов. Счетчик резов начинает считать с цифры ”0” (или от любого заданного начала отсчета) и считает до 100 000. Если это число резов достигнуто, на экране монитора после каждого включения машины в графе состояния появляется надпись: ”СОБЛЮДАТЬ ИНТЕРВАЛ ПРОФИЛАКТИКИ”. Учет количества резов важен также для определения стойкости ножа (количество резов до переточки). Здесь счет предварительно выбранного числа резов определяется от установленного уровня на счетчике до ”0”. Если введенное число резов достигнуто, то при каждом включении машины появится указатель состояния: ”ЧИСЛО РЕЗОВ ДОСТИГНУТО”. Одновременно раздается звуковой сигнал. Возможность использования дополнительных функций в различных моделях и модификациях отражена в табл. 8.2.

Таблица 8.2 Использование дополнительных функций в резальных машинах Polar

Примечание: « - » – не устанавливается; « + » – устанавливается; * – опциональное устройство (по заказу); ** – опциональное устройство (по заказу) только для ЕD.

97

Система управления резальными машинами Polar

Рис. 8.8. Обзор функций системы управления.

Д

98

Система управления резальными машинами Polar

B2-5-1-1 Поиск баз. точки/вспомогат. работа B2-5-1-1-1 Подвести к исходному размеру B2-5-1-1-2 Вспомогательн. работа без деист. размера B2-5-1-1-3 Выйти

99

Система управления резальными машинами Polar

Благодаря дополнительным функциям, перечисленным выше, отработка программы разрезки может быть автоматизирована и выполнена намного быстрее. Обзор функций, заложенных в систему управления резальными машинами Polar, приведен на рис. 8.8.

8.6. Сетевая интеграция Compucut

100

Управление с помощью компьютера допечатными, печатными и послепечатными процессами стало реальностью. Высокие требования к качеству продукции и очень сжатые сроки выполнения заказов требуют гибких и эффективных производственных систем. При использовании компьютеризованных машин усиливается стремления к рационализации и централизации программных разработок и сбора данных. Это особенно актуально при обработке отпечатанных листов и, в частности, их резке. Эффективное использование технологических возможностей машин и обработка производственных данных являются приоритетами в плане разработок фирмы POLAR. Уменьшая время на подготовительные процессы, фирма значительно сократила время на послепечатную обработку продукции. Так, например, использование Compucut позволяет объединить все операции по составлению программ для резальных машин, а использование Data Control – объединить все производственные процессы в типографии. Оптимизация всей производственной деятельности достигается посредством улучшения ее организации, рационализации прохождения заказов, оптимального использования инвестиционного капитала, улучшения качества продукции и снижения времени подготовки производства. Но затраты машинного времени на программирование особенно ощутимы при малых тиражах и частой смене заказов. Чтобы сделать технологический процесс более эффективным, необходимо время простоя производственных машин минимизировать. Это и является основным заданием системы Polar Compucut. При этом процесс программирования исключается из производственного цикла благодаря использованию персонального компьютера, работающего независимо от резальной машины. Новая программа готова к работе в то время, когда работает предыдущая. При этом резальная машина работает без технологических перерывов на подготовку очередного задания. При программировании может быть использована известная функция ”Формат программы”. При обработке программы, разработанной вне резальной машины, оператор может вносить изменения в ход резки. Для этой цели в Compucut имеется специальная функция редактора программ. При этом на экране монитора ведется постоянное визуальное отображение процесса резки. Модульная система программного обеспечения Polar Compucut может быть установлена на существующих резальных машинах в соответствии с индивидуальными потребностями клиента. Возможно использование расширенного программного обеспечения ”Прием данных от Препресс”, также можно использовать предусмотренные на стадии подготовки верстки данные в формате ”СIP 3”. Использование конвертированных данных от Препресс уменьшает необходимое время подготовки, поскольку вся информация для резки продукции может быть принята непосредственно от Препресс без ввода каких-либо новых параметров. Отпадает потребность в замерах отпечатанных листов. Программы резки могут быть автоматически оптимизированы за счет необходимых коментариев, добавочных функций и указаний оператору. Когда оператор реализует новую программу, ручное программирование больше не требуется. Смена работы выполняется виртуально без затрат времени. Программная информация позволяет опера-

Система управления резальными машинами Polar

тору, например, после съема готовой продукции, начать новую программу немедленно и продолжить резание. Цветной монитор резальной машины Polar ЕD позволяет оператору графически представить предстоящую работу. Это облегчает и ускоряет обработку материала и позволяет избежать ошибок. С принтера, связанного с Compucut, можно распечатать все программы и данные по оттискам, включая схему резки. Эта документация является существенной частью гарантий качества. Преимущества Compucut: 1. Передача данных непосредственно с допечатной стадии уменьшает конечную стоимость продукта. Уменьшаются производственные затраты. 2. Полное использование мощности резальной машины, сокращение времени на программирование, высокая гибкость, особенно при небольших тиражах, управление программами резания и программами заказов с помощью РС, дискет или СD-RОМ и, как результат – повышение производительности. 3. Благодаря централизованному программированию гарантируется стабильное качество на всех машинах. Стандарт качества по нормам ISO. 4. Контроль затрат: передача производственных данных и данных по материальным затратам, например, отчетных документов. Data Control Система Compucut может быть дополнена системой Data Control, интерфейсной информационной программой, которая связывает все этапы планирования, контроля и производства продукции. Резальная машина Polar может быть связана с рабочим местом Data Control в сети. При этом рабочие данные содержат всю необходимую информацию и инструкции для изготовления заказа. Операционные данные (время

а

б

в производства, количество резов, графическое отображение процесса производства) автоматически передаются от резальной машины обратно для анализа в управление производством. Преимуществами использования системы Data Control является

Рис. 8.9. Схема сетевой интеграции Compucut: а - дисплей, б - ввод магнитной карты, в - взаимосвязь элементов системы.

101

Система управления резальными машинами Polar

улучшение управления производством, уточнение производственного времени, обзор действительного состояния производства. Возможны три вида организации интегрированных сетевых систем Compucut и Data Control с резальными комплексами Polar: 1) расширение программного обеспечения для передачи данных от допечатного процесса (Prepress) непосредственно в Compucut для реализации программы резки; 2) создание внутризаводской сети с прямым соединением персонального компьютера для подготовки программ (Compucut) и производственных данных (Data Control) с резальной машиной (рис.8.9); 3) автономное программирование процессов резки с записью данных на магнитную карту PMS и возможностью последующего использования ее по мере необходимости. На всех резальных машинах Polar (78 ED, 92, 115, 137, 155, 176 Е/ЕD) могут применяться перечисленные варианты сетевой интеграции при условии оснащения резальных машин приемно-передающим устройством Compubox.

102

Резальные машины и комплексы Polar

Производительность резальных машин практически не зависит от скорости движения ножа, так как процесс резки бумаги сопровождается целым рядом вспомогательных операций. Стопу бумаги необходимо подвезти к машине, уложить пачку требуемой высоты на стол машины, выровнять кромки бумаги (столкнуть), установить ее правильно относительно подавателя и боковых упоров (произвести базирование стопы в машине относительно ножа), произвести серию параллельных резов. После каждого реза продукцию необходимо снять со стола машины и сложить в отдельные стопы. При необходимости повторяют все эти операции для поперечных резов. Таким образом, сама операция резки занимает не более 5...7% длительности процесса. Поэтому производительность резальных машин зависит в значительно большей степени от скорости перемещения подавателя и автоматизации разрезки, а также механизации и автоматизации вспомогательных операций. В настоящее время произошел существенный сдвиг в понимании того, что повышение производительности резальных машин невозможно без вибросталкивателей, загрузочно-разгрузочных устройств, различных подъемников и т.д. Обычно их называют периферийными устройствами, поскольку они устанавливаются вне резальной машины. Фирма POLAR поставляет в настоящее время такое же количество периферийных устройств, как и резальных машин, т.е. около 2,5 тыс. штук в год. Этот факт свидетельствует об устойчивой тенденции рынка полиграфического оборудования к максимальному оснащению технологических процессов резки вспомогательным оборудованием. Ниже рассмотрим отдельные виды периферийного оборудования фирмы POLAR, решающие задачу повышения уровня механизации подготовительно-вспомогательных работ. Технические характеристики по каждому виду устройств приведены в главе 17. Примечание. В соответствии с проводимой фирмой политикой, направленной на постоянное улучшение и обновление продукции, с 1.01.2004 г. произошли некоторые изменения в номенклатуре периферийных устройств, которые не отражены в тексте книги: 1. Сняты с производства: стопоподъемники моделей SF-3 и SF-6 и стапельные полочные накопители SBP. 2. Дополнительно будут выпускаться: вибросталкиватель мод. RAH6, стапельный накопитель STR-1000-6 и устройства разгрузки продукции моделей Transomat E-130-5 и Transomat E-160-6. 3. Устройство загрузки стоп в машину через передний стол будет иметь модель Transomat B-150-3.

Глава 9. Периферийные устройства резальных машин Polar 9.1. Общие сведения

9.2. Периферийные устройства загрузки стоп в резальную машину 9.2.1. Общие сведения об устройствах загрузки

Одной из наиболее трудоемких операций при резке является загрузка стопы листов на рабочий стол машины. Резальные машины Polar позволяют одновременно разрезать стопы высотой до 160 мм. Если, для примера, взять стопу листов формата 60 х 84 см, такая стопа будет иметь массу (в зависимости от вида бумаги) до 80 кг. Загрузка вручную крайне неудобна для оператора (центр тяжести груза расположен вне тела человека), что заставляет его сгибаться, вследствие чего позвоночник испытывает значительную нагрузку. За смену обрабатывается большое количество таких стоп, а общая масса загружаемой бумаги измеряется тоннами. Как следствие, оператор устает и может допустить ошибки в работе. Кроме того, бумага при ручной загрузке деформируется, теряя свой товарный вид. Поэтому механизация загрузки листов в резальную машину была одним из приоритетов фирмы POLAR. В 1957 году был предложен сначала механизированный вариант загрузки в виде стационарного встроенного стопо-

103

Периферийные устройства резальных машин Polar

подъемника, а в 1970 году появилась автоматическая система загрузки. Наиболее распространенными устройствами, облегчающими труд оператора, являются стопоподъемники, которые бывают стационарными (встроенными в машину) и передвижными. Они представляют собой грузоподъемное устройство, на платформу которого устанавливается поддон со стапелем листов. Его назначение – поддерживать верхний уровень стапеля на заданной высоте, что освобождает оператора от необходимости, по мере снятия стоп с поддона, наклоняться все ниже и ниже. Оператор перемещает стопу со стопоподъемника на рабочий стол машины только в горизонтальной плоскости. Кроме того, чем меньше расстояние, на которое необходимо переместить листы, тем меньше они деформируются и тем точнее будут уложены в стопу, а это в свою очередь положительно скажется на точности резания. Устройство автоматической загрузки Transomat механизирует операции отделения заданного количества листов стапеля и их транспортировку на рабочий стол машины. Конструктивно оно сложнее, чем стопоподъемник, однако полностью освобождает оператора от физического труда и позволяет ему сосредоточиться на выполнении своих непосредственных обязанностей по управлению машиной. Стопоподъемники и устройство загрузки Transomat обеспечивают оптимальные условия для организации рабочего места оператора резальных машин, значительно облегчают его труд. При использовании стопоподъемника производительность труда повышается на 25%, а автоматическая загрузка листов на задний стол машины устройством Transomat позволяет довести этот показатель до 90%.

9.2.2. Стопоподъемники

Рис. 9.1. Стопоподъемник встроенный S.

Рис. 9.2. Стопоподъемник передвижной S-F.

104

Фирма POLAR предлагает потребителям несколько моделей стопоподъемников: S, S-F (S-FA), LW и BF, имеющих некоторые конструктивные особенности. Стопоподъемник типа S (рис.9.1) прочно соединен со станиной резальной машины и приводится в движение от ее гидравлической системы. Управление подъемом и опусканием – кнопочное с пульта машины. Подъемники могут располагаться справа и/или слева и поворачиваться относительно оси стойки. Стопоподъемник может работать в системе полуавтоматической установки по высоте. При этом после съема стопы или загрузки и нажатия на клавиши "Поднять" или "Опустить" стопоподъемник автоматически поднимает стопу на уровень плоскости стола машины под управлением сенсорного датчика (см. раздел 7.2.1). Стопоподъемник S-F – автономно стоящий подъемник, который может использоваться как при резальной машине, так и в резальной линии (рис.9.2). Листы фиксируются на любой заданной высоте автоматически. Вилы подъемника поворотные, привод – от гидравлической системы машины. Стопоподъемник S-FА аналогичен типу S-F, но имеет собственный автономный привод, и поэтому может устанавливаться в любом месте. Стопа фиксируется по высоте. Снабжен поворотными вилами.

Периферийные устройства резальных машин Polar

Стопоподъемник LW (рис.9.3) имеет фактически те же функции, что и предыдущие, однако позволяет производить ручное стапелирование и выравнивание готовой продукции по боковым кромкам (см. раздел 9.7.2). Пульт может быть расположен справа или слева. Стопоподъемник LW является хорошим дополнением к резальной машине, например, для построения резального комплекса. Стопоподъемник LW(BF) – это модификация стопоподъемника LW, отличающаяся от последнего наличием боковых устройств предРис. 9.3. Стопоподъемник LW. варительного раздува стопы (рис.9.4). Его целесообразно использовать для работы в комплекте с вибросталкивателем – благодаря наличию воздушных прослоек между листами процесс сталкивания значительно ускоряется. Все стопоподъемники имеют удобно расположенный пульт, могут комплектоваться платформой или вилами. При перегрузке привод отключается. Стопоподъемники могут использоваться как самостоятельные устройства в резальных машинах, так и в качестве составной части резального комплекса.

Рис. 9.4. Стопоподъемник LW (BF).

Устройство автоматической загрузки осуществляет отделение сто9.2.3. Устройство загрузки на задний пы листов от стапеля, захват его грейфером транспортирующего усили передний стол машины тройства и подачу в резальную машину. Все эти операции оно выполняет автоматически. Transomat BL Отделение стопы листов осуществляется специальным валиком, а загрузка может производиться как на передний, так и задний стол резальной машины. В последнем случае резальная машина имеет более сложное устройство (с опускаемыми боковыми упорами), однако позволяет сэкономить время на перемещение бумаги. Устройство Transomat BL (рис.9.5) обеспечивает подачу стопы на передний стол машины с последующей установкой ее у подавателя оператором. Высота стопы регулируется бесступенчато. Загрузка продукции с использованием чип-маркеров (специальных прокладок, отделяющих заданное количество листов) обеспечивает дозированную подачу листов в машину. Автоматическая укладка листов при использовании Transomat 3ВL (рис.9.6) на задний стол резальной машины повышает производительность труда до 90%. Transomat 3BL обеспечивает подъем стопы на высоту стола резальной машины, а шибер или захваты транспортирующей системы (дополнительное устройство) подают стопу прямо на задний стол. При этом оператор реРис. 9.5. Устройство загрузки Transomat BL. зальной машины должен опустить боковой упор.

105

Периферийные устройства резальных машин Polar

Преимуще ства устройства Transomat BL: - высокая производительность резальных работ, оператор освобождается от тяжелой физической работы по загрузке стоп; - долгий срок службы устройства, не требующего особого ухода и смазки; - большая высота стопы, повышение производственной мощности машины; - высокое качество продукции: столкнутая стопа остается точно выравненной при транспортировке грейферной системой; - возможен вариант с грейферной загрузкой стоп из вибросталкивателя, полочного накопителя, полочного реала или полочного подъемника с воздушной подушкой.

б

а Рис. 9.6. Устройство загрузки Transomat 3BL: а – операция отделения стопы; б – общий вид.

9.3. Вибросталкиватели

Рис. 9.7. Вибросталкиватель модели R.

а

б Рис. 9.8.Вибросталкиватель модели RA:

а – общий вид; б – процесс обжима стопы.

106

Сталкивание листов по двум смежным, так называемым верным сторонам является обязательной подготовительной операцией подрезки и разрезки оттисков. Сталкивание листов может выполняться вручную, однако это трудоемкая операция, требующая значительных затрат времени. Использование вибросталкивателей, механизирующих эту операцию, повышает производительность резальных работ и увеличивают точность резки. Вибросталкиватель листов бумаги представляет собой вибростол с регулируемыми углом наклона, частотой и амплитудой колебаний. Сталкиватели большого формата комплектуются столом с воздушной подушкой и пневматической системой бокового раздува листов. Воздух из стопы после сталкивания на таком аппарате удаляется прессованием, что позволяет обрабатывать на резальных машинах стопы большой высоты. Перед укладкой листов стол вибросталкивателя устанавливается в горизонтальное положение. Для выполнения сталкивания он устанавливается под углом к горизонтали, так чтобы верные стороны бумаги приталкивались к боковым стенкам. Вибросталкиватели в зависимости от модели могут комплектоваться специальным валиком для вытеснения воздуха из стопы. Этим достигается повышение плотности стопы, уменьшение ее высоты и, как следствие, улучшение качества резки. Все серийные сталкивающие автоматы имееют хромированный стол и двухсторонние откидные упоры, которые работают автоматически. Для облегчения перемещения материала стол и упоры оснащены воздушной подушкой. Имеется возможность установки 4-х ступеней наклона стола влево или вправо. Направление вращения вибромотора, а также наклон стола, может изменяться автоматически. Сила вибросталкивания устанавливается бесступенчато в зависимости от характера материала. В процессе сталкивания можно регу-

Периферийные устройства резальных машин Polar

лировать подачу воздуха. Фирма POLAR выпускает вибросталкиватели нескольких моделей. Вибросталкиватель модели R (рис. 9.7) служит для точного выравнивания кромок листов перед резкой. Автоматические функции: управление откидными упорами, наклон стола, контроль процесса сталкивания, боковой раздув листов. Загрузка сталкивателя производится со стопоподъемника через откидные упоры, которые принимают горизонтальное положение. Транспортировка стопы к резальной машине осуществляется аналогично. Вибросталкивающие автоматы модели RA (рис.9.8, а) имеют все технические характеристики модели R. Для улучшения качества продукции они оборудованы обжимным пневматическим валиком (рис.9.8, б). С его помощью удаляется воздух со свежестолкнутой стопы после окончания процесса сталкивания. Такая стопа подается прямо на стол резальной машины. В зависимости от характеристик обрабатываемой стопы возможно бесступенчатое изменение скорости движения прижимного валика и выбора количества проходов (0, 1 или 2). Удаление воздуха из стопы возможно как в горизонтальном, так в наклонном положении. Посредством грейферной транспортной системы стопа со сталкивателя RA может загружаться непосредственно на задний стол резальной машины. Вибросталкиватель модели RAH (рис. 9.9) отличается от автоматов R и RA, где разгрузка выполняется на сторону, тем, что автомат разгружается назад. Он служит для соединения с механизированным резальным комплексом 6 и является особо экономичным решением при ограниченных площадях (см. раздел 10.6). Автоматическая разгрузка происходит непосредственно в приставленный стапельный накопитель STR. Из него грейферная транспортная система подает стопу на задний стол резальной машины. Сталкиватели листов могут быть интегрированы в механизированные линии резания (см. главу 10), а также выполнять свои функции самостоятельно. Определение количества листов – важный компонент в послепечатном производстве. Это необходимо как для рационального использования бумаги, учета обрабатываемой продукции, так и для рационализации производства. Например, запечатанные этикетками оттиски должны подаваться в резальную машину стопами по 1000 листов. В этом случае сразу же после разрезки этикетки могут быть упакованы без дополнительного пересчета в пачки по 1000 штук. Таким образом, определение количества листов в стопе является важной подготовительной операцией при резке готовой продукции. Применяют два способа определения количества листов: весовой и счетный. При весовом способе система определения количества листов состоит из двух устройств: эталонных и рабочих напольных весов, на которых смонтирован вибросталкиватель (рис. 9.10, а). Точность эталонных весов – 0,1 г. Сначала на эталонные

а

Рис. 9.9. Вибросталкиватель модели RAH.

9.4. Определение количества листов в стопе

б Рис. 9.10. Определение количества листов в стопе: а – вибросталкиватель на весовой платформе; б – эталонные весы.

107

Периферийные устройства резальных машин Polar

Рис. 9.11. Листосчетное устройство.

9.5. Полочные накопители стоп 9.5.1. Общие сведения о накопителях

108

весы (рис.9.10, б) кладется несколько листов из стапеля, по которым определяется средняя масса одного листа. На платформу вибросталкивателя, установленного на напольных весах, укладывается стопа. Весы взвешивают ее с высокой точностью (до 2 г). На основе полученных данных автоматически индицируется на пульте управления количество листов в стопе, которое находится на вибросталкивателе. При такой схеме две технологические операции (определение количества листов и сталкивание стопы) выполняются практически одновременно, что позволяет сократить время на перемещение стопы. Напольные весы не требуют дополнительной производственной площади. На них могут быть установлены все типы и форматы сталкивателей R, RA и RAH. При счетном способе количество листов в стопе определяют с помощью листосчетного устройства (рис.9.11). Это устройство устанавливается на отдельном столе рядом с подъемником и может обрабатывать стопу высотой до 200 мм. Устройство работает по принципу перебора листов за угол. Устройсво может быть соединено со сталкивателем. Сравнивая оба способа определения количества листов в стопе следует отметить, что при весовом способе возможна ошибка до 1...2%, но измерение количества происходит моментально и сам аппарат стоит дешевле. Информация высвечивается на экране монитора или распечатывается на встроенном принтере (с указанием количества листов, даты, времени и другой информации). При использовании счетного способа для интегрирования в систему требуется площадь размером 100 х 100 см для установки листосчетной машины. Столкнутые стопы листов укладываются на подъемник, платформа которого по мере заполнения опускается. При этом все стопы с определенным количеством листов отделяются одна от другой специальными разделительными прокладками – чипами. На предприятиях с большим объемом резальных работ подготовку стоп к резке (определение количества листов в стопе, их сталкивание) и послерезальные операции выполняет вспомогательный персонал. Время выполнения этих операций различно. Поэтому возникает потребность в промежуточном накапливании и хранении продукции. Если, например, время на подготовку стопы больше, чем сама операция резки, то производительность резальных машин, особенно резальных комплексов без накопителя, будет сильно снижаться из-за малой скорости выполнения подготовительных операций. Устройства Polar для накапливания и хранения разрезанного материала исключают время ожидания и непроизводительные простои резальной машины. Синхронная подача материала на резку и соответствующая ей по такту разгрузка резальной машины повышают ее производительность. Кроме того, накопительные устройства Polar дают возможность улучшить использование наличной производственной площади. В зависимости от выполняемых функций фирма POLAR предлагает следующие виды накопительных устройств. Накопители перед резкой – между подготовкой материала и процессом резки. Накопители после резки – полуфабрикаты накапливаются перед следующей за резкой рабочей операцией, например, высечкой. При этом следует принимать во внимание большое разнообразие видов дальнейшей обработки. Имеются два вида накопителей продукции: горизонтальные в виде накопительных столов и вертикальные, в виде полочных подъемников. Горизонтальные накопители используются как с ручным перемещени-

Периферийные устройства резальных машин Polar

ем стоп, так и с транспортирующими устройствами. Вертикальные накопители бывают в виде подъемника с полками на воздушной подушке или без нее. Преимущества накопителей: 1) большая накопительная вместимость при небольших производственных площадях; 2) возможна автоматизация подачи подготовленных к резке стоп на задний стол резальной машины путем использования грейфера из полочного подъемника с воздушной подушкой или стапельного реала. Полочный подъемник LL (рис.9.12) необходим, когда сталкивание листов производится одновременно с определением количества листов в стопе и требуется раздельное хранение стоп. Подъемник рекомендуется также в случаях промежуточной подготовки материала к резке, проводимой отдельно от резальной машины. Полочный подъемник LL составляется из легких полок (из древеснокартонной массы) с защитой граней. При этом подача воздуха под стопу из полок значительно облегчает перемещение стоп, особенно большого формата. Как опция выпускается полочный подъемник модели ВА, отличающийся от предыдущего автоматической заменой полок (рис.9.13). Он применяется, например, для автоматической загрузки стоп на задний стол резальной машины. Преимущества полочного подъемника: 1) оптимизация работы (материал всегда находится на высоте рабочего стола машины); 2) высокая гибкость и приспособляемость к резальной машине (при резке полос, при штанцевании, при использовании в резальной линии); Рис. 9.12. Полочный подъемник с воздуш3) выравнивание времени ной подушкой LL. обслуживания (синхронизация).

9.5.2. Полочный подъемник с воздушной подушкой LL

От вибросталкивателя RAH выровненные стопы могут автоматически подаваться прямо в стапельный накопитель STR (рис.9.14), который обеспечивает одновременно хранение до 5 стоп. Стапельный реал осуществляет точную приемку каждой стопы, которая с помощью грейферной транспортной системы затем подается на задний стол резальной машины. При этом стопа на всех этапах перемещения остается ровной. Съем стоп может осуществляться произвольно с любой полки. Преимущества стапельного накопителя: 1) экономное использование производственной площади; 2) высокая производительность благодаря непрерывности рабочего процесса; 3) большая гибкость в финишных процессах; 4) исключение тяжелого физического труда; 5) возможность накапливания стоп разной высоты.

9.5.3. Стапельный накопитель STR

Рис. 9.13. Полочный подъемник для автоматической загрузки LL(BА).

Рис. 9.14. Стапельный накопитель STR.

109

Периферийные устройства резальных машин Polar

9.5.4. Полочный стапельный накопитель SBP

Рис. 9.15. Полочный накопитель SBP.

Рис. 9.16. Передаточный стол.

Накопитель данного типа предназначен для приемки или сбора полуфабрикатов, которые на завершающем этапе не разрезаются в комплекте. Модель SBP (рис.9.15) – стапельный накопитель для приема и сбора продукции, который отличается от накопителя LL отсутствием воздушной подушки, поскольку служит для хранения разрезанных полуфабрикатов и передачи их на последующие операции. Одновременно применяется как загрузочное устройство.

9.6. Транспортирующие элементы

Рис. 9.17. Передаточные столы к устройству выгрузки Transomat Е: 1 – откидной стол.

110

Транспортирующие элементы Polar в виде комбинированных транспортных линий и передаточных столов облегчают движение материала к резальной машине и от нее. Наличие воздушной подушки (рис.9.16) и увеличение рабочей площади переднего стола позволяют легко транспортировать стопы большого формата. Обычно для облегчения процесса перемещения стоп вспомогательное периферийное оборудование выстраивают в одну линию с резальной машиной (рис.9.17). Однако при необходимости возможна установка дополнительных столов между периферийными устройствами, а также после резальной машины для вывода готовой продукции в зону дополнительной обработки (например, к высекальному прессу) или на участок упаковки готовой продукции. Транспортирующие линии позволяют любое комбинирование за счет

1

Периферийные устройства резальных машин Polar

использования передаточных элементов на воздушной подушке любой конфигурации и размера (рис.9.17). Фирма POLAR предлагает потребителям выбор различных механизированных устройств для облегчения процесса транспортировки. Грейферная система Polar (рис.9.18) предназначена для автоматизации перемещения стоп бумаги. С ее помощью можно с высокой производительностью перерабатывать тяжелые стопы. Грейферная система Polar обеспечивает автоматическую загрузку стоп на задний стол резальной машины. Она может подавать стопы из различных устройств: полочного накопителя стоп, стопоподъемника с воздушной подушкой или устройства загрузки Transomat 3ВL. Загрузка на задний стол машины происходит автоматически по заданной программе при опущенных боковых упорах. Грейферная система может быть использована на резальных машин Polar 115, 137, 155, 176 модификаций Е и ЕD. Поворотный грейфер Polar (рис.9.19) повышает производительность резальной машины, особенно при обработке массивных и крупноформатных материалов. Опускаемые боковые упоры заднего стола резальной машины дают возможность вращать стопу формата 105 х 145 см (у Polar 155) и 122 х 164 см (у Polar 176). Грейфер предназначен для резальных машин больших форматов Polar 155 и 176 модификации ЕD. Устройства разгрузки обеспечивают автоматизацию процессов после резки. Фирма POLAR предлагает рациональные решения по разгрузке резальной машины от продукции. Возможны два варианта разгрузки резальной машины: оператором вручную и автоматически. При небольших объемах производства разрезанные части могут укладываться в стапель оператором, на более мощных предприятиях может использоваться устройство автоматической разгрузки Transomat Е. Использование разгрузочных устройств способствует быстрому удалению продукции с переднего стола резальной машины. Это обеспечивает высокую скорость резания и способствует ускорению процессов обработки на последующих операциях. Устройство разгрузки предназначено для удаления разрезанной продукции из рабочей зоны и ровной укладки ее в стапель на поддоне. Оно устанавливается рядом с резальной машиной. Его приемная платформа 2 (рис.9.20) располагается на одном уровне с поверхностью стола машины. Оператор вместо переноски тяжестей только смещает стопу 1 до упора 5 с одновременным приталкиванием ее к боковой стенке 3 приемной платформы. Последняя перемещает стопу по диагонали, т.е. опускаясь, одновременно смещается влево. Приблизившись в стапелю 6, уложенному на поддоне 7, Transomat Е укладывает стопу на стапель сверху (рис.9.21, а) автоматически с высокой точностью. При обработке готовой продукции с точно подсчитанным количеством листов стопы могут укладываться ступенчато с некоторым сдвигом (рис.9.21,б).Посредством запатентованного подвижного устройства Transomat Е достигается исключительно высокая точ-

Рис. 9.18. Передаточные элементы транспортирующих устройств.

а

б Рис. 9.19. Грейферные устройства: а – поворотный грейфер; б – транспортная система.

9.7. Устройства разгрузки резальных машин 9.7.1. Устройство автоматической разгрузки Transomat Е

111

Периферийные устройства резальных машин Polar

3

4 1

5

2

6 7

Рис. 9.20. Принципиальная схема работы устройства разгрузки Transomat Е.

ность укладки стапеля, что ускоряет дальнейшую обработку продукции. При загрузке продукции в резальную машину через задний стол можно использовать сразу два устройства выгрузки и, таким образом, сортировать разрезанную продукцию по двум направлениям. Использование этих устройств позволяет: 1) повысить производительность резальной машины в зависимости от программы на 40...70%, поскольку оператор занят только резкой и освобождается от выполнения вспомогательных работ; 2) улучшить условия работы оператора, освобождая его от больших физических нагрузок. Устройство Transomat E фактически не требует ухода: для перемещения стопы используются малоизнашиваемые шариковые направляющие и прямой шпиндельный привод. Устройство имеет компактное и гибкое построение – его легко приспособить к конкретным условиям производства.

Рис. 9.21. Устройство разгрузки Transomat Е: а – ровная укладка стапеля; б – ступенчатая укладка отсчитанных оттисков.

а

б

9.7.2. Ручная разгрузка машины

Разгрузка резальной машины может производиться оператором с использованием стопоподъемника LW, оснащеного угольником для укладки листов. При этом листы укладываются в стапель вручную с одновременным выравниванием верных сторон. Периодически платформа стопоподъемника опускается так, чтобы верхний уровень стапеля оставался на уровне переднего стола машины. При необходимости конечную продукцию перед упаковкой контролируют и сортируют. Для этой цели рекомендуется применять дополнительные транспортные элементы и упаковочный стол (см. рис. 9.16, 9.17, 9.18). Дополнительные элементы расширяют рабочую зону и создают удобства в работе оператора. Например, откидной стол 1 (см. рис. 9.17) удлиняет передний стол машины. Он быстро и просто поднимается и опускается, обеспечивая легкость перемещения стоп большого формата. Промежуточный стол увеличивает зону переднего стола. Он облегчает перемещение стоп большого формата вдоль переднего стола, а также их транспортировку к столу резальной машины или от него.

9.8. Устройства переворота стапеля

Устройство переворота стапеля Polar является не только кантователем, но и служит для переворачивания стапеля, раздува, выравнивания и встряхивания листов в стопе. Его применение улучшает состояние стопы, увеличивает скорость выполнения операций и облегчает условия работы оператора, который может уделить больше времени выполнению основной работы.

112

Периферийные устройства резальных машин Polar

Устройство переворота стапеля может быть использовано в печатном и отделочном цехах на послепечатных операциях. Потребность в перевороте стопы может возникнуть на различных этапах производства. При подготовке листов к печати: - при перестановке стапеля с транспортной на собственную платформу; - при соединении двух стапелей в один на отдельной платформе, если листы сместились и их нужно выровнять. Кантование стопы при печати способствует: - быстрой подготовке стапеля; - быстрому выполнению заказа; - повышению качества печати; при послепечатной обработке листов-оттисков: - оптимизации стапеля, что особенно важно при передаче его на палетный самонаклад фальцмашины; - выравниванию стапеля при наличии листов со скользкой поверхностью; - точному переносу на одну платформу двух или нескольких стапелей; при отправке (транспортировке): - расположению стапеля по центру поддона; - перемещению стапеля с собственной платформы на транспортную; - образованию необходимой для потребителя высоты стапеля. Материалы для переворота стапеля: - бумага и картон; при использовании легкой этикеточной бумаги вытеснение воздуха перед печатью препятствует подаче двойного листа. Фирма POLAR предлагает потребителям такие разновидности устройств переворота стапеля: относительно простую модель PW, более сложную модель PW АВ и наиболее совершенную многофункциональную модель PW ABV (табл. 9.1). Таблица 9.1 Варианты использования устройств переворота стапеля

113

Периферийные устройства резальных машин Polar

Рис. 9.23. Устройство переворота стапеля модели PW-1.

Рис. 9.24. Устройство переворота стапеля моделей PW-4/6.

Рис. 9.25. Устройство переворота стапеля моделей PW-4-6 АВ.

114

Устройство переворота стапеля Polar PW-1 (рис. 9.23) является основной моделью. Оно принимает стапель на платформе на одной стороне, переворачивает его относительно горизонтальной оси и ставит его перевернутым на другую сторону. Устройство PW-1 требует жесткого крепления к полу без углубления. Устройство переворота стапеля Polar PW-4/-6 (рис 9.24) имеет высокую производительность при малой потребности в площади. Его отличительной чертой является то, что это абсолютно новый тип устройства, которое перевернутый стапель ставит на прежнее место. Горизонтальное поворотное движение производится вручную. Устройство PW-4/-6 не требует установки на прочную основу и поэтому может быть перемещено в любое место с помощью тележки с подъемным устройством. Устройство переворота стапеля Polar PW работает автономно и быстро. При необходимости оно может также обрабатывать и свежеотпечатанные листы. Повреждения листов или отмарывание оттисков, которые не всегда можно избежать при ручном перевороте, при автоматическом – отсутствуют. Устройство переворота стапеля имеет платформу для приема всех видов палет, удобное управление с пульта, сертификат безопасности. Автоматический переворот стапеля позволяет: 1) экономить время; 2) повысить оперативность работы; 3) облегчить тяжелый труд; 4) защитить материал от повреждений; 5) удалять макулатурные, ошибочные или бракованные листы. Модель PW-4-6 АВ (рис.9.25) имеет дополнительную функцию: раздув и сталкивание листов, что улучшает качество стапеля. В результате ограничивается возможность прохождения сдвоенного листа, удаляется излишний противоотмарочный порошок и пыль от резки. Вентилирование способствует разъединению слипшихся листов, акклиматизации стопы, улучшению качества печати и лакирования, ускорению сушки печатной краски и даже нейтрализации запаха, что важно при дальнейшем контакте отпечатков с продуктами. Количество подаваемого воздуха регулируется. Выравнивае стопы происходит при ее наклоне на 15°. Наиболее совершенная модель серии устройств переворота стапеля Polar – модель PW-4/6 ABV. Кроме всех достоинств моделей PW-4/-6AB модель ABV имеет дополнительно функцию вибросталкивания листов. Выравнивание листов сталкиванием позволяет достичь еще более высокого качества обработки стапеля.

Резальные машины и комплексы Polar

Общеизвестно, что условия эксплуатации резальных машин на различных предприятиях сильно отличаются. Причиной этому является различие в характере продукции, ее объеме и наконец, финансовых возможностях потребителя. Фирма POLAR учитывает эти особенности и предлагает рациональное решение для каждого рабочего процесса и каждого предприятия. Микропроцессорное управление помогает выполнить каждый заказ наиболее рационально, с минимальными затратами времени. Хотя резальные машины Polar полностью соответствуют современным требованиям, они ориентированы на перспективу. Уже сейчас нельзя обеспечить высокую производительность резальных работ без комплексного решения вопросов механизации труда. Фирма POLAR стремится автоматизировать все этапы работы с листовыми материалами. Ее концепцией является соединение резальной машины с периферийными устройствами и компьютеризованным управлением. Фирма POLAR выходит на рынок с новой стратегией, основанной на принципе перехода от отдельных машин к резальным комплексам. Только резальные комплексы и созданная на их основе оптимальная организация труда операторов приведут к повышению производительности и себестоимости продукции. Согласно новой концепции фирмы POLAR создаются комплексы оборудования могут создаваться двух типов: резальные и подготовительные (сталкивающие). Основной частью резального комплекса является резальная машина Polar, подготовительного – вибросталкиватель (табл. 10.1). Ниже приводим четыре базовых варианта схемы организации резальных комплексов и два – подготовительных.

Глава 10. Резальные комплексы Polar

Таблица 10.1. Варианты построения комплексов

Примечания: L – стопоподъемник; R – вибросталкиватель; P – полочный накопитель; PS – пресс-станция; T– устройство загрузки листов в машину Transomat B или 3BL или устройство выгрузки готовой продукции Transomat E . Модели периферийных устройств выбираются с учетом формата обрабатываемой продукции.

115

Резальные комплексы Polar

Каждый из приведенных вариантов отвечает определенным характеристикам производства, таким как мощность предприятия, его оснащенность, производственная программа, характер резальных работ и пр. Это дает возможность заказчику выбрать нужный для него вариант. Фирма POLAR разработала производственную программу, которая позволяет оптимально организовать индивидуальные рабочие места оператора машин в зависимости от характера заказов. Периферийное оборудование фирмы POLAR разработано специально для собственных резальных машин, что существенно облегчает формирование комплексов. На базе представленных четырех резальных и двух подготовительных может быть составлено неограниченное количество вариантов резальных комплексов с учетом конкретных особенностей производства. Ниже, в качестве примеров, расмотрим несколько возможных вариантов организации таких комплексов.

10.1. Комплекс 1

Рис. 10.1. Общий вид омплекса 1.

10.2. Комплекс 2

116

Комплекс 1 предназначен (рис.10.1) для элементарной механизации операций по подъему и опусканию стоп при выполнении резальных работ. Область использования – предприятия любой мощности, перерабатывающие разнообразную листовую продукцию до наибольшего формата (122х164), в т.ч. участки оперативной печати, копировально-множительные центры, брошюровочнопереплетные мастерские, типографии предприятий, организаций, фирм, картонажные предприятия и т.п. Состав линии: резальная машина и два стопоподъемника: один для подачи продукции в машину, другой – для выгрузки готовых изделий. Стопоподъемники могут быть встроенными или передвижными. Резальная машина может быть соединена со вспомогательными столами. Этот комплекс является наиболее простым и дешевым вариантом. Его универсальность состоит в том, что он пригоден для любых видов предприятий и продукции. При необходимости, он может быть дополнен другими периферийными устройствами, расширен и преобразован в другой комплекс. Комплекс 2 (рис.10.2) охватывает все операции: отделение стопы от стапеля, сталкивание ее, резку и автоматическую выгрузку готовой продукции. Этот комплекс позволяет каждому предприятию решать задачи по резке продукции и является оптимальным для выполнения работ с неравномерной структурой заказов, отличающихся объемом и сроками выполнения. Область применения – крупные и средние полиграфические предприятия – производители разнообразной продукции. Состав комплекса. Основной вариант: 1) стопоподъемник передвижной (модели LW, S-F, S-FA), поднимающий материал, подлежащий разрезке, на необходимую высоту; 2) вибросталкивательный автомат R, который выравнивает стопу листов по боковым кромкам (при необходимости с точным определением количества листов); 3) конвейер, объединяющий периферийные устройства с резальной машиной, например, грейферная транспортная система. С целью обеспечения синхронности работы сталкивателя и резальной

Резальные комплексы Polar

Рис. 10.2. Общий вид комплекса 2.

машины могут быть дополнительно установлены полочные накопители SBP; 4) резальная машина Polar ED – основа комплекса; 5) стопоподъемник LW с устройством выравнивания продукции. Вариант повышенной производительности: 1) стопоподъемник с раздувом листов LW(BF); 2) вибросталкивательный автомат RA c обжимным валиком; 3) поворотный грейфер (только для мод. Polar ED 155 и 176); 4) резальная машина ED, оснащенная Autotrim для автоматического удаления обрезков и сбора разрезанной продукции на подкладку; 5) устройство Transomat Е для автоматической разгрузки готовой продукции. На рис. 10.3 представлены четыре варианта комплекса 2 из десятка возможных. Вариант а предназначен для случая движения продукции справа–налево при одном операторе. Это малопроизводительный вариант, поскольку оператор должен периодически отвлекаться от резки на операции подготовки стоп. Вариант б при том же составе компонентов комплекса может работать при обслуживании одним или двумя операторами, благодаря чему производительность возрастает. Варианты в и г более производительные, их обслуживают два оператора: первый занят подготовкой стоп, второй занимается только резкой и направляет готовую продукцию в устройство Transomat Е для укладки готовой продукции в стапель. Преимущества использования комплекса 2: 1) увеличение производительности на 80...85%, 2) автоматическое выполРис. 10.3. Варианты расположения оборудования комплекса 2. нение операций сталкивания,

б

а

в

г

117

Резальные комплексы Polar

выгрузки, что обеспечивает высокое качество работ; 3) перемещение материала всегда на одной высоте; 4) модульная структура обеспечивает разнообразие вариантов компоновки линии; 5) эргономически целесообразная последовательность работ; 6) существенное возрастание производительности при обслуживании двумя операторами; 7) высокая надежность комплекса, обеспечиваемая высококачественным исполненем всех компонентов.

10.3. Комплекс 3

Комплекс 3 (рис.10.4) предназначен для обработки большого количества листового материала и при небольшом количестве резов, например, обрезка по контуру и разрезка на небольшое количество частей. Обработка выполняется за очень короткое время. Это достигается одновременным выполнением операций по загрузке, резке и выгрузке продукции. Область использования: крупные типографии предприятий, организаций, фирм. Комплекс 3 обслуживает один оператор. Вследствие автоматизации выполняемых операций практически исключается тяжелый физический труд.

Рис. 10.4. Общий вид комплекса 3.

Состав комплекса: 1) устройство автоматической загрузки Transomat ВL; 2) резальная машина ED; 3) устройство автоматической разгрузки Transomat Е. Загрузка продукции осуществляется на передний или задний стол резальной машины. Стопы листов автоматически берутся из стапеля заданной высоты, которая определяется специальными регулируемыми фотодатчиками или точно отделенными чип-маркерами (опция). Передача на задний стол происходит при опущенном боковом упоре стола шибером устройства загрузки Transomat В или грейферной подающей системой. Резка материала в резальной машине происходит с программированным управлением при использовании многочисленных функций, описанных в главе 8. Для крупноформатных машин Polar 155 и 176 для поворота стопы может использоваться поворотный грейфер. Укладка готовой продукции в стапель производится устройством разгрузки Transomat Е. Укладка стапеля выполняется точно и ровно независимо от одно- или многократно нарезанных стопок (до величины почтовой открытки). Полностью автоматизированная регулировка на формат уменьшает время обработки и исключает ошибки, поскольку при смене формата нет необходимости в ручной установке. Дополнительно можно использовать Transomat Е для укладки двух стапелей одновременно.

118

Резальные комплексы Polar

На рис.10.5 приведены четыре варианта построения резального комплекса для различных условий производства. Все варианты рассчитаны на обслуживание одним оператором. В схеме б применен поворотный грейфер; в схеме в для загрузки листов на задний стол машины используется грейферная транспортная система. Преимущества использования комплекса 3: 1)значительное повышение производительности благодаря автоматическому выполнению операций загрузки, установки стопы на задний стол машины, поворота стопы при обрезке и выгрузки готовой продукции; 2) повышение производительности при обрезке и разрезке листов на две части при пяти (четыре по внешнему контуру) резах на 120 %; 3) работа оператора, без физического напряжения; 4) эргономично целесообразный ход рабочего процесса.

б

а

в

г

Комплекс 4 (рис.10.6) предназначен для предприятий, где затраты времени на подготовку материала к резке и непосредственно на резку сильно отличаются: для подготовки (отделение стоп, определение количества листов в них, сталкивание) требуется много времени, а резка происходит очень быстро. Поэтому рабочий процесс должен быть разделен на два этапа: подготовительный и резальный. Область использования – разнообразные большие и средние предприятия по резке этикеток, почтовых открыток и другой подобной продукции. Состав комплекса. В соответствии с технологией комплекс состоит из двух секций: подготовительной и резальной. Поготовительная секция (рис.10.6, а) служит для подготовки стоп и промежуточного их хранения. Здесь осуществляется контроль качества, определение количества листов и точное выравнивание листов по боковым кромкам. Эта секция состоит из: 1) стопоподъемника; 2) сталкивательного автомата R или RA (на весовой платформе для определения количества листов); 3) полочного накопителя с воздушной подушкой LL для раздельного хранения подготовленных стоп; отдельные стопы укладываются на досках, а весь накопитель может транспортироваться с ними на новое рабочее место. Материалы для обрезки и разрезки подготавливаются вспомогательным рабочим вне резальной машины в виде стоп. Рабочее место укомплектовывается стопоподъемни-

Рис. 10.5. Варианты расположения оборудования комплекса 3.

10.4. Комплекс 4

а

б Рис. 10.6. Комплекс 4: а – секция подготовки бумаги; б – резальная секция.

119

Резальные комплексы Polar

б

в Рис. 10.7. Варианты расположения оборудования комплекса 4.

120

ком или автоматом для раздува и роспуска листов и вибросталкивателем, а также подъемникомнакопителем с несколькими полками на воздушной подушке для подачи листов пачками. Количество обрабатываемой продукции может определяться счетом или взвешиванием, тут же осуществляется контроль листов. Затем стопы листов передаются на доски с воздушной подушкой подъемника-накопителя. В резальной секции (рис.10.6, б) – подготовленные стопы материала разрезаются, а затем продукция укладывается с помощью устройства автоматической выгрузки. Эта секция состоит из: 1) полочного накопителя с воздушной подушкой LL с разделенными стопами (для загрузки на передний стол) или полочного накопителя ВА (для загрузки подготовленных стоп на задний стол машины) или полочного накопителя SBP (для разрезанных полуфабрикатов), который может перемещаться, меняя рабочее место; 2) резальной машины ED (возможно с набором дополнительных устройств); 3) промежуточных элементов для соединения периферийных устройств с резальной машиной; 4) устройства выгрузки готовой продукции Transomat Е. Резальная машина является основной частью этого комплекса. Большие возможности резальной машины будут наиболее рационально использованы при резке этикеток благодаря таким дополнительным устройствам, как Autotrim, поворотный и наклонный подаватель, Fixomat с держателем листов на подавателе, а также устройства автоматического регулирования прижима и модулькоррекция, которые помогают повысить качество продукции. Программируемая работа и комплекс Compucut сокращают время на выполнение операции до минимума. Подготовленные стопы материала из полочного накопителя загружаются в резальную машину. Это может происходить вручную через передний стол или автоматически – транспортирующей грейферной системой непосредственно на задний стол резальной машины. Выгрузка готовой продукции из резальной машины происходит через передний стол. Для этой цели имеется дополнительное оборудование, например, накопительный полочный реал для сбора разрезанной продукции или Transomat Е для автоматической укладки (даже мелкой продукции на подкладке). На рис.10.7 представлены варианты расположения оборудования комплекса 4. Комплекс 4 позволяет повысить производительность при резке, например, этикеток (при числе резов 18) на 58%.

а

г

Резальные комплексы Polar

Комплекс 5 предназначен для предприятий, где четко проявляется различие времени на подготовку стоп к резке и резку, например, при изготовлении этикеток, ярлыков и подобных изделий. Разделение этих двух рабочих процессов значительно повышает производительность резания. Один вибросталкиватель может обеспечить подготовленным материалом две резальные машины. Комплекс 5 имеет более высокую степень автоматизации, нежели Комплекс 4, так как исключается обслуживание полочного накопителя с воздушной подушкой. Стопы больших форматов могут передвигаться и автоматически палетироваться с помощью грейферно-транспортирующей системы. Возможно определение точ-

а

10.5. Комплекс 5

б

Рис. 10.8. Комплекс 5: а – секция подготовки бумаги; б – резальная секция.

ного количества листов с помощью системы чип-маркеров (опция). Область применения: большие типографии, типографии издательств, предприятия по изготовлению этикеток, почтовых открыток и упаковок, брошюровочно-переплетные цеха, предприятия послепечатной переработки. Состав комплекса. Комплекс 5 состоит из: вибросталкивательной и резальной секции. В вибросталкивательной секции (рис.10.8, а) происходит контроль качества, определение количества листов и выравнивание по сторонам стоп материала, подготовленных к резанию. Она состоит из: 1) стопоподъемника, 2) вибросталкивающего автомата (с устройством определения количества листов в стопе), 3) устройства разгрузки Transomat Е для автоматического стапелирования подготовленных стоп материала. Стопы материалов для работы подготавливаются вне резальной машины вспомогательным рабочим. Рабочее место укомплектовывается стоподъемником или автоматом для раздува и роспуска листов, автоматическим сталкивателем и устройством Transomat Е. Количество единиц продукции определяется путем подсчета или взвешивания,

б

а

в

г Рис. 10.9. Варианты расположения оборудования комплекса 5.

121

Резальные комплексы Polar

при этом выполняется также контроль качества листов. После сталкивания пачки листов передаются устройством Transomat Е на поддоны. Для разделения пачек автоматическая система Сhip-Marker вкладывает между ними закладки. Резальная секция (рис.10.8, б) состоит из: 1) автоматического устройства загрузки Transomat В, 2) резальной машины Polar ЕD с соответствующим дополнительным оборудованием; 3) устройства выгрузки готовой продукции Transomat Е. Резальная машина является основной частью секции. Большие возможности резальной секции будут оптимально использованы при резке этикеток посредством применения специальных устройств, например, Autotrim, поворотного и наклонного подавателя, Fixomat, держателя листов на подавателе. Автоматическое регулирование прижима и модуль-коррекция помогают повысить качество работы. Программирование работы и использование системы Compucut сокращают время разрезки стоп до минимума. Подготовленные для разрезки стопы материала (с точно определенным количеством листов (с помощью системы чип-маркеров – опция) автоматически отделяются от стапеля системой загрузки Transomat В и подаются с помощью грейферной транспортной системы прямо на задний стол машины. Разгрузка резальной машины происходит через передний стол. Для этого есть разнообразные устройства, в частности, полочный накопитель для доставки разрезанной продукции на завершающую обработку. Transomat Е обеспечивает автоматическую укладку продукции в стапель (также малоформатных изделий на подкладке). На рис.10.9 представлено несколько вариантов расстановки оборудования комплекса 5.

10.6. Комплекс 6

Рис. 10.10. Общий вид комплекса 6.

122

Комплекс 6 (рис.10.10) предназначен для типографий - изготовителей этикеток, книжных фабрик и других предприятий, где послепечатная обработка продукции происходит с неравномерной структурой заказов, разными тиражами, но при постоянной загрузке. Отличительной особенностью функционирования этого комплекса является исключительная гибкость, оптимальный ритм работы, накапливание стоп между подготовкой листов и резанием, синхронизация и запас производительности при коротких сроках обработки. Область применения – большие типографии издательств, предприятий, фирм. Состав комплекса. Основной вариант: 1) стопоподъемник;

Резальные комплексы Polar

2) вибросталкиватель RAH; 3) стапельный накопитель STR; 4) резальная машина ED; 5) грейферная транспортная система; 6) устройство разгрузки Transomat Е. Вариант повышенной производительности: 1) стопоподъемник с устройстовм раздува листов LLBF; 2) вибросталкиватель RAH; 3) полочный накопитель SВР; 4) резальная машина ED, оснащенная Autotrim; 5) поворотный грейфер; 6) устройство разгрузки Transomat Е.

б

а

в

г

Подготовка материала к резке. Подготовка материалов для обработки на резальной машине выполняется одним из двух операторов, которые обслуживают комплекс. В состав этого комплекса входят: стопоподъемник или автомат для раздува и роспуска листов и автоматический сталкиватель, которые в зависимости от наличия рабочих площадей и предусмотренного технологией маршрута движения продукции могут быть установлены справа или слева у заднего стола вместе с поддоном-накопителем для стоп и вспомогательными столами. Подготовленные стопы поступают из вибросталкивателя RAN в стапельный накопитель. Загрузка заднего стола. Стопы подаются в машину непосредственно из стапельного накопителя или через промежуточный стол. Загрузка машины происходит при опущенном боковом упоре и может быть автоматизирована за счет использования грейферной транспортной системы с захватами. Резальная машина Polar является основой комплекса. Высокие возможности машины могут быть реализованы при использовании специальных устройств, например, Autotrim, поворотного и наклонного подавателя, Fixomat, держателя листов на подавателе. Автоматическая регулировка давления прижима и модуль коррекция способствует повышению качества работы. Программирование работ и использование системы Compucut сокращают затраты времени до минимума. Выгрузка готовой продукции из резальной машины. Для этой цели используется устройство Transomat Е, которое может быть скомпоновано в зависимости от наличия производственных площадей. Возможные варианты компоновки комплекса 6 представлены на схемах рис.10.11. Отличительные особенности комплекса 6: 1) гибкость; 2) непрерывность в работе;

Рис. 10.11. Варианты расположения оборудования комплекса 6.

123

Резальные комплексы Polar

3) короткие сроки обработки материала; 4) компактная, экономная по площади и вариабельная структура комплекса благодаря модульному построению.

10.7. Комплекс 7

а

б Рис. 10.12. Комплекс 7:

а – общий вид; б – фрагмент системы.

124

Комплекс 7 (рис.10.12) предназначен для специализированной обработки этикеток и другой подобной продукции. Особенностью комплекса 7 является использование двух спаренных резальных машин.

Характер продукции – этикетки, ярлыки, почтовые карточки, упаковочные материалы. Область применения – предприятия по изготовлению упомянутой продукции. Комплекс выполняет три группы операций: 1) подготовку стоп к резке; 2) резку подготовленных стоп на полосы; 3) резку полос на стопки готовых изделий и их обандероливание. Подготовка стоп к резке. На этой стадии происходит определение количества листов в стопе, сталкивание и передача подготовленных стоп в полочный накопитель. Возможно использование элементов комплексов 2, 4, 5 и 6. Резка подготовленных стоп на полосы. Эта операция выполняется на резальной машине Рolar, оснащенной устройством Autotrim. Подготовленные стопы подаются на задний стол машины с помощью грейферной транспортной системы из полочного накопителя. Резка полос на стопки готовых изделий и их обандероливание. Эта группа операций выполняется на резальной машине Polar Autocut, специально приспособленной для резки полос на стопки готовых этикеток, приема готовых этикеток и их передачи на последующую операцию обандероливания. При обработке больших объемов продукции целесообразно использовать более мощный комплекс – две спаренные резальные машины. Один из вариантов такого комплекса включает систему автоматической загрузки стоп Transomat В и две резальные машины Polar, причем вторая машина с системой Autocut (рис.10.12, б). Комплекс Transomat В осуществляет загрузку предварительно отсчитанных и выровненных стоп на задний стол первой резальной машины. Ее оператор разрезает стопу в одном направлении. С помощью системы захватов и передаточных столов разрезанные стопы транспортируются на задний стол второй автоматической резальной машины, где выполняются перпендикулярные резы. Как правило, у второй резальной машины существует двусторонний вывод готовой продукции шибером (вправо или влево), в зависимости от того, что необходимо делать со стопами разрезанных этикеток дальше.

Резальные комплексы Polar

В зависимости от конкретных условий может быть сформировано большое количество вариантов компоновки устройств для получения наибольшей производительности (рис.10.13). Предварительная разрезка на полосы может выполняться на машине, которая работает автономно или в линии с машиной Autocut. Если сталкивание и разрезка не совпадают по циклу, то предварительная разрезка на полосы должна проводиться автономно. На полосы стопы разрезаются на машине Autocut, в которую они автоматически подаются из накопителя. Готовые полосы выталкиваются влево или вправо. Этикетки, которые подлежат высечке, могут быть подобраны на столы-накопители с толкателем, работающим в цикле, после чего они передаются на высекальный пресс. Polar Autocut может работать самостоятельно или в линии, загружаясь предварительно разрезанными полосами материала. При установке в линию предварительно разрезанные полосы закладываются и выравниваются в станции загрузки Autocut. Подготовка материала к резанию на полосы выполняется отдельным сталкивательным автоматом (см. комплексы 4 и 5) или машиной для предварительной резки. Этот процесс выполняется между сталкиванием и резкой. Производительность системы. При скорости около 6 циклов/мин с одинаковой загрузкой до 6 полос и при 1250 листах в стопе возможная средняя производительность за смену составляет 2,5 миллиона этикеток. Эта производительность зависит от вида материала и размера этикеток. Выталкивание единиц продукции (стопок этикеток) выполняется слева направо. Как специальное устройство существует также версия с подачей справа налево. Разрезанные этикетки подлежат обандероливанию в потоке без промежуточного накопителя. Для этой цели существуют многопозиционные обандероливающие автоматы, способные обрабатывать большое количество единиц продукции. Высеченные этикетки могут собираться на накопительном столе с тактовым шибером (специальное устройство) и через накопитель подаваться на высечку. Для отдельной загрузки используется специальная секция и полочный подъемник с воздушной подушкой с регулируемой подачей воздуха. Оба являются специальными устройствами. Преимущество комплекса 7 состоит в чрезвычайно высокой производительности и высоком качестве работ.

б

а

в

г Рис. 10.13. Варианты расположения оборудования комплекса 7.

125

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 11. Линии для изготовления этикеток и их компоненты

Характерной особенностью современного полиграфического производства является наличие значительного количества предприятий, занятых изготовлением этикеток (здесь и далее под этим термином будем подразумевать лицевые этикетки, контрэтикетки и кольеретки). Это связано с увеличением номенклатуры товаров и услуг, развитием рыночных отношений и расширением рекламных мероприятий. Конкуренция между многочисленнми предприятиями по привлечению заказчиков способствует повышению качества и точности изготовления этикеток. Точность резания – важнейший фактор при послепечатной обработке этикеток, определяющий требования к высокоскоростным этикетировочным автоматам по соблюдению строгих допусков на размеры этикеток, которые обычно не превышают 0,2 мм.

11.1. Общие сведения о механизации изготовления этикеток

В этих условиях преимущество будут иметь предприятия, которые обеспечивают максимальное качество выпускаемой продукции. Фирма POLAR разработала концепцию гибкого рабочего процесса на основе комбинации серийных высокоскоростных резальных машин и ряда специализированных периферийных устройств. На основе резальных машин Polar 115, 137 и 155 были созданы несколько вариантов поточных линий с возможностью различной комплектации. Конечным продуктом любой линии является разрезанные и обандероленные этикетки, содержащие строго определенное количество изделий. Сущность разработанной программы по механизации и автоматизации изготовления этикеток Label System состоит в том, чтобы максимально уменьшить количество занятого в работе персонала, сократить время производственного цикла и получить на выходе максимум продукции высокого качества. Существует два различных типа этикеток: 1) фигурные, получаемые высечкой с помощью штампов; 2) прямоугольные, получаемые разрезкой на одноножевых резальных машинах. Фирма POLAR предлагает следующие решения: 1) линии DC-10 и DC-11 для изготовления фигурных (высечных) этикеток; 2) линии SC-20MB, SC-21MB и SC-22MB для изготовления прямоугольных (резаных) этикеток. В состав этих линий входят следующие устройства: для резки: 1) одноножевая резальная машина Polar с устройством Autotrim (для резки на полосы); 2) резальная машина Polar Аutotrim М; 3) специализированная резальная машина Polar Autocut 25 (для однополосной резки); 4) специализированная резальная машина Polar Autocut 115 (для многополосной резки); для накапливания: 1) стол для накапливания полос LT-S; 2) стол для накапливания этикеток LT-N; 3) стапельный полочный накопитель или подъемник полок с поддувом воздуха; для высечки: 1) высекальный пресс DC; для обандероливания: 1) однопозиционное обандероливающее устройство BS (опция – палета); 2) многопозиционная обандероливающая машина В1Е; для уплотнения стопы (удаления воздуха):

126

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

1) пресс-станция PST. Ниже остановимся на особенностях конструкции и технических возможностях линий для изготовления этикеток и их компонентов. Фирма POLAR предлагает потребителям две линии для изготовления фигурных этикеток: DC-10 и DC-11. Для их правильного функционирования важное значение имеет надлежащая подготовка продукции. Подготовка стопы отпечатанных листов с этикетками может производиться по четырем схемам (рис.11.1): схема 1 (рис. 11.1, а) – как в резальном комплексе 2 в составе: стопоподъемник (возможно с устройством раздува), вибросталкиватель (с определением количества листов), передаточный стол; схема 2 (рис. 11.1, б) – как в резальном комплексе 6 в составе: стопоподъемник (возможно с устройством раздува), вибросталкиватель (с определением количества листов), полочный накопитель; схема 3 (рис. 11.1, в) – как в резальном комплексе 5 в составе: стопоподъемник (возможно с устройством раздува), вибросталкиватель (с определением количества листов), разгрузочное устройство Transomat Е (с чипмаркерами); схема 4 (рис. 11.1, г) – как в резальном комплексе 4 в составе: стопоподъемник (возможно с устройством раздува), вибросталкиватель (с определением количества листов), полочный подъемник на воздушной подушке. Дальнейшее перемещение подготовленного материала в резальную машину может производиться такими способами: 1) по схеме 1: с передаточного стола на передний стол резальной машины; 2) по схеме 2: от полочного накопителя на задний стол резальной машины грейферной системой при опущенном боковом упоре; 3) по схеме 3 возможны два варианта: а) на задний стол резальной машины устройством загрузки Transomat 3ВL c чип-маркерами, затем на пресс-станцию посредством грейферной системы при опущенном боковом упоре; б) на передний стол резальной машины устройством загрузки Transomat В с чип-маркерами; 4) по схеме 4 возможны два варианта: а) на передний стол резальной машины из полочного подъемника на воздушной подушке; 2) на задний стол резальной машины из подъемника с полками на воздушной подушке ВА.

11.2. Линии Polar для изготовления фигурных этикеток 11.2.1. Способы подготовки продукции к резке этикеток

а

б

г

в

Стопы подготовленных листов-оттисков (рис.11.2, а,б) сначала обрезаются со всех 4-х сторон, потом разрезаются на специализированной резальной машине 1 модели Autotrim М на полосы 2. Последние автоматически выравниваются по переднему и боковому срезам и разрезаются на этой же машине на отдельные стопки этикеток 3. При этом отрезанные этикетки автоматически выравниваются спереди мобильной выравнивающей станцией 5. После этого они передаются на накопительный стол LT-N 8 шибером 4, смонтированным над передним столом ма-

Рис. 11.1. Способы подготовки продукции к резке этикеток.

11.2.2. Линия DC-10

127

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

шины в зоне резания. Оттуда полосы из разрезанных стопок поступают в высекальный пресс DC 6. Там из стопок высекаются этикетки, которые непрерывным потоком подаются на однопозиционное обандероливающее устройство ВS, где происходит обвязка в пачки определенного объема. Состав линии DC-10: 1) специализированная резальная машина Polar Autotrim М; 2) накопительный стол LT-N; 3) высекальный пресс DC; 4) однопозиционное обандероливающее устройство BS или BS-М.

а

2

1

Рис. 11.2. Линия DC-10: а – общий вид; б – схема линии

4 8 5 3

7

б 6

11.2.3. Линия DC-11

Стопы 1 (рис.11.3, а,б) подготовленных листов-оттисков с этикетками сначала обрезаются по периметру с четырех сторон, потом разрезаются на полосы 3 на одноножевой резальной машине 2, оснащенной устройством Autotrim. Отрезанные полосы подаются на накопительный стол 4 для полос LT-S. Оттуда автоматически по одной полосе передаются на специализированную резальную машину 6 модели Autocut 25 для поперечной резки. При этом на машине производится их точное выравнивание, подача и последующая резка в автоматическом режиме. Отрезанные стопки этикеток передаются шибером 7 на высекальный пресс 8 модели DC, где они подвергаются высечке и затем обандероливанию в однопозиционном обвязочном устройстве 9 модели BS (возможна опция – формирование палет). Таким образом, вторая часть линии DC-11 аналогична завершаю1

а

3

5 8

Рис. 11.3. Линия DC-11: а - фрагмент линии; б - схема линии.

7 9 2 6

4

б 128

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

щей части линии DC-10. Состав линии DC-11: 1) одноножевая резальная машина Polar ЕD Autotrim; 2) накопительный стол для полос LT-S; 3) специализированная узкополосная резальная машина Autocut 25; 4) высекальный автомат DC; 5) однопозиционное обандероливающее устройство BS или BS-М. Фирма POLAR предлагает потребителям три линии для изготовления резаных этикеток: 1. линию SC-20MB; 2. линию SC-21MB; 3. линию SC-22MB. Подготовленные стопы оттисков с точно определенным количеством листов (обычно по 1000) передаются на стол специализированной резальной машины модели Polar Autotrim М, где точно устанавливаются, и обрезаются по контуру с четырех сторон, а затем режутся на полосы 1. Разрезанные полосы вручную поворачивают на 90° и приталкивают к боковому упору заднего стола машины, где они выравниваются по переднему и боковому срезам и автоматически подаются на резку на элементарные стопки этикеток 2. Последние после резки сначала выравниваются мобильной выравнивающей станцией 3, а затем шибером 4 выводятся в сторону и передаются в многопозиционное обандероливающее устройство В1Е/АС 5, где обвязываются пачками по 1000 штук этикеток в каждой. Упакованные пачки складываются на столе готовой продукции для последующей упаковки в транспортную тару. Состав линии SC-20MB: 1) специализированная резальная машина Polar Autotrim М; 2) многопозиционное обандероливающее устройство В1Е/АС.

11.3. Линии Polar для изготовления прямоугольных (резаных) этикеток 11.3.1. Линия SC-20MB

1

5 3

а

4

Рис. 11.4. Линия SC-20МВ: а - общий вид; б - схема линии

б

2

Стопы 1 подсчитанных и выровненных листов-оттисков подаются на стол резальной машины 2, оснащенной устройством Autotrim, где последовательно сначала обрезаются по контуру, а затем разрезаются на полосы. Последние вручную выравниваются и по несколько полос 3 одновременно передаются на накопительный стол 4 для полос LТ-S. Со стола полосы загружаются на задний стол специализированной резаль-

11.3.2. Линия SC-21MB

129

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

ной машины 5 Polar Autocut 115, где спереди и сбоку автоматически выравниваются и разрезаются на стопки этикеток 6. Эти стопки сначала автоматически выравниваются с одной стороны по вертикальному упору отодвигаемого переднего стола, с другой – мобильной выравнивающей станцией, а затем подаются шибером на обвязку в многопозиционное обандероливающее устрой-

Autocut 115 (5)

а

LT-S (4)

BIE/AC (7)

6

Рис. 11.5. Линия SC-21МВ: а - общий вид, б - схема линии. 3 POLAR Autotrim (2)

б 1

ство 7 модели В1Е/АС. Обвязанные стопки этикеток загружаются в транспортную тару. Состав линии SC-21MB: 1) одноножевая резальная машина Polar ЕD с устройством Autotrim; 2) накопительный стол для полос LТ-S; 3) специализированная резальная машина Autocut 115; 4) многопозиционное обандероливающее устройство В1Е/АС.

11.3.3. Линия SC-22MB

а Рис. 11.6. Линия SC-22МВ: а - общий вид; б - схема линии.

Линия SC-22MB (рис.11.6) во многом аналогична линии SC-21MB, отличаясь от нее тем, что имеет две обособленные части. Между резкой на полосы на машине Polar Autotrim и резкой полос на элементарные стопки на машине Autocut 115 они поступают на полочный накопитель. Такое решение позволяет разделить процесс изготовления этикеток на две стадии, что целесообразно при несинхронности первой и второй частей процесса. Первая часть линии (аналогична предыдущей линии). Стопы подсчитанных, столкнутых листов-оттисков подаются на резальную машину Polar ED, оснащенную устройством Autotrim, где сначала обрезаются по контуру с четырех сторон, затем разрезаются на полосы, которые вручную выравниваются и передаются на накопительный полочный подъемник LL или полочный накопитель SBP.

Autocut 115 (3) LT-S (2)

4

BIE/AC (5) LL/SBP (1)

6

б 130

Вторая часть линии. С полочного накопителя 1 полосы снимаются вручную на накопительный стол 2 полос LT-S. Оттуда автоматически подаются на задний стол специализированной резальной машины 3 Autocut 115 (или Autocut 90), где разрезаются на стопки 4 этикеток, которые на переднем столе выравниваются мобильной станцией. Затем шибером сдвигаются в сторону и подаются на многопозиционное обандероливающее устройство 5 модели В1Е/АС. Обвязанные и упакованные этикетки укладываются в транспортную тару 6. Состав линии SC-22MB: Первая часть линии: 1) одноножевая резальная машина Polar ЕD с устройством Autotrim. Вторая часть линии: 2) полочный накопитель SBP или полочный подъемник с воздушной подушкой LL; 3) стол накопительный для полос LT-S; 4) специализированная резальная машина Polar Autocut 115 (Autocut 90); 5) многопозиционное обандероливающее устройство В1Е/АС. На графике (рис.11.7) показана эффективность использования линий для изготовления прямоугольных этикеток SC-20MB и SC-21MB. Расходы на изготовление менее 10 млн этикеток по 70 штук на листах формата 70х100 см и по 1000 листов в стопе на линии SC-21MB больше, чем на линии SC-20MB, где расходы приняты за 100%. Но при тиражах более 10 млн этикеток эффективнее линия SC-21MB. Устройство Autotrim может быть установлено на серийные резальные машины Polar моделей 115, 137 и 155 модификации ED. Подробнее об особенностям использования устройства Autotrim см. в разделе 7.2.2. На базе одноножевой резальной машины Polar 137 ED фирма разработала специализированную машину, оснащенную мобильной автоматизированной станцией выравнивания и шибером (толкателем, упором) бокового сталкивания. Машина Autotrim М кроме удаления отходов и выравнивания полос при резке автоматически выравнивает отрезанные стопки и сдвигает их вправо или влево от зоны резки. При этом возможна работа без оператора. После отключения мобильной выравнивающей станции и шибера боковой подачи ее можно использовать как обычную резальную машину модели Polar Autotrim. Технические характеристики этих машин приведены в главе17.

Рис. 11.8. Резальная машина Polar Autotrim.

Расходы,%

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

SC-20МВ SC -21 МВ

100

SC-20МВ

0

2

4

6

SC-21МВ

8

10 12 14 16

Тираж, млн эт.

Рис. 11.7. Эффективность использования машин SC-20МВ и SC-21МВ.

11.4. Компоненты линий для изготовления этикеток 11.4.1. Одноножевая резальная машина Polar с устройствами Autotrim и Autotrim М

Рис. 11.9. Резальная машина Polar Autotrim М.

Машины предназначены для резки полос на отдельные элементы. Это программируемые машины, сконструированные специально для резки одинарных полос на отдельные стопки этикеток. Полосы поступают в машину со стола накопителя и хранения LT-S с высокой точностью.

11.4.2. Специализированные резальные машины Polar Autocut 25 и Polar Autocut 115 131

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

Разработка конструкции резальной машины специально для резки полос базируется на богатом опыте фирмы POLAR в конструировании резальной техники. Машина Autocut 25 (рис. 11.10) подключена к сети управления комплекса и выполняет резку в автоматическом режиме. Рис. 11.11. Специализированная резальная Рис. 11.10. Специализированная резальная маЭто программируемая, машина Polar Autocut 115. шина Polar Autocut 25. полностью автоматизированная машина, созданная специально для резки нескольких полос на элементы, в частности на стопки этикеток, (обычно по 1000 штук в стопе). Стопы, состоящие из определенного количества предварительно разрезанных полос, поступают из накопительного стола LT-S в машину. При этом полосы остаются всегда точно выровненными как сбоку, так и сзади, со стороны подавателя. Подача полос для резки осуществляется автоматически. Машина Autocut 115 (рис. 11.11) интегрирована в систему управления линии для изготовления этикеток, благодаря чему смена программы резки происходит автоматически. Работа машины Autocut 115 синхронизирована с работой шибера для удаления этикеток, входящего в комплекс. Благодаря автоматическому отделению обрезков при резке, автоматическому держателю этикеток и автоматической подаче на каждый шаг Autocut 115 выводит разрезанные этикетки точно столкнутыми и выровненными.

11.4.3. Пресс-станция Polar PST

Рис. 11.12. Пресс-станция PST.

11.4.4. Стол для накапливания полос LT-S

Рис. 11.13. Стол LT-S.

132

Это новая разработка фирмы POLAR, предназначенная для опрессовки подготовленных к резке стоп. При этом происходит сильное сжатие листов с удалением воздуха. Такое уплотнение стоп позволяет значительно улучшить условия резки этикеток. Это устройство интегрировано в систему подготовки стоп к загрузке. При использовании линий изготовления этикеток DC-10, DC-11, SC-20MB и SC-21 MB пресс-станция дополнительно повышает точность их изготовления. Она делает возможным также грейферный съем обжатых стоп для непосредственной транспортировки на задний стол резальной машины. Стол принимает разрезанные полосы от резальной машины или от полочного накопителя, накапливает их для передачи по циклу для дальнейшей переработки в резальные устройства Polar. Стол оснащен воздушной подушкой.

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

Из-за различной цикличности оборудования отдельные операции, например, по подготовке стоп к резке в линии Polar SC-22МВ, выполняются вне линии. При этом полуфабрикаты (полосы) накапливаются в виде вертикальных компактных стоп с точно определенным количеством листов в них. При использовании комплекса изготовления этикеток SC22МВ разрезанные полосы этикеток принимаются из накопителя и подаются на стол накапливания полос LT-S. Благодаря этому уменьшается время ожидания и простоя оборудования.

11.4.5. Стапельный полочный накопитель

Этикетка является элементом маркетинга, поскольку определяет внешний вид продукции. Производство этикеток растет в большей мере за счет увеличения номенклатуры, но при уменьшении тиражей в одной партии. Фирма POLAR учитывает и эту особенность производства и предлагает высекальное оборудование, которое имеет высокую гибкость в переналадке на другую продукцию. Компоненты Polar Label Systems (комплексы для изготовления этикеток Polar) имеют оптимальную возможность комбинирования, что позволяет получить высокие показатели производительности, качества и надежности производственного процесса. Система финишной обработки продукции Spezialist фирмы POLAR (Finisching System-Spezialist) соответствует всем требованиям потребителей, поскольку фирма поставляет весь комплекс оборудования для резки и высечки этикеток ”из одних рук” и обепечивает ее высокую готовность к эксплуатации. Высекальные прессы Polar могут быть использованы для автоматической работы в составе производственной линии и в полуавтоматическом варианте – для работы вне линии.

11.5. Прессы для высечки этикеток DC и DC-M

Рис. 11.14. Стапельный полочный накопитель.

Таблица 11.1. Возможные варианты использование высекального пресса в линиях

Высекальный пресс DC (рис.11.15, а) предназначен для автоматической работы в линии. Он является составной частью других компонентов Polar, которые могут комбинироваться в различных вариантах. Высекальный пресс Polar имеет такие технические особенности: 1) применен частотно-управляемый привод, гарантирющий безотказную работу; 2) высокая техническая скорость – 12...18 циклов в минуту; 3) высечка происходит под углом 25° к горизонтали; 4) используется модернизованная версия программного и аппаратного обеспечения; 5) обеспечивается возможность объединения в сеть программного

133

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

а

б Рис. 11.15. Высекальные прессы:

а – модели DC; б – модели DC-M.

11.6. Обандероливающие машины

134

обеспечения; 6) имеется система технической диагностики, автоматически информирующая обо всех неполадках или ошибочных функциях машины. Высекальный пресс Polar быстро переналаживается благодаря: 1) наличию новой системы съемной рамы, позволяющей выполнять предварительную подготовку высекальной формы вне пресса; 2) точной юстировке печатного изображения относительно контура высекальной формы как по вертикали так и по горизонтали, графически отображаемой на экране монитора, что сокращает время на замену формы на 30%; 3) программированному расположению высекальной формы; 4) моторизованной точной юстировке формы с кнопочным управлением; 5) быстрому регулированию длины и ширины готового продукта посредством маховичка; 6) автоматической остановке пресса при нарушении процесса; 7) автоматическому контролю высоты стоп этикеток; 8) программированному позиционированию формы при повторении заказов. Высекальный пресс Polar работает с высокой точностью благодаря: 1) использованию принципа сквозной высечки; 2) стабилизации процесса высечки с помощью 4-х направляющих для движения силовой платформы; 3) автоматической подаче стоп разрезанных этикеток в зону высечки регулируемым электроприводом; 4) автоматическому выключению пресса при накапливании отходов. Высекальный пресс DC-М (рис.11.15, б) предназначен для полуавтоматической работы вне линии. Он имеет туже скорость переналадки и точность высечки, что и модель DC. На высекальном прессе DC-М отрезаные этикетки закладываются вручную вне зоны высечки, а подача к высечному штампу происходит автоматически. Имеется аварийный защитный барьер. Оператор со своего рабочего места может постоянно контролировать качество готовых этикеток. Имеется также оптический контроль качества высеченных этикеток. Тесное сотрудничество с клиентами является основой деятельности фирмы POLAR. С потребителями тщательно согласовываются все характеристики необходимого оборудования и его особенности применительно к конкретным условиям производства. Фирма POLAR производит обандероливающие машины, характеризующиеся высокой надежностью, незначительными затратами на обслуживание, высокой степенью автоматизации, хорошими техническими параметрами. И все это за умеренную цену при высоком качестве. В настоящее время фирма выпускает такие многопозиционные обандероливающие машины серии В1Е: – В1Е-73 (рабочая ширина 730 мм), – В1Е-90 (рабочая ширина 900 мм), – В1Е-90 АС (для Аutocut), – В1Е-120 (рабочая ширина 120 мм), – В1Е-120АС (для Аutocut). Кроме того, выпускается палетное обандероливающее устройство

Линии для изготовления этикеток и их компоненты

палетный упаковщик НР1 и передаточные станции, которые обеспечивают автоматическую разгрузку продукции из резальной машины для обандероливания и передачу на обвязочную машину. Многопозиционные обандероливающие машины В1Е (рис.11.16) предназначены для упаковки разрезанной продукции. Все стопки разрезанной продукции автоматически подаются к сварочной станции машины и там обандероливаются. Прочное скрепление этикеток обеспечивается за счет широкого сварного шва, который защищает продукцию от повреждения. Благодаря возможности ручной или автоматической загрузки многопозиционные обандероливающие машины могут быть также использованы на листоподборочных машинах и других линиях, например, для подборки поздравительных открыток. Машины серии В1Е работают по принципу термоимпульсной сварки. Сварочное соединение верхней и нижней лент обеспечивает быстрое и прочное обандероливание. В зависимости от вида обрабатываемой продукции можно использовать также другие обандероливающие материалы, например, фольгу или крафт-бумагу шириной 20 или 30 мм. Возможна другая ширина ленты по заказу. Продукцию можно автоматически передавать через передаточную станцию для последующей обработки.

Рис. 11.16. Многопозиционная обандероливающая машина В1Е.

Полуавтоматический палетный упаковщик НР1 предназначен для обандероливания малоформатных изданий или этикеток в форме палет. Это необходимо, например, при загрузке этикеток в магазины высокопроизводительного упаковочного оборудования. Палетный упаковщик НР1 загружается вручную. Необходимая длина палеты (стопы этикеток) устанавливается быстро и просто, упаковка осуществляется автоматически специальной клейкой лентой. Прижимные ролики фиксируют клейкую ленту на палете этикеток, она приклеивается и отрезается. Этот процесс гарантирует качественное и надежное обандероливание. Возможно использование упаковщика как для резаных (прямоугольных), так и для фигурных этикеток.

11.7. Вспомогательное оборудование

Передаточная станция (рис.11.17) принимает обандероленную продукцию от многопозиционной обвязочной машины и транспортирует ее ленточными транспортерами, например, к упаковочным машинам. Она легко переналаживается на разные форматы продукции. Предварительно отделенная продукция упаковывается как одна единица. Устройство для разгрузки может работать прямо или под углом 90°.

11.7.2. Передаточная станция

11.7.1. Палетный упаковщик НР1

Рис. 11.17. Передаточная станция.

135

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 12. Установка машины и организация работы на резальных машинах 12.1. Требования к установке резальной машины

Для установки резальных машин в цеху необходимо провести необходимые подготовительные работы. Это связано с тем, что масса резальных машин довольно значительна (достигает 5...6 т), нагрузка на основание идет на 4 точки: две – спереди, под центрами левой и правой частей станины, и две- сзади, под упорами заднего стола (у модели Polar 176 сзади четыре точки опоры). Место для установки резальной машины определяется технологическими потребностями предприятия и должно удовлетворять таким требованиям: 1. Пол должен быть ровным, прочным, горизонтальным, его несущая способность должна отвечать требованиям, указанным в технических параметрах по установке машины (для машин Polar приведены в табл. 12.1). 2. Температура в цехе должна находиться в пределах +5° ... + 40°С , влажность- в пределах 35 ... 95% (без оседания влаги). 3. К месту установки машины должно быть подведено соответствующее электропитание. 4. Расстояние от выступающих элементов конструкции машины до стен производственного помещения должно быть не менее 50 см. При установке машины следует учитывать производственную площадь для удобства загрузки материала и транспортировки готовой продукции, а также возможность установки периферийных устройств (стопоподъемников, вибросталкивателей, устройств загрузки и выгрузки и т.д.). Таблица 12.1 Установочные параметры резальных машин Polar

Расположение точек основных нагрузок относительно контура машины для моделей Polar 78, 92, 115, 137, 155, 176 приведено на рис. 12.1, размеры в табл.4 приложения.

S

3

3 M

T

В Q L

500

С

500

500

X

R

P

M

V

А

U M

N

Z

K Y

J

1

I H

G

O

2

H

D

F E

Рис. 12.1. Установочные размеры машин Polar 78, 92, 115, 137, 155.

Монтаж, а также инструктаж и обучение персонала правилам работы и безопасной эксплуатации машины производится специалистами сервисной службы фирмы.

12.2. Эксплуатационные характеристики резальных машин

Важнейшими эксплуатационными показателями резальных машин являются: надежность и долговечность резальной машины; безопасная работа оператора; высокое качество и точность резки;

136

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

-

высокая производительность резальных работ.

Надежность и долговечность машины определяется ее способностью длительно выполнять свои технологические функции без заметного снижения исходных параметров. Эти параметры зависят от: прочности конструкции и износостойкости материалов в местах относительного трения; безаварийности и стабильности работы механизмов машины; наличия предохранительных элементов, реагирующих на перегрузки в определенных пределах; соблюдения правил по обслуживанию и уходу. Гарантией надежности конструкции машин Polar является отработанная конструкция узлов машины, высокая культура производства, прогрессивная технология ее изготовления и сборки, строгое соблюдение технологических режимов, тщательный контроль узлов и машины в целом на всех стадиях изготовления и сборки. Безопасная работа оператора всецело определяется особенностями конструкции машины и соблюдением оператором инструкции по эксплуатации. Машины Polar имеют весь комплекс мер защиты персонала (см.главу 13), немецкий и европейский сертификаты (GS – проверенная безопасность). Качество резки – важнейший параметр резальных машин, который определяется как качественными показателями (состоянием поверхности среза), так и количественными показателями (наличием минимальных отклонений стопы по размерным и геометрическим параметрам), т.е. точностью резки. Качество резки определяется: гладкостью и чистотой среза, отсутствием на нем рисок, царапин, полос, волнистости, шероховатости; отсутствием трещин, раздавливаний на листах; отсутствием слипания, загибов кромок по плоскости среза и у нижних листов; полной разрезкой всех листов в стопе, ровностью их кромок; отсутствием следов прижимной балки на верхних листах. Точность резки определяется соответствием геометрических параметров листов (длина сторон, параллельность противоположных и перпендикулярность смежных сторон) заданным требованиям. Обычно к точности резки предъявляются следующие требования: возможность получения стоп и разрезанной продукции с минимальными отклонениями листов в ней от заданных размеров (допустимые величины отклонений определяются характером продукции и составляют, например, при разрезке обложек для брошюр, открыток не более ±0,5 мм, для этикеток ±0,25 мм); минимальная разница между длиной верхних, средних и нижних листов; перпендикулярность смежных сторон листов и параллельность противоположных; отсутствие расхождений между заданным значением на мониторе и действительным размером листов в стопе. Эти показатели зависят непосредственно от технического состояния резальной машины и ее подготовки к работе с данным материалом, от свойств материала и величины стопы, а также от квалификации оператора и организации его рабочего места. Для правильной подготовки машины к работе необходимо учитывать вид материала, его физико-механические свойства, его влажность и температуру, а также состояние боковых кромок, наличие отклоне-

137

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

ний в стопе по высоте. Немаловажное значение имеет организация рабочего места оператора. Под этим понимается рациональное расположение рядом с машиной вспомогательных и периферийных устройств и других элементов (ящик для обрезков, столы для подготовки листов, дополнительные устройства, создающие удобства для работы и обслуживания машины), позволяющих повысить качество продукции и производительность труда оператора.

12.3. Влияние конструктивных параметров и технического состояния машины на технологический процесс резки

138

Оособенности конструкции и системы управления резальной машиной фирма-изготовитель POLAR тесно связывает с определенной моделью машины. Это и совершенство конструкции, и жесткость станины, и возможность точной установки подавателя на заданный размер. Эти параметры у различных машин разные. При использовании ручной установки и упрощенных устройств отсчета положения подавателя невозможно получить высокую точность. Машины с программным управлением и цифровой индикацией до сотых или тысячных долей миллиметра обеспечивают несравненно более благоприятные условия для точной резки. Техническое состояние машины может быть определяющим фактором для получения качественного реза, так как даже идеальная стопа материала при отличной квалификации оператора могут не спасти резальные работы от брака при наличии зазоров в механизме подавателя, в направляющих ножедержателя, при наличии дефектов на поверхности и лезвии ножа. Анализ проблем, возникающих при резании (см. главу 15) показывает, что наибольшее количество дефектов резки обусловлено неудовлетворительным техническим состоянием машины. Техническое состояние машины определяется многими параметрами. Это состояние контактирующих поверхностей деталей, отсутствие повреждений и отклонений от их правильного расположения; состояние всех устройств и деталей, принимающих непосредственное участие в процессе резки: ножа, ножедержателя, марзана, стола, подавателя и др. Увеличение зазоров в направляющих ножедержателя, в паре винт-гайка механизма подавателя способствуют появлению "игры" в работе исполнительных механизмов, а следовательно, и возникновению неточности резки. Нож при этом двигается не в строго вертикальной плоскости, а отклоняется в ту или иную сторону, вызывая разницу в длине верхних и нижних листов. Естественно, что техническое состояние машины во многом зависит от ее конструктивных особенностей, соблюдения инструкции по эксплуатации, качественного ухода за машиной, своевременного устранения возникших неполадок. На качество продукции определяющее влияние оказывают: выбор ножа из соответствующего материала, угол и форма заточки, острота его режущей кромки, ее прямолинейность, отсутствие выпуклости или вогнутости рабочих граней, отсутствие выкрошенных мест, трещин, забоин и других дефектов (см. главу 4); правильность крепления ножа к ножедержателю, плотное прилегание контактирующих поверхностей, параллельность кромки ножа в нижнем положении поверхности стола; перпендикулярность контактной поверхности ножедержателя поверхности стола, параллельность ножа гребенкам подавателя; одинаковость величины зазора между ножом и передней гранью балки прижима по всей их длине; отсутствие зазоров в направляющих ножедержателя; отсутствие зазоров в направляющих и винтовой шариковой передаче привода подавателя;

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

перпендикулярность подавателя поверхности стола и боковым упорам.

12.4. Подготовка резальной машины к работе

Для обеспечения точного и качественного реза нож должен иметь высокую твердость режущей кромки, отклонения от прямолинейности лезвия ножа не должны превышать 0,1 мм на 1000 мм длины, а лезвие ножа должно быть остро заточенным, не должно иметь прижогов, выкрошенных мест, его поверхность – отслоений, трещин и следов коррозии. В зависимости от характера материала в стопе выбирается тип ножа: стандартный, низколегированный, из шведской стали; высоколегированный из быстрорежущей стали (HSS) или твердосплавный (НМ). Подробнее об этом см. раздел 4.4. Фирма POLAR рекомендует использовать на своих резальных машинах два типа ножей: HSS или HM. Одним из важнейших геометрических параметров ножа является угол заточки, от которого зависит его стойкость и качество резки. Здесь необходимо придерживаться правила: чем плотнее, тверже и тяжелее материал стопы, тем больше должен быть угол заточки. Рекомендации по выбору угла и варианта заточки приведены в приложении (см. табл.2 ). Еще одним важным элементом, влияющим на качество реза и на разрезку последних листов, является марзан. Требования к марзану приведены в разделе 4.5. Им полностью отвечают фирменные марзаны PolarSinus красного цвета синусной формы с сечением 5 х 10 мм. Они используются для всех видов ножей. Оператор должен визуально контролировать качество поверхности марзана перед его установкой в паз машины. Нож должен врезаться в марзан по всей длине на минимальную глубину S = 0,2...0,4 мм (рис.12.2.). Верхняя плоскость марзана должна находиться в одной плоскости со столом машины. При неправильной установке марзана кромки нижних листов постепенно будут затягиваются в полость канавки и рез получится неровным.

12.4.1. Подготовка ножа и марзана

При подготовке к работе на резальной машине важным моментом является выбор величины усилия сжатия стопы. Увеличенное усилие сжатия положительно влияет на точность резки, поскольку деформация верхних листов под ножом будет минимальной, и, следовательно, отклонения от размеров верхних и нижних листов также минимальны. В резальных машинах Polar используется гидравлический привод прижима, который обеспечивает погонное давление от 20...30 до 400 Н/см . Это позволяет выбирать необходимое давление в зависимости от вида материала и высоты стопы. Плотная и гладкая бумага требует небольших усилий сжатия. При больших усилиях получается верхний подрез, т.е. нож скользит между спрессованной и неспрессованной частями стопы (см.рис.1.12,а) и отклоняется в сторону оператора, при этом нижние листы получаются длиннее верхних. Бумага машинной гладкости с малой объемной массой требует большего усилия сжатия, поскольку при малом усилии верхние листы сильно прогибаются и возникает обратная картина: верхние листы длиннее нижних. При обработке любого заказа, а при резке стопы на мелкие части особенно, при установленной одной величине усилия сжатия давление воз-

S

Подготовка машины к резальным работам включает подготовку основных ее рабочих узлов, а именно: ножа (обоснование выбора материала ножа, угла и формы его заточки) и марзана; механизма прижима; механизма подавателя.

Рис. 12.2. Глубина врезания ножа в марзан.

12.4.2. Подготовка механизма прижима

139

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

растает по мере уменьшения длины реза. Во избежание этого следует применить автоматическое регулирование усилия прижима с учетом длины реза с помощью датчиков, вмонтированных в стол машины (см. раздел 5.3). Следует учитывать, что чрезмерное увеличение давления прижима также отрицательно сказывается на качестве резки, при этом на поверхности стопы остается след в виде отчетливых углублений от гребенчатой формы балки прижима, что приводит к ухудшению внешнего вида продукции. При избыточном давлении нож быстрее тупится и отклоняется в сторону оператора, точность резки снижается. Для предотвращения этого явления под нижнюю поверхность балки прижима устанавливают специальную прижимную пластину. Имеется два вида таких пластин: жесткие и эластичные. Жесткая пластина входит в стандартный набор принадлежностей для всех машин и может использоваться при небольших колебаниях высоты стопы (до 4 мм). Эластичная прижимная пластина поставляется по отдельному заказу и используется для компенсации разновысокости стопы до 10 мм. Для резки листов с тиснением необходимо применять дополнительные меры для обеспечения одинакового усилия прижима по всей длине резания. Фирма POLAR рекомендует использовать гибкие прижимные пластины различной ширины с подклейкой снизу войлока и полос картона.

12.4.3. Подготовка механизма подавателя

*Верхний подрез - дефект резки, состоящий в том, что верхние листы короче нижних, нижний подрез - нижние листы короче верхних.

12.5. Подготовка стопы к резке

140

Если листы в стопе имеют верхний или нижний подрез* (разницу в длине верхних и нижних листов), то необходимо произвести коррекцию установки гребенки подавателя относительно поверхности стола. При непараллельности отпечатанного изображения кромкам листов необходимо выполнить коррекцию установки подавателя под некоторым углом к линии реза. Обе эти операции могут быть выполнены вручную. Однако такая процедура требует затрат времени на регулировку подавателя и возврат его в исходное стандартное положение после окончания обработки тиража. Поэтому рекомендуется при заказе машин обратить внимание на такие дополнительные устройства как, наклонный подаватель и поворотный подаватель (в модификации Polar ЕD), что позволяет автоматизировать эти операции. При наличии деформированных и загнутых листов, их неплотного прилегания для получения качественной резки целесообразно использовать дополнительное устройство держатели на подавателе. Прижимное устройство в виде длинного ролика прижимает поднятые кромки листов у гребенки, не мешая производить другие манипуляции со стопой. При выпуклых кромках или других дефектах боковой поверхности стопы рекомендуется использовать устройство Fixomat. Особенности использования дополнительных устройств более подробно описаны в разделах 7.2.3 - 7.2.6. Следующим по важности этапом является подготовка материала стопы к резке. При этом необходимо: определить состояние кромок листов и их взаимное расположение, выполнить сталкивание листов; определить количество листов в стопе или высоту стопы; решить вопрос о способе базировании стопы в случае наличия отклонений в геометрических размерах листов или отклонениях формы, например: наличии верхнего или нижнего подреза, выпуклых кромок стопы, наличии загнутых или деформированных листов. Сталкивание листов – это выравнивание кромок всех листов в стопе по двум смежным, так называемым, верным сторонам. Операция выпол-

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

няется с целью обеспечения одинакового расположения листов в стопе перед разрезкой и подрезкой. Сталкивание может выполняться вручную оператором на переднем столе резальной машины или на специальном столе сбоку от машины (рис.12.3.), а также механизированным способом с использованием вибросталкивателей. При ручном сталкивании оператор отделяет от стапеля небольшую стопку листов и переносит на стол для сталкивания, особыми движениями производит роспуск листов, т.е. их сдвиг относительно друг друга с целью образования между ними воздушных прослоек для легкого смещения. Затем производит сталкивание двух смежных кромок до получения ровных боковых граней, после чего из стопы удаляет воздух и устанавливает на стол резальной машины. Если столкнутые листы складывают в новый стапель, то верные стороны помечают карандашом или иным способом. При ручном сталкивании резальная машина простаивает, что экономически нецелесообразно. Для механизации этой трудоемкой операции фирма POLAR предлагает потребителям вибросталкиватели (рис.12.4): (R – простая модель, RA – с обжимным устройством и RAH для вывода столкнутых листов на полочный накопитель, более подробно см. раздел 9.3.). На процесс сталкивания независимо от способа сталкивания (механизированного или ручного) влияют: формат листов (с его увеличением – процесс затрудняется); гладкость бумаги (листы гладкой бумаги легче смещаются друг относительно друга); наличие статического электричества (листы слипаются и препятствуют образованию воздушных прослоек); влажность бумаги (при недостатке влажности в бумаге образуется статическое электричество, при повышении – увеличивается трение);

б

а

Рис. 12.3. Сталкивание листов ручным способом.

Рис. 12.4. Сталкивание листов на вибросталкивателе.

Рис. 12.5. Дефекты бумаги в стапеле.

плотность бумаги (сталкивание тонкой бумаги затруднено). Лучше сталкиваются листы глазированной и мелованной бумаги с высокой гладкостью поверхности, хуже – мягкие, тонкие виды бумаги с волнистой и шероховатой поверхностью, мятыми боковыми кромками.

141

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

Рис. 12.6. Использование прижимной пластины для выравнивания давления.

142

При разрезке стоп, имеющих относительно ровную поверхность с минимальными отклонениями по высоте, а также правильные ровные прямолинейные кромки, распределение давления по ширине реза будет практически равномерным, что обеспечивает хорошее качество резки. Особого внимания при обработке требуют стопы, имеющие волнистую поверхность, значительную неравномерность по высоте, существенные деформации боковых кромок (см. рис. 12.5). Эти дефекты возникают из-за : изменения влажности бумаги при хранении; возникновения дефектов в бумаге при транспортировке; сдавливания, увлажнения и деформации листов при печатании; обработки, охватывающей лишь отдельные участки поверхности листов (бронзирование, лакирование, тиснение, обработка противоотмарочными средствами и т.п.). От состояния поверхности стопы зависит выбор способа сжатия стопы балкой прижима. Для сжатия стоп, имеющих небольшую волнистость или небольшие отклонения по высоте (в пределах 4 мм) используют эластичные прижимные пластины под балкой прижима (рис. 12.6.). При значительных отклонениях высоты стоп необходимо использовать специальные приправочные средства для выравнивания давления (см раздел 5.3.1). Состояние кромок листов в стопе требует от оператора большого внимания, поскольку боковые грани стопы являются базовыми поверхностями при установке стопы в машине. Наличие любых отклонений может вызвать неточность резки или брак продукции. Наличие отклонений в стопе, естественно, ухудшает условия резки, однако частично этот негативный фактор может быть компенсирован определенными приемами работы оператора и использованием специальных устройств. Для этих целей фирма POLAR предлагает большой выбор: Fixomat – для стоп с неровными гранями; держатель листов на подавателе – для стоп с неровными кромками; наклонный и поворотный подаватель – для стоп с различными отклонениями. Кроме этого система управления резальными машинами Polar модификаций Е и ED имеет ряд функций для обработки листов с дефектами: прессование без разрезки; увеличение промежутка времени между прессованием и резкой (для пухлых, объемных и других видов материалов); коррекция размера по материалу (при высыхании или набухании и др. -только для ED). При загрузке листов в машину важным параметром является высота стопы или количество листов в ней. Для определения количества листов в стопе (особенно актуально при изготовлении этикеток) используются устройства двух типов: весовой или счетный. В других случаях высоту стопы на столе резальной машины определяют исходя из соображений точности резки, производительности и рекомендаций завода-изготовителя. Количество листов в стопе зависит от вида материала и его состояния, модели машины и необходимой точности разрезки. Нормативная литература [9, с.44] рекомендует придерживаться определнных параметров высоты стопы (табл.12.2). Заметим, что к этим рекомендациям следует относиться осторожно, поскольку они даны в отношении высоты стопы и количества листов без учета модели и технического состояния резальной машины.

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

Таблица 12.2. Рекомендуемая высота стопы для различных материалов

Максимальная высота стопы для каждой модели дана в технической характеристике машины. Печатная бумага может разрезаться стопами по 1000-1500 листов в зависимости от плотности бумаги и характера разрезаемой продукции. Машины Polar 115, 137, 155, 176 позволяют резать стопы в 2000 листов. При резке очень твердых материалов количество листов уменьшают на 25-50%. Увеличение высоты стоп приводит к отклонениям в размерах и появлению косины листов, поэтому необходимо придерживаться простого правила: если необходимо повысить точность продукции, высота стопы должна быть минимальной. Большое влияние на качество резки оказывает точность базирования стопы в машине. Обычно базирование осуществляется по двум плоскостям: по подавателю и одному из боковых упоров, укрепленных на столе машины. В отдельных случаях, например, при подрезке стоп, базирование может осуществляться по одной поверхности. При наличии отклонений, например, при выпуклости или других неровностях для обеспечения точности резки необходимо использовать дополнительное устройство Fixomat (устанавливается только на моделях Polar ED). Это устройство позволяет базировать стопу по тем же точкам, что и в печатной машине (см. раздел 7.2.3). Боковые упоры стола укреплены неподвижно на заводе-изготовителе перпендикулярно столу и не регулируются. Рабочая плоскость подавателя должна быть параллельна плоскости резания и перпендикулярна столу, иначе стопа может иметь трапецеидальную форму. Для этого в механизме подавателя предусмотрены соответствующие регулировки. Важнейшим фактором, оказывающим существенное влияние на качество и точность процесса резки, а также на производительность резальных машин является квалификация оператора. Квалификацию оператора можно определить следующими показателями: знание конструкции машины, умение выполнять несложные наладочные и регулировочные работы; знание системы управления машиной для эффективного использования всех ее технологических возможностей; знание и строгое выполнение инструкции по эксплуатации;

12.6. Непроизводственные факторы, влияющие на процессы резки 12.6.1. Квалификация оператора

143

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

правильный уход за машиной, своевременное проведение профилактических работ; умение быстро и качественно выполнять любые работы на машине, даже при наличии отклонений формы стопы. От оператора зависит качественное выполнение следующих операций: подготовка стопы к резке (сталкивание, удаление воздуха из стопы, укладка на стол); базирование стопы на столе резальной машины; выбор высоты стопы; выбор усилия прижима; выбор материала, угла и формы заточки ножа в соответствии с материалом стопы; использование вспомогательных и дополнительных устройств машины (воздушной подушки, световой линии реза встроенного стопоподъемника, Autotrim и др.); умение предпринять надлежащие меры для резки продукции, которую отпечатали с отклонениями; умение обрабатывать стопы некондиционных материалов (деформированных, волнистых, неровных) и получать из них качественную продукцию.

12.6.2. Организация рабочего места оператора резальной машины

а

б 144

За прошедший полуторавековой период требования к организации рабочего места при работе на резальной машине существенно изменились. Резальные машины вплоть до начала второй мировой войны имели только небольшой передний стол перед зоной резания, равный по ширине заднему столу. Первые резальные машины Polar, выпущенные более полувека назад, имели именно такую конструкцию (см. рис.1.10,а). Позднее появились боковые столы, которые значительно расширили возможности работы со стопами листовых материалов: создались условия для сталкивания листов, накапливания и упаковки готовой продукции. Дальнейшему совершенствованию рабочего места способствовало внедрение сначала воздушной подушки (1954 г.), затем встроенных стопоподъемников, которые значительно облегчили выполнение подъемно-транспортных операций. Это позволило создать в 1961 г. первую поточную линию с резальной машиной и транспортно-передающим комплексом. В 70-80 годах появились устройства для автоматической загрузки стоп в резальную машину (рис.12.7), что значительно облегчило работу оператора, особенно при обработке крупноформатной продукции. Создание устройства машинной выгрузки позволило производить укладку готовой продукции в стапель со строгим выравниванием ее по боковым кромкам фактически без участия оператора. Таким образом, рабочее место без использования устройств механизации функционирует исключительно за счет физических сил оператора при выполнении операций по подготовке и разрезке продукции. Такая организация допустима лишь при наличии разнообразных работ и малом объеме продукции, например, в небольшой фирме. В этом случае резальная машина используется малоэффективно, так как основную часть времени заниРис. 12.7. мают операции отделения небольшого Организация рабочего места при работе количества листов от стопы, сталкивана резальных машинах: а – без вспомогания, удаления воздуха из стопы, укладтельных устройств; б – с использованием комплекса периферийных устройств. ки столкнутых листов на стол резаль-

Установка машин. Организация работы на резальных машинах

ной машины. В ходе выполнения этих ручных работ, резальная машина простаивет (работает вхолостую). По данным проф. Б.М. Мордовина [8] при разрезке на две части стопы в 500 листов форматом 70 х 92 см, на машине, работающей со скоростью 30 цикл/мин, длительность технологического цикла составляет 330 с, из которых на работу машины приходится только 2,4 с, т.е. 0,72 %. При резке такой стопы на узкие полосы (50 разрезов) время работы машины составит 120 с из 682 с, т.е. 17,6 %. Эти цифры, хотя они и базируются на данных 50-летней давности справедливы сегодня и красноречиво доказывают, что основой повышения производительности труда оператора является всемерная механизация подготовительных работ. Второй пример относится к современности. На выставке "Ipex 98" фирма POLAR продемонстрировала посетителям работу двух резальных машин: одну в режиме "Solo", т.е. без каких-либо периферийных устройств, при использовании только ручного труда оператора, вторую – с применением периферийных устройств "Комплекс 2" в составе вибросталкивателя RA, полочного накопителя SBR и устройства разгрузки продукции Тransomat Е. При совершенно одинаковых условиях в режиме "Solo" работа была выполнена за 5 минут 20 секунд, а при использовании "Комплекс 2" – за 3 минуты, т.е. использование дополнительных и периферийных устройств позволило повысить производительность труда на 77%. Из приведенных примеров видно, что производительность труда при резке определяется в первую очередь организацией рабочего места, оснащенностью и правильной расстановкой дополнительных и периферийных устройств. Организация рабочего места при работе на резальной машине должна учитывать много факторов, главными из которых являются характер и объем работ, подлежащих выполнению на резальной машине, а также особенности производства. Если одна резальная машина установлена в цехе подготовки бумаги и предназначена для форматирования листов для печатных машин, вторая – специализируется только на резке этикеток, а третья – предназначена для выполнения разнообразных резальных работ на малом предприятии, то организация рабочего места для всех машин должна быть разной. Первые две машины имеют четкую специализацию, поэтому набор дополнительного оборудования и оснащения будет приспособлен к выполнению специфических задач. Третья машина имеет универсальные функции и ее оснащение должно учитывать все многообразие резальных работ. На организацию рабочего места существенно влияет также объем резальных работ. При небольших объемах оснащение должно быть примерно таким, как у резальных машин на малых предприятиях, т.е. универсальным и простым; для больших объемов – должно быть специализированным и иметь рационально подобранные вспомогательные устройства на резальной машине и периферийные устройства возле нее. Фирма POLAR предлагает большую номенклатуру различного оборудования для правильной организации рабочего места на машине в зависимости от конкретных условий производства. Подробнее об этом см. в главах 7, 9, 10, 11.

145

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 13. Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar 13.1. Общие сведения об охране труда при эксплуатации резальных машин

*1 бар = 0,1МПа ≈ 1атм.

146

Охрана труда персонала, обслуживающего резальные машины является очень важной проблемой, особенно, из-за повышенной травмоопасности. Поэтому фирма POLAR при разработке всех моделей резальных машин этому вопросу уделяет большое внимание. В то же время для обеспечения нормального функционирования систем резальной машины необходимо соблюдение соответствующих требований к окружающей среде. Производственные условия. Машина должна эксплуатироваться только в закрытом помещении при температуре от +5°С до + 40°С при влажности 35...95% (без оседания влаги). В рабочей зоне оператора одноножевой резальной машины необходимо поддерживать следующие параметры микроклимата: - холодный период года: температура воздуха +17...+19°С, относительная влажность воздуха- 40...60%, скорость движения воздуха – не более 0,2 м/с; - теплый период года: температура воздуха+ 20...+22°С, относительная влажность воздуха- 40...60%, скорость движения воздуха – не более 0,3 м/с. Поскольку работа на одноножевой резальной машине связана с высокими требованиями к точности готовых изделий и, соответственно, со значительным зрительным напряжением, то освещение стола машины должно составлять 500 лк. Для освещения линии резания в машине вмонтирован источник местного освещения (люминесцентная лампа). В рабочей зоне оператора уровень шума не должен превышать 80 дБА. Рабочее давление в гидравлической сети машины составляет от 16 до 150 бар*, максимально допустимое давление не должно превышать 200 бар. Эргономика рабочего места (размещение клавиш, использование одинаковых символов и элементов управления) позволяет уменьшить время на адаптацию оператора к новой модели резальной машины, создает удобства при обслуживании. Для привлечения внимания обслуживающего персонала к опасным элементам резальной машины применяется предупреждающая окраска. Например, кнопка управления "Стоп" имеет красный цвет. Несмотря на предусмотренные конструкцией меры, при эксплуатации машины существует риск травмирования, который связан с раздавливанием или ранением при прессовании, резании или замене ножа, а также при работе со стопой. Каждые 5 лет необходимо проводить техническую проверку безопасности машины. Все серийные машины снабжены знаком GS – проверенная безопасность. Машина построена в соответствии с современным уровнем техники и принятыми правилами технической безопасности. Несмотря на это, при ее эксплуатации необходимо строго придерживаться норм и правил техники безопасности. Машину необходимо использовать только в технически безукоризненном состоянии, а также в соответствии с назначением, при строгом соблюдении правил эксплуатации и с осознанием возможной опасности. Срочно устранять неполадки, которые могут сказаться на безопасности оператора. Машина предназначена исключительно для разрезки бумаги и картона! Ее использование, например, для разрезки металлической фольги или других материалов считается использованием машины не по назначению. Разрезку других материалов можно производить только после получения письменного разрешения от фирмы-изготовителя, которая не несет ответственности за возможные последствия при несоблюдении этого правила. Это же относится к нарушениям других правил эксплуатации, изложенных в инструкции.

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

Для обеспечения эргономичных условий работы и охраны труда оператора все резальные машины Polar имеют ряд устройств (рис.13.1): 1 - аварийный (главный) выключатель; 2 - фотоэлектрический 19-канальный световой барьер; 3 - механическую блокировку опускания ножедержателя; 4 - устройство включения машины на рез; 5 - электронную блокировку; 6 - защиту от зажима рук балкой прижима; 7 - ограждение задней части стола ( жесткое или откидное); 8 - устройство, обеспечивающее предохранительное давление балки прижима; 9 - разрывной (предохранительный) болт в тяге привода ножа; 10 - ловящее устройство; 11 - ограждение привода подавателя; 12 - ограждение главного привода; 13 - комбинированную муфту – тормоз; 14 - меню монитора по руководству замены ножа; 15 - устройство для полного перекрытия продольного паза в столе (перед подавателем и после него); 16 - таблички с указанием электрических зон; 17- подъемно-опускающее устройство для облегчения снятия и установки ножа; 12 18 - конструктивное обеспечение расположения лезвия ножа в вертикальной позиции выше нижней плоскости балки прижима; 19 - вспомогательный инструмент оператора. Аварийный (главный) выключатель. Для включения машины необходимо иметь специальный ключ для открытия замка безопасности. Если необходимо воспрепятствовать включению машины, то главный выключатель поворачивают из положения "1" на "0", запирают замок безопасности и ключ вынимают. Фотоэлектрический 19-канальный световой барьер. 8 Инфракрасная защита обеспечивает безопасную работу на машине, останавливая процесс резки при попадании 2 рук оператора в опасную зону. Инфракрасные лучи светоизлучателя образуют световой заслон опасной зоны и по4 падают на фотодиоды светоприемника. Если все фотодиоды освещены, то образуется электрическая цепь для нормальной работы машины. Если хотя бы один инфракрасный луч перекрыт, то цепь разрешения хода ножа разрывается. При этом включить машину на рабочий ход невозможно, а если в это время происходит резание, то нож остановится, а балка прижима поднимется в верхнее положение. Резание можно продолжить только после отпускания 16 кнопок и повторного их нажатия. Светоизлучатель и светоприемник устанавливается так, чтобы их оптические оси совпадали. С этой целью они имеют регулировку, которая позволяет перемещать фотодиоды и светодиоды в вертикальной и горизонтальной плоскостях и легко сфокусировать лучи светодиодов относительно окон фотодиодов. Схема фотозащиты разработана так, что до и во время любого реза происходит проверка исправности фотозащиты. При неисправной фотозащите машина не работает, компьютер не выдает команд. Самоследящая система фотозащиты, образующая световую решетку безопасности имеет собственную сеть и компьютер. Фотозащита резальной машины

13.2. Устройства охраны труда оператора

7

6

11

16

15

14

1

2 9 4 12 13

5

16

10 3

Рис. 13.1. Устройства, обеспечивающие охрану труда оператора.

147

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

Polar способна реагировать на объекты размером свыше 25 мм. Другие характеристики светового баръера приведены в табл .13.1. Таблица 13.1 Характеристики светового баръера

Рис. 13.2. Один из методов защиты оператора: включение обоими руками.

148

Механическая блокировка опускания ножедержателя. Это устройство блокирует случайное опускание ножедержателя при неполадках машины, запирая его специальным упором в верхнем положении. Механическое блокирование повторного реза осуществляется путем поворота рычага фиксатора, который вводится в паз ножедержателя с помощью соленоида, связанного с нижней частью рычага. При этом случайное опускание ножедержателя невозможно. Включение машины выполняется обеими руками – с одновременным блокированием повторного резания (рис.13.2). Отпускание кнопок (ручек) или хотя бы одной из них ведет к немедленной остановке и обратному движению балки прижима в верхнее положение. Дальнейшее окончание цикла возможно только после полного отпускания обеих кнопок и повторного их нажатия. Машина не включится на резание, если кнопки нажаты с интервалом более 0,5 с. Электрониная блокировка обеспечивает защиту от ошибок управления, благодаря многоразовой самопроверке. При этом на экране монитора появляется сообщение о неполадках. Ограждение задней части стола может быть жестким или откидным. Оно ограничивает пространство над задним столом в зоне перемещения подавателя от случайного попадания рук оператора или посторонних предметов. Предохранительное давление балки прижима при опускании его педалью составляет у моделей Polar 92, 115, 137, 155 максимально 300 Н, у модели Polar 176 – 500 Н. Такое давление безопасно для оператора при случайном зажиме его руки. Разрывной (предохранительный) болт в тяге привода ножа. Наличие расчетных предохранительных болтов предотвращает возможную поломку машины и травматизм оператора при возникновении экстремальных перегрузок. Максимальное усилие разрыва болта: у модели Polar 92 – 76 кН, модели Polar 115 – 130 кН, модели Polar 137 – 150 кН, моделей Polar 155 и 176 – 170 кН. Ловящее устройство обеспечивает подъем балки прижима при обрыве пружины механизма прижима. Ограждение привода подавателя предотвращает возможность попадания одежды или частей тела оператора в клиноременную передачу. Ограждение главного привода защищает зону работы высокоскоростного двигателя с маховиком и клиноременными передачами от случайного попадания в нее рук обслуживающего персонала или посторонних

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

предметов. Комбинированная муфта-тормоз обеспечивает экстренное торможение механизма ножа при прекращении подачи тока. В резальных машинах Polar тормоз выполнен с электромагнитной (Polar 78) или гидравлической (Polar 92, 115, 137, 176) муфтой в виде одного узла и срабатывает автоматически после окончания резки. Во всех резальных машинах обычно используется тормоз ”нормально закрытого типа”, т.е. механизм ножа находится в заторможенном состоянии, только при включении механизма на рабочий ход (резание) он растормаживается, а после подъема ножа в исходное положение, снова блокируется. Меню монитора по руководству замены ножа информирует оператора подсказками о последовательности операций по замене. Одновременно автоматика обеспечивает автоматическую остановку ножа в нижней мертвой точке для установки правильной глубины врезания ножа в марзан. Устройство для полного перекрытия продольного паза в столе (перед подавателем и после него) смонтировано на подавателе. При этом специальная полимерная лента, находящаяся в натянутом состоянии, закрывает проем в столе от возможного попадания листов и их деформации. Таблички с указанием электрических зон (зигзагоподобная стрелка). В зоны разрешается доступ только профессионально подготовленному персоналу. Подъемно-опускающее устройство для облегчения снятия и установки ножа обеспечивает безопасную, быструю и удобную замену ножа – крупногабаритной детали с острой кромкой. Конструктивное обеспечение расположения лезвия ножа в верхней позици выше нижней плоскости балки прижима. Такое расположение острого лезвия ножа исключает травматизм рук оператора при выполнении манипуляций со стопой в зоне резания. Вспомогательный инструмент оператора в виде деревянного угольника облегчает выполнение отдельных операций по выравниванию отрезанной части стопы. Особенно это касается малоформатных изделий, таких как узкие полосы, этикетки , и другой подобной продукции. Этим исключается контакт рук человека со стопой, которая может иметь острые кромки. При работе с бумагой и картоном появляется пыль. Бумажная пыль состоит из частичек размером около 10 мкм. Они могут в течение длительного времени пребывать во взвешенном состоянии. Бумажная пыль имеет аллергическое действие: раздражает кожу и слизистую оболочку. Длительное вдыхание такой пыли способствует возникновению бронхиальной астмы, острых бронхитов, катара верхних и средних дыхательных путей, пневмонии. Поэтому производственное помещение, где перерабатываются бумага и картон должно иметь хорошую вентиляцию. Предельно допустимая концентрация бумажной пыли 6 мг/м3. Бумага и картон – пожароопасные материалы. Пожар при работе с бумагой и картоном может быть вызван неисправностью производственного оборудования и нарушением технологических процессов. Наиболее опасным является накопление бумажных отходов и пыли. Бумажная пыль быстро возгорается от искр, причиной которых могут быть неисправность электрической сети и электрооборудования. Причиной возгорания бумажной пыли может быть также накопление статического электричества в бумаге. Необходимо систематически убирать бумажные отходы из производственных помещений. В местах хранения бумаги и макулатуры должна быть установлена система автоматической подачи воды в

13.3. Особенности охраны труда при эксплуатации резальных машин

149

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

зону пожара. Работа на резальных машинах связана с выполнением физической работы. Полностью устранить оператора от участия в технологическом процессе разрезки листов в ближайшем будущем не удастся, поскольку стопы имеют весьма нестабильные параметры, которые зависят от качества бумаги, формата т.п. Для облегчения условий работы и повышения производительности труда применяется вспомогательное оснащение: воздушная подушка, указатель линии реза и т.п. Для того чтобы разрезать стопу на несколько частей, необходимо выполнить ряд подготовительных операций, таких как сталкивание и укладка столкнутых листов на стол машины, перемещение стопы по столу машины, снятие отрезанной части стопы со стола и т.д. Эти операции занимают 80...90% времени обработки одной стопы листов. Поэтому большое значение для повышения производительности труда, сокращения трудоемкости и облегчения ручных операций, требующих физического труда, имеет комплектование резальных машин вспомогательным оборудованием – стопоподъемниками, вибросталкивателями, полочными накопителями и т.п., и большая степень автоматизации работы самих машин (см. главу 9).

13.4. Общие правила охраны труда при эксплуатации резальных машин Polar

150

Перед началом работы на машине персонал должен изучить руководство по эксплуатации и, особенно, указания по безопасности. Персонал не должен приступать к работе, не убрав волосы под головной убор, в свободной одежде и с украшениями, включая кольца, так как при этом возникает опасность ранения в результате попадания их между вращающимися частями машины. Указания о мерах безопасности должны содержаться в полном порядке и быть на видном месте. О возникших нештатных ситуациях или неполадках следует немедленно сообщать ответственному лицу. Особое внимание необходимо при выполнении операций по замене ножа. Замену ножа разрешается выполнять только специально обученному персоналу. При этом другим лицам запрещается находиться в рабочей зоне. Следует соблюдать установленные сроки проведения профилактических осмотров и проверок. Не допускается изменение конструкции машины, ее дооборудование какими-либо устройствами без разрешения поставщика. Не допускаются произвольные изменения в программах системы управления. Гидравлические трубопроводы необходимо заменять в установленные нормами сроки, несмотря на отсутствие каких-либо относящихся к безопасности недостатков. К работе допускается только обученный персонал. Лица, проходящие обучение, могут выполнять свои функции только под наблюдением опытного оператора. Машину разрешается эксплуатировать только при наличии правильного функционирования всех ее устройств, обеспечивающих безопасность персонала. Один раз в смену машина должна подвергаться внешнему осмотру на предмет обнаружения в ней изменений или отклонений от нормы. При обнаружении неполадок машина останавливается и блокируется. Неполадки необходимо срочно устранять. Перед включением машины, пуском в работу необходимо убедиться в полной безопасности для окружающих. Если машина остановлена для работ по уходу или ремонту, то следует обеспечить невозможность ее случайного включения. Для этого

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

необходимо: - главный включатель запереть на ключ; - на главный включатель установить предупреждающую вывеску. Машина и, в особенности, винтовые соединения в начале осмотра или ремонта очищаются маслом или иным средством. Нельзя использовать агрессивные чистящие средства, а также волокнистую ветошь. Ослабленные винтовые и болтовые соединения следует постоянно подтягивать. Устройства безопасности, демонтированные при ремонте или осмотре, следует немедленно установить на прежнее место после окончания работ. Рабочая зона у стопоподъемника размером около 50 см со всех сторон должна быть обозначена предупреждающей окраской в виде чередующихся полос черного и желтого цветов при сотношении ширины полос 1:1. Общие требования 1. К работе в качестве оператора резальных машин допускаются лица не моложе 18 лет, которые прошли предварительный медосмотр, проверку знаний по электробезопасности, а также обучение и инструктаж на рабочем месте по работе на резальных машинах. При последующей работе следует проводить периодические медосмотры не реже 1 раза в 2 года, а повторные инструктажи на рабочем месте – 1 раз в 3 месяца. 2. Рабочее место и оборудование следует содержать в чистоте и порядке. Все приспособления, инструменты, смывочно-смазывающие вещества (ССВ) должны находиться в отведенных для этого местах. Количество ССВ на рабочем месте не должно превышать потребности для одной смены. Разлитые ССВ и воду необходимо немедленно вытирать насухо. 3. Укладывать разрезаемую продукцию следует аккуратно и только в специально отведенные места.

13.5. Типовые правила охраны труда при эксплуатации одноножевых резальных машин

Требования безопасности перед началом работы Оператор резальной машины обязан: 1) надеть спецодежду, застегнуть ее на все пуговицы, убрать волосы под головной убор; 2) принять машину от предыдущей смены, ознакомиться с записями в эксплуатационном журнале о ее состоянии, проверить исправность и надежность функционирования предохранительных и блокирующих устройств, ограждений и сигнализации, наличия системы защитного заземления; 3) тщательно осмотреть ее узлы и проверить прочность крепления и исправность ножа, ножедержателя, состояние прижима, марзана, стола, отсутствие на нем посторонних предметов; 4) проверить достаточно ли освещение на рабочем месте; 5) проверить исправность работы тормоза и фотозащиты рабочей зоны при работе машины на холостом ходу (без продукции), надежность автоматической остановки ножа; убедиться, что лезвие ножа в верхнем положении расположено выше нижней плоскости балки прижима; 6) о неполадках доложить ответственному лицу и до устранения неполадок к работе не приступать. Требования безопасности во время работы Оператор резальной машины обязан: 1) снятый с машины затупленный или новозаточенный нож держать только в деревянном футляре зафиксированным болтом ; переносить его только в в этом футляре в горизонтальном положении; 2) проводить чистку, отладку узлов, замену ножа и марзана, правку

151

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

ножа и прочие работы по обслуживанию машины только при отключенном электродвигателе согласно инструкции по эксплуатации; 3) проводить правку ножа оселком в специальной деревянной оправе; 4) держать руки на расстоянии не менее 15 см от линии резания; 5) при смазке машины не допускать попадания смазочного масла в механизм тормоза; 6) выключать машину при уходе с рабочего места; 7) немедленно выключить электродвигатель при выявлении запаха гари, дыма или огня из электродвигателя и пускорегулирующей аппаратуры, значительном нагревании корпуса машины или электропроводов, сильных вибрациях, прекращении подачи электроэнергии, а также при неисправностях в системе быстрой остановки машины и сигнализации; 8) складывать полуфабрикаты и готовую продукцию аккуратно в стопы, высота которых не должна превышать 1,6 м; 9) хранить ветошь и бумагу, пропитанные маслом или керосином, в плотно закрытых металлических ящиках, которые необходимо опорожнять после каждой смены; 10) хранить смывочно-смазочные материалы в плотно закрытой таре; 11) переворачивать и менять марзаны при помощи специальных крючков. Требования безопасности при замене ножа К з амене ножа нужно относиться очень внимательно и ответственно. При замене необходимо соблюдать следующие правила: 1) соблюдать инструкцию по охране труда; 2) на рабочем месте должен быть абсолютный порядок; 3) замену ножа выполнять при строгом соблюдении инструкции по эксплуатации машины; 4) перед заменой рабочие грани ножа, резьбовые отверстия и инстумент должны быть тщательно очищены от смазки; 5) поврежденная резьба крепежных отверстий при необходимости должна быть исправлена; 6) в машинах с передней заменой ножа болты необходимо устанавливать слева направо, при этом нож будет смещаться в сторону марзана; следует учитывать, что при затяжке болтов от центра в обе стороны возникает риск подъема левой части ножа; 7) при регулировке параллельности ножа плоскости марзана всегда использовать в качестве прокладки листы бумаги. Оператору резальных машин запрещается: 1) оставлять ножи без футляра и прислонять их к станине машины, стене и другим вертикальным поверхностям; 2) браться за нож и поддерживать его со стороны лезвия; 3) самовольно регулировать муфту включения – тормоз; 4) поддерживать руками бумагу и отпечатанную продукцию вблизи линии резания, при необходимости пользоваться для этой цели деревянным угольником-приставкой; 5) оставлять ногу на педали балки прижима во время укладки или снятия продукции; 6) вынимать отрезанную продукцию из-под ножа до полной остановки его в крайнем верхнем положении; 7) ставить платформу на ребро; 8) допускать в рабочую зону машины посторонних людей; 9) работать на одном рабочем месте одновременно двум операторам; 10) работать на машине без ограждений опасных зон и при неисправных предохранительных приспособлениях и сигнализации; 11) стоять вблизи движущихся механизмов и прислоняться к машине и ее ограждениям;

152

Охрана труда при эксплуатации резальных машин Polar

12) оставлять машину включенной при уходе с рабочего места (обязательно отключить машину от электросети). Требования безопасности после окончания работы Оператор резальной машины обязан: 1) обесточить машину ( выключить общий вводной выключатель); 2) убрать инструменты и оснастку в отведенное место; 3) привести в порядок рабочее место; 4) сделать запись в эксплуатационном журнале о состоянии оборудования; 5) снять спецодежду, убрать ее в гардероб; 6) вымыть руки и лицо теплой водой с мылом.

153

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 14. Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

14.1. Виды резальных работ

14.2. Подрезка стопы

154

На резальных машинах выполняются три основных вида резальных работ: 1 ) резка незапечатанных листов: форматирование, т.е. подготовка бумаги заданного формата для печатных машин, например, подрезка с 4-х сторон после листорезальной машины; разрезка листов для изготовления незапечатанных форзацев; разделка переплетных материалов для обложек и переплетных крышек; подготовка форматов для ширпотреба, белового производства; подготовка заготовок для изготовления упаковок и т.п. 2) резка запечатанных листов: разрезка отпечатанных листов большого формата на части для фальцмашин; разрезка листов на форзацы, обложки, вклейки, приклейки и т.д.; разрезка листов для выполнения отделочных операций на оборудовании меньшего формата; разрезка стоп-листов для получения готовой продукции в виде этикеток, почтовых открыток, карманных календарей, визиток и т.д.; 3) резка готовых полиграфических изделий: разрезка блоков-двойников, лагенов; обрезка с 3-х сторон книжно-журнальных блоков и другой продукции. Все эти виды работ характеризуются тем, что поданные на резальную машину листы определенных размеров должны быть доведены до заданного формата разрезкой или подрезкой. Разрезка – это процесс разделения стоп листов на две и более частей при наличии ровных кромок листов в стопе. Подрезка – это процесс доведения стопы до заданных размеров при наличии отклонений в размерах листов или если состояние кромок не может обеспечить надлежащего базирования их в машине при последующей обработке. Каждый оператор имеет свои навыки и способы выполнения резальных работ. Нижеперечисленные примеры не охватывают всех вариантов выполнения работ. Они должны рассматриваться только как примеры и ни в коей мере как руководство к обязательному исполнению. Подрезка стоп выполняется практически всегда при подготовке стоп бумаги к печати, а также перед разрезкой листов – выравнивают их кромки для получения точных размеров и прямоугольной формы. Эта операция обязательна при обработке многокрасочных оттисков листовых изданий (буклетов, листовок, карт, плакатов, этикеток и т.п.), поскольку приводочные метки и контрольные шкалы на полях должны быть удалены до разрезки листов на части. Подрезка стоп может производиться с 2-х, 3-х и 4-х сторон. Двухсторонняя подрезка производится, чтобы обеспечить формирование ”верных” сторон, что позволяет получить одинаковое положение листов в печатной машине при их выравнивании на переднем столе; 3-х сторонняя подрезка необходима, когда перерабатываются листы, отпечатанные на различных машинах; 4-х стороннюю подрезку применяют для листов, которые будут использоваться на машинах с переворотом. Пример выполнения операции подрезки стопы приведен на рис.14.1.: стопу приталкивают длинной верной стороной (С) к подавателю, а короткой верной стороной (В) – к боковому упору, и подрезают противоположную длинную сторону (А) (рис.14.1, а); стопу поворачивают по часовой стрелке на 90°, приталкивают подрезанной длинной стороной (А) к боковому упору, а короткой верной стороной (В) – к подавателю и подрезают вторую короткую сторо-

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

ну (D) (рис.14.1, б); вновь поворачивают стопу по часовой стрелке на 90°, приталкивая ее подрезанной длинной стороной (А) к подавателю, а подрезанной короткой стороной (D) – к боковому упору, и подрезают длинную сторону (С) (рис.14.1, в); еще раз вращают стопу по часовой стрелке на 90°, приталкивая короткой стороной (D) к подавателю, длинной (С) – к боковому упору, подрезают последнюю короткую сторону (рис.14.1, г). Таким образом получаем подрезанную со всех четырех сторон стопу с прямыми углами при вершинах. Разрезка бумаги, оттисков и переплетных материалов выполняется по макету, подготовленному мастером участка или оператором машины, а также при повторном использовании программы разрезки, заложенной в блок памяти машины. После ознакомления с макетом оператор намечает оптимальный порядок разрезки и составляет программу разрезки, затем выбирает оптимальное фиксированное положение подавателя. При укладке листов с помощью груза удаляет воздушную прослойку между листами. Уложив стопу заданной высоты или заданное количество листов (для этикеток обычно 1000), оператор устанавливает подаватель на необходимый размер и выполняет резку или подрезку. Это касается ровных плотных стоп листов, имеющих одинаковую высоту. При наличии отклонений (волнистости, т.е. возвышении одних мест или занижении других, что проявляется после печати металлизированными красками, тиснения, обработки оттисков противоотмарочными средствами и т.д.) перед резкой выполняют подготовительную операцию – выравнивают стопу по высоте. Для этого могут быть использованы: обжим возвышающихся мест прижимом резальной машины без резки; обычно делается 2 – 4 обжима в зависимости от характера неровностей; эластичная пластина, установленная на нижнюю поверхность балки прижима; полосы картона или иойлока, приклеенные на нижнюю поверхность балки прижима. Последовательность разрезки стопы запечатанных оттисков определяется спуском полос. При этом рекомендуется придерживаться правила: сначала делается рез, параллельный короткой стороне, для этого листы приталкиваются к подавателю короткой верной стороной, отмеченной при печатании. При разрезке листов с отпечатанными обложками сначала следует подрезать стопу с четырех сторон, потом разрезать на части. Если на листах отпечатаны четыре или восемь обложек, то рекомендуется после срезания кромок и разрезки стопы пополам сдвинуть обе половины стопы, повернуть их на 90°, притолкнуть к подавателю и разрезать пополам в другом направлении. При разрезке листов на форзацы необходимо, чтобы машинное (продольное) направление волокон бумаги совпадало с линией сгиба форзаца. Аналогично режут бумагу для отстава переплетов, для окантовки блоков – по направлению волокон. После разрезки запечатанных форзацев оператор должен пометить водорастворимой краской обрез со стороны верхнего края форзаца. Внешние материалы для изготовления переплетов следует резать так, чтобы в переплете машинное направление волокон бумаги или основа ткани были параллельны корешку. Стопа листов внешнего материала сначала подрезается с краев, потом разрезается на части в соответствии с разметкой. Срезать углы у за-

14.3. Разрезка листов

C B

D A

а B 90°

A

C

D

б

A 90°

D

B C

в D 90°

г

C

A

B

Рис. 14.1. Последовательность операций при подрезке стопы с 4-х сторон.

155

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

3

2 1

а 3

5

4

6

2

1

б Рис. 14.2. Примеры резальных работ: а – разрезка стопы пополам с предварительной угловой подрезкой; б – разрезка стопы на 4 части.

14.4. Особенности резки малоформатной продукции и этикеток

Рис. 14.3. Разрезка на длинные и короткие

полосы.

156

готовок для обложек составных переплетов или для сплошных переплетов следует с применением специального угольника-шаблона, причем стопа материала должна подаваться в машину под углом. При резке скрепленных брошюр и книг необходимо соблюдать правило: корешки блоков должны располагаться против направления движения ножа, чтобы предотвратить возможные разрывы в местах скрепления блоков. Кроме того необходимо выравнивать давление по длине реза из-за утолщения корешковой части вследствие наличия клеевого, нитяного или проволочного скрепления. Для этой цели используют войлок толщиной до 10 мм или другой подобный материал, который приклеивают к прижимной пластине балки прижима. Абсолютно ровное расположение бумаги, оптимальное кондиционирование при транспортировке и хранении, печать без перерыва и сушки – все это желательные условия обработки заказов, которые, к сожалению, на практике не всегда выдерживаются. И достаточно лишь одного недостатка из этого перечня, чтобы вызвать внутреннее напряжение в листах и иметь проблемы при резке. Если кромки листов имеют меньшую влажность, чем их внутренняя часть, или наоборот, то происходит изменение размеров волокон (влажные разбухают, увеличиваются в диаметре, сухие – уменьшаются). В этих условиях обычная подрезка по контуру и последующая разрезка не устраняют внутренние напряжения в листах, что может сказаться впоследствии на конечных размерах продукции. Эту ситуацию можно исправить, если процесс резки начинать с середины, разделяя стопу на 4 части, а затем подрезая каждую часть. При этом листы бумаги быстрее адаптируются к окружающей среде и освобождаются от внутренних напряжений (рис.14.2). Большие сложности возникают при разрезке больших листов на малые доли, особенно при резке этикеток и другой малоформатной продукции. Это связано с тем, что, во-первых, большие листы сложнее укладывать на стол и труднее выполнять их точное приталкивание к подавателю и боковым упорам, во-вторых, большие листы из-за колебания температуры и влажности подвергаются большей деформаций, чем малые, а значит, имеют большие отклонения размеров. Эти особенности надо учитывать в работе. Разрезку листов с отпечатанными этикетками, открытками, бланками, расположенными в несколько рядов с одинаковым количеством их в одном ряду, следует начинать с подрезания краев с четырех сторон стопы. Потом листы следует разрезать на полосы, а полосы – на части. Использование при этом программного управления позволяет значительно повысить производительность машины. Если листы разрезаются на полосы (рис.14.3) с дальнейшей обработкой, то необходимо учитывать направление расположения волокон в бумаге. Это важно для выбора способа базирования в резальной машине, поскольку стопа приталкивается к боковому упору среза. Следует также учитывать, что на полосе могут отпечатываться следы от прижимной балки, которая имеет спереди сплошную поверхность, а сзади изрезанную из-за наличия гребенки. В местах действия ребер гребенки полосы имеют заниженные участки, а там, где ребра отсутствуют, участки приподняты. Если полосы поворачивать и приталкивать к боковому упору, то следует иметь ввиду это обстоятельство, поскольку возвышающиеся участки обычно дают на поверхности разреза выпуклые места. Для предотвращения рассыпания нарезанных полос или частей листа шириной менее 160 мм рекомендуется применять наклонную подставку-угольник, которая приставляется к стопе перед разрезкой. При этом необходимо постоянно следить и регулировать усилие

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

сжатия стопы, а после каждого реза стопу нужно приталкивать к подавателю, чтобы верхние листы не отходили от подавателя. В противном случае возникнет разница в размерах верхних и нижних листов, что приведет к браку продукции. Особенно это важно при изготовлении этикеток, ибо здесь должна быть обеспечена наивысшая точность. Это связано с тем, что последующая наклейка этикеток происходит на этикетировочных машинах-автоматах, которые работают на высокой скорости и настроены на определенные допуски продукции (обычно ±0,2 ... 0,25 мм). Для выполнения этих высоких требований резальные машины должны находиться в отличном техническом состоянии и оснащены такими дополнительными устройствами, как поворотный и наклонный подаватель Fixomat, прижим перед ножом, держатель листов перед подавателем, Autotrim. Использование этих дополнительных устройств позволяет также существенно увеличить производительность используемого оборудования. Кроме того, желательно иметь устройство автоматического регулирования усилия сжатия и корректирующий модуль. Очень часто заказчик требует, чтобы этикетки были переложены для защиты от повреждений картонными прокладками. В этом случае этикетки имеют прокладки сверху и снизу в виде листов картона. Такая композиция усложняет процесс резки. Во-первых, картон и бумага имеют различные толщину и плотность, во-вторых, картон зачастую имеет инородные включения в виде абразивов и других примесей, поскольку изготовляется из макулатурных материалов, имеющих всевозможные добавки. Эти частички могут явиться причиной выщербливания лезвия ножа и даже его повреждения. Поэтому при резке таких заказов нельзя использовать новозаточенный нож! Немаловажное значение для обработки такой продукции имеет наличие у оператора опыта разрезки подобной продукции. Во избежание ошибок обычно выполняют пробную разрезку по контрольным меткам. При этом определяются все режимы резки и вносятся необходимые коррективы. Материал стопы и его свойства сильно влияют на процесс резки и качество готовой продукции. В производственных условиях приходится перерабатывать разнообразные материалы, которые существенно отличаются по своим физико-техническим параметрам (жесткости, толщине, поверхностной плотности (массе 1 кв.м), влажности и т.п.). Для определения своих действий оператор должен знать характеристики обрабатываемого материала. Все материалы по своим характеристикам можно разделить на три вида: мягкие (машинописная, впитывающая и промокательная бумага); нормальные (писчая, типографская бумага); твердые (мелованная, проклеенная бумага, картон, синтетические материалы). Рассмотрим некоторые варианты резки материалов, отличающихся своими свойствами. Мягкие материалы характеризуются недостаточной гладкостью поверхности, наличием в стопе большого количества воздуха, что отрицательно отражается на процессе резания. Под недостаточной гладкостью поверхности понимается невозможность плотного прилегания листов друг к другу, что приводит к волнистости стопы и вызывает подъем бумаги перед ножом (рис.14.4, а). Это приводит к увеличению усилий резания и может быть причиной заклинивания ножа. При этом рекомендуется располагать стопу всегда с левой стороны, если направление движения ножа происходит слева направо. Расположение материала с правой стороны приведет к еще большему

14.5. Некоторые особенности резки материалов с различными свойствами

157

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

а

б

в Рис. 14.4. Проведение резки различных видов бумаги: а – негладкой, б – объемной, пухлой, в – нормальной.

158

подъему бумаги, поскольку правый упор будет препятствовать резке. При наличии воздуха в стопе и мягкости материала листы перед ножом под балкой прижима сильно прогибаются вниз (рис.14.4,б). Это приводит к верхнему подрезу материала, то есть верхние листы будут короче нижних. Для устранения такого явления рекомендуется выбирать небольшой угол заточки ножа. Высокая чистота и гладкость скошенной части ножа даже при тупом лезвии дают значительный эффект. Однако не только нож влияет на качество резки. Необходимо обратить внимание на усилие сжатия и прижимную балку. Здесь действует основное правило: мягкий материал – большее усилие сжатия; тверже материал – меньшее усилие сжатия. При мягком материале и высоком давлении прижимная балка оставляет на верхних листах следы контура прижима. Для устранения этого явления устанавливают нижнюю прижимную пластину. Иногда на эту пластину наклеивают полоску картона толщиной 4. . .5 мм, которая имеет скругленные грани. Нормальными материалами считаются такие материалы, для разрезки которых используются ножи с углом заточки 24° и среднее усилие сжатия (рис.14.4,в). К таким материалам относятся, например, писчая и типографская бумага. Существует мнение, что для нечуствительной к давлению бумаге, усилие сжатия может быть по возможности большим. Это утверждение ошибочно, так как необоснованно высокое давление способствует зарезанию материала, где верхние листы получаются короче нижних. Верным будет такое правило: усилие сжатия должно быть не больше, чем необходимо, но при этом материал не должен вытягиваться из-под балки прижима. При обработке твердого материала, например, бумаги для высокохудожественной печати, проклеенной бумаги, картона или синтетической пленки, нож может отжиматься во время резки в сторону оператора. Причиной такого явления является очень малый угол заточки, то есть малая жесткость лезвия. Как правило, для резки твердых материалов применяются ножи с дополнительной фаской, т.е. ножи с двойной заточкой. Такая форма облегчает процесс прохождения лезвия через стопу. При резании твердого материала острое лезвие ножа может выкрашиваться. Кроме того, возможно зарезание материала. Зарезание материала возникает и в случае появления зазоров в направляющих ножедержателя, а также при загрязнении плоскостей ножа. Неперпендикулярность ножа по отношению к плоскости стола и отклонения в толщинах (например, толщина вверху больше, чем снизу) тоже приводят к браку в работе. Многолетний опыт по использованию машин Polar при резке искусственных материалов позволил выработать ряд рекомендаций. Термопластические материалы чувствительны к температуре. Чем выше температура материала (в определенных границах), тем чище будет рез и меньше нагрузка на нож и машину. Наиболее благоприятной средней температурой для обработки полимерных материалов является 30°С. Перед резанием рекомендуется нагретый термопластический материал изолировать листом картона от обычно более холодного стола машины. Жесткие и прочные материалы, имеющие склонность к разрыву, например, поливинилхлорид (ПВХ) могут быть успешно разрезаны, если между его листами проложить листы папиросной бумаги. Повышение температуры при резании может привести к тому, что полимерный материал под действием выделяемого тепла вследствие трения между ним и ножом начнет склеиваться или даже свариваться. Это можно предотвратить посредством правильной заточки ножа. Для получения качественного реза полимерных материалов рекомендуется применять ножи из быстрорежущей стали. Они имеют значительно больший срок

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

службы по сравнению с обычными ножами. Угол заточки лезвия ножа с двойной фаской должен быть между 18° и 22°. При резании таких материалов, как астралит, ацетат или кашированная фольга (фольга, соединенная с бумагой или полиэтиленовой пленкой), режущая кромка ножа должна быть несколько сошлифована для предотвращения изгиба и поломки острой кромки во время первого реза. Наличие двойной заточки уменьшает нагрев режущей кромки ножа. Рекомендации относительно правильного выбора материала ножа, угла и формы заточки приведены в приложении (см. табл. 2 приложения). Особое внимание следует обращать на усилие сжатия. Его регулировка должна осуществляться особенно тщательно в зависимости от вида материала. Из-за высокой гладкости полимерных материалов усилие сжатия должно быть значительно больше, чем при резании бумаги, во избежание проскальзывания и смещения листов под балкой прижима. Рекомендуется также в зависимости от толщины материала подбирать высоту стопы. В среднем высота стопы не должна превышать 60 мм. Например: - мягкий ПВХ толщиной до 0,4 мм – высота стопы 60 мм; - астралон толщиной до 1 мм – приблизительно 60 мм; - астралит толщиной до 0,5 мм – 45 мм; - твердый ПВХ толщиной до 0,6 мм – 50 мм. Чем меньше высота стопы, тем точнее будет резание. При резке твердых материалов (например, синтетических материалов, фольги и т.п.), которые имеют различную высоту вдоль линии реза, рекомендуется использовать прижимную пластину под балку прижима для получения одинакового усилия сжатия по длине балки. Небольшие отклонения в стопе также можно выровнять с помощью наклеивания к нижней плоскости балки прижима полосок из фетра, резины, картона или, если и это не дает желаемого результата, то прочного войлока толщиной 10 мм. Для достижения высокого качества фальцевальных работ бумажные листы еще перед печатанием необходимо проверить на верный угол, который необходимо четко обозначить. Если не соблюдается 90 ° между кромками верных сторон листа, необходимо устранить косину бумаги подрезкой. Несоблюдение этого правила приведет не только к несовмещению приводки, но и может повлечь значительные отклонения в точности фальцовки. Это обусловлено тем, что в фальцевальных машинах равнение листов осуществляется не по передним и боковым упорам, как в печатных машинах, а по упорным боковым линейкам. Следует отметить особый случай, если печать происходит с переворотом листа. В этом случае стопа бумаги должна подрезаться как минимум с трех, а лучше с четырех сторон. Правильное расположение верных сторон определяется схемой фальцовки. Верные стороны для фальцмашин должны быть прямыми и без повреждений. Деформированные или неровные кромки затрудняют прохождение листов в фальцмашине или вообще делают фальцовку невозможной. При подготовке листов для фальцмашин следует учитывать также последующие операции скрепления: клеевое бесшвейное или проволокошвейное, которые требуют бŠольших полей, чем у обычных тетрадей.

14.6. Особенности обработки листов для последующего использования в фальцмашинах

Качество резки оператор контролирует периодически в зависимости от ”сложности” материала по следующим показателям: точность получаемых размеров; отсутствие косины по длине и ширине; гладкость обреза стопы, отсутствие рисок, шероховатости, полос, волнистости; отсутствие следов прижимной балки;

14.7. Контроль выполнения резальных работ и оформление готовой продукции 159

Некоторые особенности и примеры организации и выполнения резальных работ

отсутствие слипания кромок листов на поверхности среза; полная разрезка всех листов в стопе, особенно нижних. Допуски на точность резки обычно определяются требованиями заказчика к готовой продукции. Для общеполиграфической продукции они приведены, например, в нормативной литературе [ 9]. В процессе работы, в случае потери качаства реза, вызванной затуплением ножа, рекомендуется подправлять его кромку шлифовальным бруском. При снижении качества реза, точности получаемых размеров и ухудшении внешнего вида среза (появление бахромистости, шероховатости, полос, волнистости, слипания обрезанных кромок листов и т.п.), появлении разницы в длине верхних и нижних листов рекомендуется замена ножа. При снижении качества обрезки нижних листов следует заменить или перевернуть марзан.

160

Резальные машины и комплексы Polar

Основные проблемы, возникающие при эксплуатации связаны c : 1) ошибками оператора : а) при программировании; б) при неправильной эксплуатации; в) при обслуживании (уходе); 2) механическими неполадками; 3) электрическими неполадками; 4) дефектами резки. Рассмотрим эти случаи.

машины

Глава 15. Проблемы, возникающие при резании

Ошибки оператора могут быть следствием некорректного обращения с машиной. Ошибки, возникающие при программировании – это в первую очередь ввод неверных данных, вследствие чего готовая программа не соответствует схеме резки или какие-либо функции не могут быть реализованы. Проверка корректности данных, последовательности операций, правильности использования функций с последующим исправлением ошибок восстанавливает работоспособность программы. Следует отметить, что при кажущейся сложности и громадном многообразии возможностей, процесс создания программы очень прост, логичен и легко усваиваемый. Это достигается реализацией в программном обеспечении последоваттельного открывания системы окон меню, которые легко вызываются с помощью клавиатуры, отдельные элементы которой выполняют те же функции, что и на обычном персональном компьютере с сохранением аналогичной символики клавиш (ввод, управление курсором, цифровая клавиатура и т.д.). Неправильная эксплуатация машины: - нарушение последовательности операций при замене ножа; - использование приспособлений, не рекомендованных заводом-изготовителем; - инициирование разрезки при неправильном положении стопы на столе и т.д. Ошибки в обслуживании машины – это несоблюдение интервалов смазки или использование не рекомендованных смазочных материалов. Обслуживающий персонал (оператор и ремонтная служба предприятия) инструктируются инженерами сервисной службы фирмы-изготовителя на предмет смазки машины, интервала замены масла и т.д. На тыльной стороне правой части станины, а также в инструкции по эксплуатации находится карта смазки с указанием мест и частоты смазки. Там же, на корпусе редуктора, находится смотровое окно контроля уровня масла. Уровень масла в гидравлической системе необходимо контролировать постоянно.

15.1. Проблемы, возникающие из-за ошибок оператора

Механические неполадки в резальных машинах Polar возникают редко и причина их в абсолютном большинстве случаев состоит в неправильном обслуживании или допущенных недосмотрах. Встречаются два вида таких неполадок. Нож застревает в стопе Причина неполадки: тупой нож или неправильный угол его заточки. Принимаемые меры: 1) немедленно прекратить разрезку, отпустив обе клавиши; машину выключить, повернув главный выключатель 2 (см. рис.8.2) в положение ”0”, замок безопасности 1 на пульте главного выключателя запереть и вынуть ключ; 2) дождаться полной остановки маховика, снять крышку ограждения с муфты;

15.2 Влияние механических неполадок

161

Проблемы, возникающие при резании

A A

1 2 3

Рис. 15.2. Устранение разрыва предохранительного болта в тяге.

15.3. Влияние электрических неполадок

Примечание 1. Если разрыв болта произошел вследствие задержки ножедержателя блокировкой, то это функциональная неполадка, которую может устранить только специалист службы сервиса. Примечание 2. По всем вопросам, касающихся процесса эксплуатации машин, квалифицированную консультацию можно получить в сервисном центре фирмы "Гейдельберг".

162

3) рукоятку муфты вставить в отверстие (А) (рис.15.1) и прочно завинтить (дополнительно у моделей Polar 115, 137, 155, 176 на рукоятку муфты насаживается поворотная рукоятка); 4) вращая маховик против часовой стрелки, поднять нож в верхнее крайнее положение; 5) удалить рукоятку муфты (и поворотную рукоятку), крышку поставить на место, открыть замок безопасности, повернуть главный выключатель в положение ”1”.

Рис. 15.1. Место установки рукоятки муфты.

Разрыв предохранительного болта в приводе ножа (рис.15.2) Причина: перегрузка машины вследствие использования тупого ножа, слишком большой высоты стопы, очень жесткого материала и т.п. (см. ниже примечание). Принимаемые меры: 1) стопу не удалять со стола, поскольку есть опасность травматизма из-за самопроизвольного опускания ножа от собственного веса; 2) нож и балку прижима перевести нажатием клавиш разрезки в верхнее положение; 3) удалить стопу со стола; 4) снять с фронтальной плоскости крышку с отверстием для руки; 5) удалить части предохранительного болта, соединить полутягу 1 и проушину 3; 6) установить новый предохранительный болт, затянуть гайку (она всегда должна быть в нижней части тяги; после 50-ти резов гайку подтянуть); 7) поставить крышку на место. Электрические неполадки - это неполадки в работе электрических цепей управления, которые могут возникнуть во время эксплуатации.Текстовая информация об этом высвечивается на экране монитора. В такой форме появляются сообщения : - об ошибках при программировании; - о положении или готовности отдельных механизмов машины и их состоянии (вкл/выкл), о протекании определенного процесса; - о режиме работы машины; - подсказки оператору; - сообщения сервисного характера. Сообщения имеют вид прямоугольных рамок, поле которых окрашено в разные цвета в зависимости от характера сообщения, что облегчает их идентификацию. Поэтому оператор сначала должен определить, к какой категории относится это сообщение и соответственно отреагировать (см. пункт ”Ошибки оператора”, функцию ”Поиск базовой точки”, функцию ”Исправление основного размера”). Если это сбой в работе системы машины, и после повторного запуска сообщение не исчезает, то необходимо обратиться в службу сервиса. В процессе обучения обслуживающего персонала оператор получает инструкции о реагировании на возникновение той или иной ситуации, идентификации сообщений и т.д. После завершения обучения проводится теоретическая и практическая проверка знаний оператора (с последующей выдачей сертификата).

Проблемы, возникающие при резании

Дефекты при резке могут возникнуть как у малоопытного оператора, так и у квалифицированного специалиста. Причин для этого очень много. Некоторые возможные дефекты и методы их устранения приведены в табл. 15.1.

15.4. Дефекты резки

Тaблица 15.1 Геометрические дефекты поверхности среза

163

Проблемы, возникающие при резании

Продолжение тaбл. 15.1

164

Проблемы, возникающие при резании

Продолжение тaбл. 15.1

†

S

165

Проблемы, возникающие при резании

Окончание тaбл. 15.1

166

Проблемы, возникающие при резании

†

†

Таблица 15.2 Отклонения линии реза от прямолинейности

167

Проблемы, возникающие при резании

Продолжение тaблицы 15.2

Таблица 15.3 Различные дефекты резки

168

Резальные машины и комплексы Polar

В процессе эксплуатации нож и особенно его кромка вследствие воздействия разрезаемого материала претерпевает определенные изменения. От трения с материалом стопы режущая кромка ножа постепенно тупится, от попадания абразива и иных включений на поверхности ножа остаются риски, а иногда трещины и щербинки ( рис. 16.1, а – в). В процессе резки нож испытывает разнообразные деформации как по длине, так и в поперечном сечении. Причиной их является то, что параметры стопы (материал, ее ширина, высота), расположение относительном линии реза в процессе резки постоянно меняются, а условия выполнения резов (давление сжатия, угол заточки ножа и т.п.) остаются неизменными. В процессе резки нож в местах контакта со стопой испытывает значительные нагрузки, хотя длина контакта ножа со стопой значительно меньше длины ножа. В результате силовое воздействие на нож

д

а

е

б

Глава 16. Восстановление и заточка ножей резальных машин

16.1. Общие сведения

в ж з

г Рис. 16.1. Разновидности дефектов ножа.

неодинаково по длине – оно возрастает в зоне контакта со стопой и отсутствует в других местах. Это вызывает изгибные деформации по всей длине ножа. В процессе резки на нож действуют также боковые силы: лобовая и тыльная. В зависимости от конкретных условий резки (величины давления сжатия, материала стопы, степени затупления ножа и др.) эти силы будут деформировать нож в поперечном сечении (см. раздел 1.4). Часто возникает деформация ножа в виде отгиба его в сторону оператора. При этом обратная сторона ножа имеет выпуклость, которую легко заметить, приложив линейку (рис.16.1, д). Причинами этого дефекта являются: 1) несвоевременная замена ножа, т.е. работа затупленным ножом; 2) слишком высокое давление сжатия; 3) неправильная шлифовка и правка ножа; 4) неправильный выбор угла и формы заточки ножа. Возможны такие дефекты ножа, как вогнутое (рис.16.1, е) или выпуклое (рис.16.1, ж) лезвие, его неплоскостность (рис.16.1, з). Причиной их появления является неправильные крепление и шлифовка, появление напряжений в соединении твердая вставка – корпус ножа, которые изготовлены из различных материалов и имеют разные свойства. Возможны и другие причины.

169

Восстановление и заточка ножей резальных машин

Поэтому периодически следует деформированный нож подвергать рихтовке для придания ему правильной геометрической формы, появившиеся дефекты формы устранять, а затупленное лезвие ножа заново затачивать. Наиболее целесообразно выполнять операции по восстановлению формы и заточке ножей на специализированном ножешлифовальном участке фирмы квалифицированным мастером.

16.2. Ножешлифовальный участок

1

2

3 4

7

а

8

б Рис. 16.2. Рихтовочный станок: а – принципиальная схема; б – общий вид.

170

Типичный участок для шлифовки ножей резальных машин Polar состоит из рихтовочного и ножешлифовального станков, приспособления для правки и доводки ножей и ряда вспомогательных устройств (стеллажей, полок и т.п.). Рихтовочный станок (рис.16.2) предназначен для придания правильной геометрической формы и плоскостности ножу, имеющему по длине и ширине изгибы, волнистость или другие отклонения. Деформированный нож невозможно правильно заточить и тем более эксплуатировать. Поэтому первой подготовительной операцией перед шлифованием является устранение дефектов формы. Рихтовка ножа осуществляется по принципу 5 9 деформации его посередине между двумя опорами, которыми служат неподвижно закрепленные опорные ролики 8 ( рис. 16.2, а). Справа и слева от них расположены текстолитовые столики 7 и ролики 6 для перемещения ножа. Верхние поверхности всех элементов лежат в одной плоскости. Нож 9 устанавливается так, чтобы вогнутая поверхность располагалась напротив верхнего 6 7 прижимного ролика 1 такого же диаметра. Ползун 2 силового ролика 1 получает перемещение от гидравлической системы, при этом создается значительное изгибающее усилие на нож, деформирующее его в сторону, обратную вогнутости. Создаваемое усилие контролируется манометром, а величина федормации ножа – индикатором 4, укрепленным на штативе 3 неподвижной стойки 5. Операция рихтовки ножа простая, однако требует от заточника определенного опыта и сноровки, поскольку неправильными действиями можно получить обратный результат. Ножешлифовальный станок (рис.16.3) состоит из станины коробчатого сечения, шлифовального суппорта, четырехгранной траверсы для крепления ножа, системы перемещения суппорта относительно траверсы, привода шлифовальной головки, размещенной на суппорте, системы подачи охлаждающей жидкости в зону шлифования и пульта управления станком. Станина станка имеет коробчатое сечение с размерами рассчитаннрыми на переточку ножей длиной до 2 м. Внутри станины на подшипниках размещена прямоугольная траверса 13, которая может поворачиваться относительно своей продольной оси 10 (рис. 16.3, б). Траверса служит для крепления ножей, подлежащих шлифованию. Суппорт шлифовального станка размещается слева, и на нем расположен пульт управления (рис.16.3, в). Он представляет собою вертикальный корпус, в направляющих 4 которого типа ”ласточкин хвост” перемещается ползун 3 с закрепленной на нем планшайбой (шлифовальной головкой). Планшайба крепится к ползуну 3 посредством полукруглых пазов 2 и болтов 1, позволяющих устанавливать ее под некоторым углом к вертикали для выборки выемки вдоль ножа. К планшайбе придаются четыре шлифовальных круга разной зернистости и алмазный круг для шлифования ножей со вставками из твердого сплава.

Восстановление и заточка ножей резальных машин

2

14

19

19

3 4 5

1

6

13

7

12

18 13 17 10

16

15

б

а 11

Шлифовальный суппорт может реверсивно перемещаться относительно неподвижной траверсы 13 с ножом 19. При этом осуществляется постоянная подача круга по высоте, величина которой может задаваться на пульте управления и осуществляться автоматически. Возможно и ручное управление подачей круга. Ось 10 прямоугольной траверсы 13 крепится на трех подшипниковых узлах 11 (двух – по концам и одном – по середине). Один конец оси выходит за пределы станка и соединяется с приводом в виде червячной передачи и заканчивается маховичком 6 для ручного поворота. Для установки плоскости траверсы под углом, равном углу заточки ножа, необходимо повернуть маховичок до желаемого положения. Горизонтальность поверхности ножа, подлежащей шлифованию, проверяют по уровню, который устанавливают на плоскость 7, закрепленную на лимбе отсчета углов 8 (рис.16.3, а). Так же поступают и в случае, если угол заточки ножа неизвестен. Выверенное положение траверсы фиксируется стопорной ручкой 9. Одна боковая поверхность траверсы служит для установки ножа с электромагнитным креплением, вторая – для крепления ножа традиционным способом с помощью крепежных болтов. Нож 19 крепится на траверсе таким образом, чтобы лезвие слегка нависало над ее вертикальной гранью (до 3 ... 4 мм) (рис. 16.3, г ). После точной установки ножа на траверсе выполняется его шлифование. В зону шлифовки через патрубок 14 подается охлаждающая жидкость, которая стекает в нижний резервуар станины и через патрубок 15 откачивается, фильтруется и снова поступает в зону шлифования. После окончания шлифовки суппорт несколько раз проходит вдоль ножа без подачи, осуществляя выглаживание и зачистку ножа. Пульт управления позволяет изменять направление вращения шлифовального круга, величину подачи на нож, скорость перемещения суппорта, суммарную величину сошлифованного слоя металла и т.д. Для окончательной доводки кромки ножа необходимо иметь также приспособления для крепления ножа при ручной правке и для доводки (хонинговальная головка), состоящие из направляющих и обрабатывающих роликов, угол установки которых регулируется в зависимости от угла заточки ножа.

г

11 10 9

8

в Рис. 16.3. Ножешлифовальный станок: а,б – принципиальная схема; в – пульт управления; г – процесс шлифовки.

171

Восстановление и заточка ножей резальных машин

16.3. Машинная заточка ножей 16.3.1. Ножешлифовальный станок

16.3.2. Шлифовальные круги

172

Некоторые крупные предприятия заточку ножей выполняют самостоятельно, на собственном оборудовании. В этом случае очень важно придерживаться таких рекомендаций: 1) ножешлифовальный станок должен быть в абсолютно исправном состоянии; 2) правильно выбирать шлифовальный круг – с соответствующей зернистостью; 3) обеспечить достаточное количество охлаждающей жидкости соответствующего качества; 4) правильно выбирать скорость и величину подачи; 5) правильно установливать нож в станке; 6) квалификация заточника должна быть высокой. Ножешлифовальный станок должен иметь достаточно, массивную станину, чтобы предотвратить возникновение вибраций. Его соответствие этому требованию легко проверить: если пыль, возникающая при шлифовании, поднимается вверх, то станок хороший, если она прилипает к поверхности ножа – станок вибрирует или используется шлифовальный камень из несоответствующего абразивного материала. В этом случае возникает опасность перекалить нож. Подача шлифовального круга должна осуществляться легко и без ударов, с равномерной скоростью. Нож следует крепить на траверсе станка надежно и параллельно к плоскости шлифования. Его крепят так, чтобы скошенная поверхность была сверху, а лезвие слегка выходило за пределы траверсы (см. рис.16.3, г). Направление вращения круга – навстречу лезвию. Благодаря этому тонкое лезвие ножа немного пружинит и не так сильно прижимается к камню. В образовавшуюся щель между лезвием ножа и прижимной планкой попадает эмульсия, охлаждющая шлифуемую часть ножа. Шпиндель шлифовального станка должен иметь фиксированные от аксиальных смещений подшипники, так как осевые колебания очень опасны для чашечных кругов. Сами круги должны быть хорошо отцентрированы и сбалансированы. В противном случае возможны перегрузка и вибрации. Поперечная подача должна обеспечиваться только шлифовальной головкой. Все элементы контроля должны быть в удобном для оператора месте, они должны давать возможность легко контролировать процесс шлифования. Насос для подачи охлаждающей эмульсии должен обеспечивать стабильный, сильный и непрерывный поток жидкости к месту шлифования. Резервуар с охлаждающей жидкостью должен быть достаточно большим и иметь фильтр для удаления шлифовальной пыли перед повторной подачей эмульсии к месту шлифования. Устройство для правки шлифовального круга должно быть вмонтировано в станок, чтобы в случае износа, засаливания или повреждения рабочей поверхности круга устранять эти погрешности. Очень важное значение имеет правильный выбор шлифовального круга. Сейчас имеется огромный выбор шлифовальных кругов, отличающихся зернистостью, твердостью и связующими. Поэтому ниже приведены несколько рекомендаций относительно правильного выбора шлифовальных кругов. Зернистость. Круги могут иметь зернистость от 8 до 800 согласно немецкому стандарту DIN 69100 (от 200 до 16 согласно ГОСТ 3647-74), т.е. от грубого до очень мелкого. (Примечание. Далее по тексту сначала идут параметры шлифовальных кругов согласно немецкому стандарту, в

Восстановление и заточка ножей резальных машин

скобках приведены значения, соответствующие ГОСТу). Для машинного шлифования ножей используют круги с зернистостью 60(25), которые обеспечивают практически полирование поверхности. Твердость охватывает значения от А(ВМ) до Z(ЧТ), для машинных ножей используют достаточно мягкие круги твердостью от Н(М3) до К(СМ1). Структура в соответствии с международными нормами выражается числом. Чем меньше число, тем меньше расстояние между зернами. Круги, структура которых выражается малыми числами, не употребляются, более употребительны круги с открытой структурой, так как они менее склонны к засаливанию. Связующие обозначаются сокращенно: Ке(К) – керамика, Ва(Б) – синтетические смолы и т.д. Для шлифования машинных ножей используют круги со связующими из синтетических смол Ва(Б). Абразивы обозначают так: NK(13А, 16А) – нормальный корунд, НК – полудрагоценный корунд, ЕК – драгоценный корунд и т.д. Для заточки машинных ножей используются только корунды NK, HK и EK. (немецкий стандарт) или нормальный электрокорунд 15А, 16А и электрокорунд белый 23А, 24А (отечественный стандарт). Неправильно выбранный круг может повредить нож. Зерно должно удерживаться связующими так, чтобы оно вырвалось раньше, чем сгладится, сработается или сотрется. В процессе шлифовки выделяется большое количества тепла. Поэтому очень важно расстояние между зернами. Больше тепла выделяется при локальном нагреве, как, например, при полировке. Надо знать что, чем больше легирован нож, тем он менее стойкий к высоким температурам. Пористость шлифовальных кругов имеет решающее значение при засаливании. Если поры маленькие, то металлические частички забивают их. Тогда поверхность шлифовального круга становится засаленной и гладкой, при этом возникает такой же эффект, как при твердых кругах: чрезмерное тепловыделение. Поэтому первое требование – использовать круги открытой структуры. Более быстрый износ таких кругов компенсируется предупреждением других проблем. Основная роль охлаждения – защитить место шлифования от чрезмерного нагревания и очищать шлифовальный круг от засаливающих частичек. Для улучшения охлаждения необходимо к воде добавлять специальные охлаждающие добавки, которые, кроме того, защищают нож и станок от коррозии. Масло с водой образует молочную и прозрачную эмульсию. Она не связывает грязь и противодействует засаливанию круга. Эмульсия должна поступать на круг перед местом шлифования. Охлаждение самого шлифовального круга неэффективно. Охлаждение чистой водой нежелательно, от этого ржавеют нож и шлифовальный станок. Очень важно обеспечить чистоту шлифовального станка, ножей и охлаждающей жидкости. Внимательность при обслуживании шлифовального станка должна быть постоянной.. Невнимательность оператора при остановке подачи эмульсии или засаливании шлифовального круга может привести к тому, что нож будет перекален и станет непригодным. Такие перекаленные ножи не всегда легко распознать, так как они становятся непригодными лишь после 2-й или 3-й шлифовки, лезвие таких ножей крошится. Подача круга должна осуществляться очень медленно и при минимальном контакте круга с ножом. Шлифовку считают законченной, если сошлифованы все заусенцы, шлифованные поверхности имеют равномерный блеск, а на задней стороне ножа есть тонкая ”бородка” из заусениц. Избыточное шлифование, съем лишнего материала нежелательны, поскольку ведут к сокра-

16.3.3. Охлаждающая жидкость

173

Восстановление и заточка ножей резальных машин

щению срока использования ножа. Поэтому особенно важен постоянный контроль процесса шлифования для предупреждения перечисленных дефектов.

16.3.4. Возможные ошибки при шлифовании

1. Если процесс шлифования прерывается и сноп искр исчезает – это свидетельствует о непараллельности плоскости ножа плоскости шлифования. Возможной причиной является также неправильно проведенная предыдущая заточка ножа. 2. Лезвие ножа (при вертикальном расположении) не должно выступать за границы траверсы, иначе оно будет пружинить. Вследствие этого лезвие будет не прямолинейным, а вогнутым посередине, что может обусловить недорезание листов в средней части ножа. 3. Если лезвие ножа коричневое или голубое, то это признак пережога ножа. Причинами этого могут быть: чрезмерная глубина шлифования, чрезмерная подача ножа, недостаточное охлаждение, несоответствующий абразив, засаленный или стертый круг. Такие ножи сначала надо шлифовать грубыми и открытыми кругами, а после этого, в станке. 4. Более опасными являются дефекты структуры лезвия ножа, о чем свидетельствуют коричнево-желтые пятна на фаске, так как их тяжелее распознать. Наличие их свидетельствуют о высокой температуре (200°300°С и выше) во время шлифования. Эти пятна имеют круглую или овальную форму, а размером они с маленькую горошину. Причины этого явления следующие: 1) чрезмерная твердость шлифовального круга; 2) стертый шлифовальный круг; 3) засаленный шлифовальный круг; 4) загрязненная охлаждающая эмульсия. Устранить вышеуказанные пятна можно шлифованием открытым камнем, однако дефект на ноже останется. Для предотвращения разрушения ножа при дальнейшем использовании его необходимо шлифовать мягким открытым камнем до полного удаления зоны пережога. В табл. 16.1 приведены итоговые средние режимы шлифования для стандартного и быстрорежущего ножей. Таблица 16.1 Параметры абразивных кругов и режимы, рекомендуемые для шлифовки ножей

16.3.5. Особенности заточки твердосплавных ножей (НМ)

174

Заточка твердосплавных ножей требует определенных навыков и особой технологии. Здесь рекомендуется трехкратная обработка кромок ножей разными камнями (рис.16.4). 1-я операция. Затыловочная шлифовка стального корпуса ножа. Диаметр шлифовального круга 100 мм (зернистость 60, твердость М, Ва). Скорость стола - 14 м/мин, подача - 0,01 мм (как при шлифовании стандартных ножей и HSS).

Восстановление и заточка ножей резальных машин

2-я операция. Шлифовка скошенной поверхности твердосплавной вставки (предварительное и завершающее шлифование). Диаметр шлифовального круга – 200 мм, (D 91, С50, Ва). Скорость стола при глубоком шлифовании – 14 м/мин, при выглаживании – 1 м/мин. Подача 0,005 мм (вне зоны шлифования). 3-я операция. Шлифовка передней фаски (0,5 ... 1,0 мм). Диаметр шлифовального круга – 200 мм (D 15, С50, Ва). Скорость стола – 125 ... 150 мм/мин, при завершающем шлифовании – 5 м/мин. Подача: шлифовка передней фаски происходит за один проход (глубокое шлифование, удвоенная подача - примерно 0,1 мм).

Рис. 16.4. Машинная заточка твердосплавного ножа.

Нож после машинной шлифовки должен подвергнуться ручной правке. Для доводки используют прямоугольный кремниево-карбидный брусок достаточно большого размера и правильной формы. Для устранения заусениц используют камень с грубым зерном, для непосредственной заточки – камень с мелким зерном, а для финишной доводки – полировочный брусок. Во время доводки нож должен быть хорошо закреплен. В противном случае могут возникнуть погрешности в доводке, а также повышается травмоопасность. Для этого ручную правку выполняют, закрепив нож в специальном приспособлении, представляющем собой три зажима, с помощью которых нож фиксируется вертикально лезвием вверх (рис.16.5). Зажимы представляют собой своеобразную струбцину, состоящую из неподвижной 3 и подвижной 4 планок. Нож зажимается гайкой 5 с круглой ручкой. Зажимы могут устанавливаться вдоль рейки в любом месте, после чего их положение фиксируется ручкой 6. 2 3 Перед доводкой нож необходимо тщательно очистить. Для этого применяют смоченную маслом или керосином ветошь, которой протирают нож по направлению к краю лезвия. Таким же образом удаляют остатки шлифовальной пыли после шлифования. Понятно, что и сам абразивный брусок должен быть чистым, перед работой его необходимо предварительно смазать маслом. Не допускается использование выработанного камня с видимыми дефектами, так как качественную правку таким камнем выполнить невозможно. В зависимости от величины заусениц нож следует править стороной абразивного бруска с грубым или мелким зерном (разумеется, при боль-

16.4. Ручная доводка и правка ножа

1

4 5

6 7

Рис. 16.5. Приспособление для фиксации ножа при ручной правке и доводке.

175

Восстановление и заточка ножей резальных машин

а

б Рис. 16.6. Приемы ручной правки ножа.

ших заусеницах – грубое зерно, при маленьких – мелкое). Необходимо приложить брусок к скошенной поверхности ножа и немного наклонить его, чтобы образовался угол 1-2° (рис.16.6, а). Далее нужно провести бруском вдоль режущей кромки ножа круговыми движениями, не прикладывая значительного усилия (на нож должна действовать только сила веса бруска). Следует повторить эту операцию с задней стороны ножа, брусок при этом должен прилегать к ее поверхности плоско (рис.16.5, б). После этого выполняют механизированную правку, которая требует использования специального приспособления. Общий вид его показан на рис.16.7, а, на рис.16.7 б,в – в рабочем состоянии и развернутом виде. Обе полуцилиндрические оболочки имеют три опорных ролика 2 (на одной половине – два, на другой – один) и 4 полировочные шайбы 1 (по паре на каждой стороне). Расположение опорных роликов и полировочных шайб на обеих половинах приспособления не одинаковое: ролики на одной половине располагаются в местах, соответствующих промежутку между ними на другой. Опорные ролики катятся по поверхностям ножа (скошенной и тыльной), определяя расположение полуцилиндров, которые затем фиксируются болтами 7 в дуговых пазах с двух сторон. По шкале 5 определяют угол заточки ножа. После установки на заданный угол заточки приспособление проводится вдоль лезвия ножа. При этом от трения с поверхностью ножа полировочные шайбы начинают вращаться, обеспечивая полировку поверхностей лезвия. Полировочные шайбы представляют собой полые цилиндрические детали, изготовленные из полимерного материала с вкрапленными частичками полирующего вещества (в виде пасты или порошка). Для конечной правки и полирования можно использовать также брусок. После правки на лезвии не должно быть никаких заусениц. Следует стремиться к тому, чтобы поверхность скошенной части ножа была по возможности чистой, желательно полированной, т.к. это сказывается на величине усилия резания и качестве получаемой поверхности. С этой целью иногда с тыльной поверхности ножа прошлифовывают небольшую углубленную выемку. Правку твердосплавного ножа выполняют с учетом свойств материала. Для правки может использоваться доводочный круг диаметром 60 мм и специальная ручная притирка D7. 7

5 3

3

6

4

1 4 1

2

2 1 1

а Рис. 16.7. Приспособление для механизированной доводки ножа: а – общий вид; б,в – принцип работы.

176

1

1

б

в

Восстановление и заточка ножей резальных машин

После полировки лезвия ножи подвергают визуальному контролю и упаковывают в футляр. Состояние ножа в значительной степени влияет на качество резки. Если используются некачественные ножи, то у оператора часто возникают большие проблемы с получением точных размеров и углов при резке. Плохо шлифованные ножи могут привести к различным дефектам. Нож может сломаться, в нем могут возникнуть трещины или другие повреждения. Первый вид дефектов возникает из-за выбора неправильных режимов или инструмента при заточке и является следствием перегрева. Например, темно-синяя окраска передней или задней стороны ножа указывает на очень большой пережог лезвия, который невозможно устранить даже повторной шлифовкой. Светло-коричневая окраска тоже характеризует высокую температуру заточки, однако тонкая шлифовка может помочь в устранении этого дефекта. Часто вследствие хрупкости лезвия под воздействием возникающих при резании нагрузок на ноже появляются трещины (см. рис.16.1, в), устранить которые можно многократным шлифованием до полного удаления дефекта. Очень часто дефекты ножа возникают из-за недостаточной квалификации оператора. В результате возникает противофаска ( см. рис. 16.1,г), или закругление с обратной стороны ножа. Устранить такой дефект шлифованием обратной стороны ножа невозможно, необходима обычная шлифовка до полного устранения дефекта.

16.5. Дефекты ножей при шлифовке и правке

177

Резальные машины и комплексы Polar

Глава 17. Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar нового поколения 17.1. Общие сведения о выпускаемом оборудовании

17.2. Резальные машины Polar Х 17.2.1. Общие сведения о модификации Х

178

Фирма POLAR выпускает резальные машины, отвечающие самым современным условиям производства. Она является одной из крупнейших производителей резальных машин. На производственных участках фирмы POLAR работает около 600 рабочих, которые собирают до 2400 резальных машин в год и такое же количество периферийного оборудования. В настоящее время выпускается семь моделей резальных машин с длиной реза 66, 78, 92, 115, 137, 155 и 176 см. Машины с длиной реза 92, 115, 137, 155, 176 выпускаются в двух модификации: Х и ХТ (до января 2004 года модели Е и ЕD), машина с длиной реза 78 выпускается в трех модификациях ХS, Х и ХТ (до января 2004 г. – ЕS, Е и ЕD). Все машины имеют программное управление, систему самодиагностики, которая контролирует важнейшие функции и сравнивает их с заданными параметрами. Фирма POLAR выпускает также целую гамму дополнительных и опциональных устройств, которые могут устанавливаться на резальные машины (например: поворотный и наклонный подаватель, Fixomat, Autotrim и др.). Большое внимание уделяется созданию периферийного оборудования облегчающего и механизирующего труд оператора. В настоящее время выпускается расширенная номенклатура периферийного оборудования: стопоподъмники различного назначения, сталкиватели листов, в т.ч. с обжимным валиком, накопительные полочные реалы готовой к последующей резке продукции, устройства автоматической загрузки стоп в резальную машину и выгрузки из нее и т.д. (см. гл. 9). Новое поколение резальных машин Polar отличается современным дизайном (светлые тона, гладкие поверхности), изменились контуры машины (машины стали стабильней, увеличена жесткость несущих конструкций, удлинены направляющие движения ножей, что увеличивает долговечность наиболее нагруженных механизмов), для всех машин применен единый принцип замены ножей (спереди, посредством специального устройства), все машины имеют новый пульт управления с большим цветным монитором, а также возможность дистанционного управления всем парком резального и периферийного оборудования посредством ”P - Net” – функции. Модификация Polar Х – базовая серия с программным графическим управлением для выполнения типовых резальных работ. Она включает машины с длиной реза 78 см и более. Модели имеют новую систему позиционирования подавателя с частотнорегулируемым приводом, оснащенным муфтой включения – тормозом. Большинство операций выполняется автоматически. Цветной 15"- монитор TFT (308 х 233 мм) значительно расширает возможности оптимальной резки (рис. 17.1). Имеется многооконный режим работы с использованием меню. Возможен выбор единиц измерения, языка пользователя. Имеется система непрерывной диагностики важнейших характеристик работы машины, для ввода данных одно из окон монитора выводит клавиатуру. Имеется световая линия реза; бесступенчатая регулировка усилия сжатия; удобная смена ножа спереди с использованием подъемника. Все операции по замене ножа высвечиваются на экране монитора, что позволяет избежать ошибок и ускорить процесс замены. Программируются продолжительность прессования стопы и скорость подавателя в зависимости от особенностей материала в стопе. Машина оснащена программируемыми автоматическими устройствами (графическое управление) и обладает способностью выполнять важнейшие функции в автоматическом режиме. Предусмо-

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

трена возможность подключения внешних устройств управления (Compucut) и сетевой интеграции с возможностью получения справочновспомогательной информации на цветном мориторе и записи рабочих программ на магнитную PMS – карту, что делает емкость памяти неограниченной. Безопасность. Существенной особенностью конструкции резальных машин Pоlar является новая самоследящая система фотозащиты, образующая световой барьер – в случае угрозы безопасности оператору она остановит работу. Фотозащита имеет собственную цепь питания и вычислительное устройство. Подобными устройствами оборудованы все машины Polar в соответствии с европейскими нормами безопасности СЕ-Norm. Прецизионность. Резальные машины Polar обладают высокой точностью резания. Прецизионность обеспечивается прежде всего точностью перемещения и позиционирования подавателя. Это достигается благодаря компактной конструкции, качественному изготовлению механизмов и таким концептуальным решениям, как, например, система непосредственного контроля размеров. В системе позиционирования, разработанной фирмой, датчик импульсов устанавливается без промежуточного звена непосредственно на шпиндель привода. Благодаря этому исключен разброс размеров, который может быть вызван передаточными элементами. Применение высокоточного шарико-винтового механизма, прецизионных беззазорных направляющих с шариковыми обоймами, системы автоматической диагностики машинных функций позволяет резальным машинам Polar достичь оптимальной точности резки. Панели управления и монитор. Резальные машины Polar Х выпускаются с цветным монитором размером 15" на жидких кристаллах (TFT, высокое разрешение, отсутствие излучения). Поддерживается многооконный режим работы: в окнах возможен вызов дополнительной информации. Обеспечивается расширенный диалог с оператором, возможность использования больших прописных букв и цифр, а также возможность получения указаний и подсказок пользователю. Возможен выбор любой системы измерений (сантиметры, миллиметры, дюймы и т.д.). Пульт управления имеет большой срок службы, высота его расположения такова, что создает комфортные условия для работы оператора. Визуализация процесса. В машине представлено графическое отображение шагов выполнения процесса резания и движение материала. Фирма POLAR разработала новую систему управления, которая отвечает всем требованиям безопасности. Все модели машин имеют одинаковую структуру обслуживания. Присоединение периферийных устройств программирования (Compucut) и сетевая интеграция с Data-Control является стандартным обеспечением. Модульная система управления перспективна; возможно ее дальнейшее расширение. Высокое удобство обслуживания. Простое и быстрое программирование (техника Windows). Долговечность узлов. Увеличение срока эксплуатации машины достигается за счет применения высококачественных материалов, неизнашиваемых и не требующих специального ухода подшипников и направляющих.

Рис. 17.1. Polar 115 X.

179

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Машинная самодиагностика. Система непрерывной диагностики важнейших характеристик работы машины позволяет получать информацию о возможных ошибках, а также о необходимости вызова персонала для сервисного ремонта. Простота обслуживания. Операторский пульт расположен на удобной для обзора и работы высоте. Установка программ осуществляется при неподвижном подавателе. Границы программ и направление хода подавателя определяются автоматически. Имеется ряд других автоматических функций. Указатель линии реза. На машине имеется два вида указателей линии реза: механический – передней гранью балки прижима и оптический – световой линией. Подаватель. Частотноуправляемый приводной двигатель через шпиндель с высокоточной шариковой передачей (беззазорное качение шариков) обеспечивает большую скорость движения подавателя при высокой точности его позиционирования. Плавное торможение и перемещение подавателя может быть отрегулировано для любого материала. При этом достигается быстрое и плавное позиционирование подавателя, так как скорость его передвижения регулируется по мере прохождения дистанции и изменяется от 0,9 до 20 см/с у Polar 92 и до 30 см/с у остальных моделей Polar. Время перемещения подавателя сокращается путем оптимизации рабочего цикла за счет неполного подъема балки прижима и небольшого отрыва ее от поверхности стопы. Прижим. На машинах предусмотрена бесступенчатая установка усилия сжатия для каждого вида материала. Широкий диапазон регулирования силы прижима от минимальной для очень чувствительных сортов до максимальной для плотных материалов. Для объемных материалов возможно резание с задержкой. Продленное время прессования обеспечивает равномерное распределение силы сжатия по всей высоте стопы материала, что устраняет вытягивание листов из-под ножа. Нож. Удобная смена ножа с использованием подъемного механизма и рекомендациями оператору о последовательности операций при замене. Автоматическое отключение механизма в верхней мертвой точке. Дополнительные устройства: точная настройка спереди. Высокая производительность (45 циклов в минуту) и использование ножей на серийных машинах из быстрорежущей стали. Кроме того на машинах Polar Х могут быть по заказу установлены дополнительные устройства: - стопоподъемники S; - боковые откидные упоры заднего стола (для расширения площади рабочей зоны); - откидное ограждение заднего стола; - твердосплавный нож; - эластичные и специальные прижимные пластины под прижим (для выравнивания давления на стопу при наличии волнистости); - антикоррозионное покрытие стола; - передняя регулировка положения ножа относительно марзана.

17.2.2 Одноножевая резальная машина Polar 66

180

Это наименьшая машина, выпускаемая фирмой (рис. 17.2.). Несмотря на это, модель Polar 66 имеет практически все технические особенности, которые характерны для резальных машин больших форматов. К ним относятся: Возможность выбора единиц измерения (метры, дюймы и т.д.). 5,5" монохромный монитор с регулировкой контрастности. Возможность сохранения в памяти до 99 программ (6464 шага).

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Механизм ножа и прижима с гидравлическим приводом. Автоматическое программное управление подавателем. Возможно программирование путем записи размеров и параметров при пробной резке, оптимизация резки путем использования программы формата. Возможно внесение поправки на толщину при смене ножа. Консольный (боковой) привод механизма подавателя. Устройство для резки полос одинаковой ширины. Самодиагностика машины с индикацией ошибок. Оптический и механический указатель линии реза. Наличие светового барьера перед зоной резания. Машина имеет европейский сертификат безопасности. Простота обслуживания и работы на машине. Энергосберегающий принцип работы – двигатель работает только при потребности. Предохранитель на случай перегрузки главного двигателя и двигателя подавателя. Таблица 17.1. Технические характеристики машины Polar 66

Polar 78 является резальной машиной (рис.17.3.), применимой на всех предприятиях для резки разнообразных материалов (бумаги, картона, фольги и т.д.). Она предназначена для обработки материалов форматом до 78 см (А 2). В настоящее время выпускаются три модификации машины, отличающиеся элементами управления: ХS – машина с программным управлением для обычных резальных работ; Х – базовая модификация с графическим программным управлением для всех резальных работ; ХТ – улучшенная модификация, имеющая ряд дополнительных пре-

Рис. 17.2. Polar 66.

17.2.3. Резальные машины Polar 78

181

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Рис. 17.3. Polar 78.

182

имуществ: сенсорный управляющий монитор, графическое отображение шагов программы, программирование специфических параметров тиража (усилие сжатия, время прессования, скорость подавателя при каждом резе и т.д.), управление всей подключенной периферией. В связи с тем, что данная модель является, как правило, стартовой машиной для многих типографий, то остановимся более подробно на ее особенностях, в частности на особенностях Polar 78 ХS. Управление. Машина имеет монохромный 5,5" монитор (123 х 68 мм) на удобной для работы высоте, работающий на платформе Windows. Клавиатура плоская, неизнашиваемая. Размеры индикации можно выбирать в желаемой системе единиц (сантиметрах, миллиметрах, дюймах). Прямой выбор программных функций, помощь в обслуживании, возможность предварительной установки машинных параметров. Высокий уровень безопасности, который соответствует европейским СЕ-нормам, 2 канальное гидравлическое управление движением ножа, защитный кожух заднего стола, включение двумя руками, наличие светового барьера перед зоной резания. Комфортные условия работы: большая площадь переднего стола (глубина – 65 см), большая глубина заднего стола (78 см), высота стопы до 12 см. Подаватель. Прямое крепление датчика импульсов на ходовом винте, исключающее влияние промежуточных звеньев, высокая прецизионность механизма перемещения подавателя. Частотноуправляемый привод, позволяющий плавное регулирование скорости, высокая скорость перемещения (до 20 см/с), точность остановки в заданном положении, шарико-винтовая передача, обеспечивающая перемещение без зазоров и долговечность механизма. Прижим. Бесступенчатое регулирование усилия с помощью гидравлического привода. Большой диапазон давления от 1500 Н для чувствительных материалов до 30 кН. Возможность регулирования времени сжатия. Замена ножа осуществляется с управлением и подсказками от монитора, остановка ножа - автоматическая в нижнем мертвом положении, замена ножа и регулировка его осуществляется спереди машины, что создает удобства для оператора. Машина имеет систему самодиагностики, которая контролирует важнейшие машинные параметры. Указатель линии реза - оптический и механический посредством балки прижима. Модели Polar 78 X и Polar 78 XT являются самыми малогабаритными моделями в типажном ряду Х и ХТ, т.е. они оснащены всеми перечисленными для этих моделей устройствами и обеспечивают равноценные характеристики. Для более полного представления о данной модели ниже приведены характерные особенности машин Polar 78 ХТ: цветной графический 15"- дисплей с сенсорным управлением размером 308 х 233 мм и возможностью визуализации процесса резки; буквенная клавиатура, возможность ввода текстовых данных посредством курсора для указаний к каждому шагу программы; возможность ввода данных посредством магнитной PMS-карты или их копирования. Возможность подключения к компьютерной сети Compucut и Data Control. Отличительной особенностью этой модели является возможность программирования дополнительных функций: - программируемый автомат ножа; - регулирование скорости подавателя в зависимости от материала стопы; - плавное ускорение или торможение подавателя при резке; - медленное движение подавателя при подаче особо чувствительных

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

материалов; - подача воздуха на передний стол; - возможность учета изменений в размерах листов; - стандартный и индивидуальный комментарий к программе; - управление внешними дополнительными функциями; - коррекция равнения I и II; - возможность оформления производственного документа; - установка числа резов для смены ножа; - установка даты и времени; - возможность уравления с пульта машины всей подключенной периферией (опция P-Net). На машинах Polar 78 могут быть установлены следующие дополнительные устройства: - чугунный стол справа/слева для готовой продукции; - откидная защита заднего стола; - контейнер для отходов под передний стол; - магнитная PMS-карта; - твердосплавный нож; - гибкая прижимная пластина шириной 40 мм; - антикоррозионное покрытие стола. Таблица 17.2. Технические характеристики машины Polar 78 ХS/Х/XT

Модели ХТ укомплектованы специализированным программным управлением и имеют такие же технические характеристики, что и модели Х, а также добавочные функции: автоматическая регулировка давления прижима в зависимости от формата стопы; сенсорный монитор с интегрированной клавиатурой; графическое отображение производственного процесса резки; запоминание параметров относительно заказов (усилие и время сжатия , скорость подавателя и т.д.); управление с пульта машины всей используемой периферией; а также возможность подключения дополнительных устройств: - прижима задней кромки листов на подавателе; - прижима продукции перед ножом, что важно при резке этикеток; - автоматического регулирования угла наклона подавателя к столу и угла установки его относительно линии резания;

17.3. Резальные машины Polar ХТ

183

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

- автоматического удаления обрезков посредством системы Autotrim. Модели ХТ имеют систему самодиагностики, способную контролировать важнейшие функции и сравнивать их с заданными параметрами. Информация об ошибках высвечивается на экране монитора машины. Машины этой серии имеют много дополнительных программируемых возможностей, например, предупреждение о необходимости смены ножа, смазки механизмов и т.д. Система ввода данных снабжена неизнашиваемой плоской клавиатурой сенсорного типа. Машины ХТ – высокоавтоматизированные и предназначены для выполнения сложных и специальных работ, могут быть оборудованы дополнительными устройствами для оптимизации процессов резания. В качестве дополнительных устройств Polar ХТ могут быть: 1. Все дополнительные устройства Polar Х. 2. Прижим перед ножом (Polar 115, 137, 155, 176). Предупреждает рассыпание, отскакивание и переворачивание продукции малых форматов. 3. Держатели листов на подавателе (Polar 115, 137, 155, 176). Предотвращает подъем листов при их волнистости и деформированности. 4. Autotrim (Polar 115,137,155). Служит для механизации отделения обрезков от стопы и улучшения условий изготовления и транспортировки этикеточной продукции. 5. Fixomat (Polar 115,137,155). Служит для правильного базирования стоп с вогнутыми или выпуклыми кромками листов или отпечатанными косо. 6. Поворотный подаватель (Polar 115,137,155). Служит для выравнивания косо запечатанных оттисков. 7. Наклонный подаватель (Polar 115,137,155). Предназначен для выравнивания косо подрезанных листов. 8. Грейферная транспортная система. Предназначена для автоматической подача стоп листов на задний стол резальной машины по откинутому боковому упору с полочного накопителя стоп, со стопоподъемника с воздушной подушкой и устройства загрузки Transomat В. 9. Поворотный грейфер (Polar 155 и 176). Облегчает перемещение и поворот стоп большой высоты и формата на заднем столе машины. Ниже приводятся важнейшие технические характеристики резальных машин Polar 92, 115, 137, 155, 176 модификаций Х и ХТ. Таблица 17.3. Технические характеристики резальных машин Polar 92, 115, 137, 155, 176 X/XT

184

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Машина Polar ATМ (рис. 17.4) предназначенная для резки стоп на полосы (особенно актуальна при производстве этикеток), оснащается передвижной выравнивающей станцией (на переднем столе) и шибером сдвига отрезанных этикеток в сторону.

17.4. Специализированные резальные машины 17.4.1. Одноножевая резальная машина Polar ATМ

Рис. 17.4.

Технические характеристики машиныPolar ATM Длина реза, мм – 1370 Глубина заднего стола (за линией реза), мм – 1400 Высота стопы, мм – 120 Сила сжатия, кН – 15 – 550 Минимальная ширина стопы (без прижимной пластины), мм – 25 Высота рабочего стола, мм – 900 Производительность, цикл/мин – 5 ...6 Максимальный формат резки, мм – 210 х 1000 Минимальный формат, мм – 40 х 60 Ширина, мм – 30 Потребление воздуха (6 бар), л/мин – 220 Установленная мощность, кВт –5 Машина Polar AC 25 (рис. 17.5) предназначена для резки полос с этикетками на отдельные стопки.

17.4.2. Специализированная резальная машина Polar AC 25

Рис. 17.5.

Техническиие характеристики машины Polar AC 25 Длина реза, мм – 250 Высота стопы, мм – 35 – 120 Глубина заднего стола, мм – 1050 Ширина обрезков, мм – 10 Давление сжатия, кН – 10 – 100 Минимальная ширина стопы (без прижимной пластины), мм – 15 Рабочая высота стола, мм – 900 Скорость резки, цикл/мин. – 12 – 18 Формат этикеток: макс., мм – 170 х 250 миним., мм – 20 х 40 Формат загружаемых полос, макс., мм – 1050 х 250 Потребление воздуха (6 бар), л/мин – 200 Установленная мощность, кВт –3

185

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

17.4.3. Специализированная резальная машина Polar AC 115

Машина Polar AC 115 (рис. 17.6.) предназначена для резки полос с этикетками больших объемов на отдельные стопки с возможностью последующего обандероливания готовой продукции.

Рис. 17.6.

Технические характеристики машины Polar AC 115 Длина реза, мм – 1150 Высота стопы, мм – 30 – 120 Глубина заднего стола, мм – 1050 Ширина обрезков, мм – 30 Сила прессования, кН – 15 – 450 Минимальная остаточная ширина стопы (без пласт.), мм – 25 Рабочая высота стола, мм – 900 Скорость резки, цикл/мин. –5–6 Формат этикеток: максимальный, мм – 210 х 1050 минимальный, мм – 40 х 60 Длина полос, максим., мм – 1050 Ширина полос, мм – 40 – 1050 Потребление воздуха (6 бар), л/мин – 220 Установленная мощность, кВт – 4,5

17.5. Оборудование для изготовления фигурной продукции Polar DC и Polar DC-M

Фирма выпускает также оборудование для изготовления фигурных товаров (касается этикеток, открыток и пр.). К этому виду оборудования относятся высекальные прессы Polar DC и Polar DC-M. Высекальный пресс Polar DC-M является полуавтоматом и может эксплуатироваться в автономном режиме, рабо-

Рис. 17.7.

Рис. 17.8.

тает по принципу проталкивания стопы через фигурные ножи (рис. 17.7.). Polar DC является автоматом, может встраиваться в линию по производству этикеток с последующим обандероливанием готовой продукции (рис.17.8.).

186

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Таблица 17.4. Технические параметры высекальных прессов Polar DC и Polar DC-М

Эти устройства предназначены для подготовки стоп бумаги и другой продукции путем выравнивания листов и удаления накопившегося в стопе воздуха методом прессования. Технические характеристики пресс-станции PST Высота стопы, мм – 30 – 120 Рабочая высота стола, мм – 900 Формат листов: максимальный, мм – 800 х 1200 минимальный, мм – 500 х 700 Потребление воздуха (6 бар), л/мин – 10 Установленная мощность, кВт – 1,5

17.6. Периферийное и дополнительное оборудование

Устройства переворота служат в первую очередь для переворота стапеля при изменении рабочей стороны (при печати с оборота), а также для удаления воздуха и сталкивания листов с целью получения однородного выверенного стапеля. Существует несколько моделей таких устройств. Самые простые из них обеспечивают только переворот стопы. Это модели PW – 1, PW – 4, PW – 6 (рис.17.9.).

17.6.1.2. Устройства переворота стапеля

Рис. 17.9. Устройсва переворота PW - 1/4/6.

17.6.1. Оборудование для подготовки стоп 17.6.1.1. Пресс-станции

Рис. 17.9. Устройсва переворота PW - 4/6 - ABV.

187

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Таблица 17.5. Технические параметры устройств переворота стапеля PW-1/6

: :

Для более ответственных работ рекомендуется применять данные устройства с возможностью распушивания листов в стопе, последующего удаления воздуха из стопы путем прессования и последующего выравнивания всей стопы. К таким устройствам относятся модели PW – 4 AB и PW – 6 AB. Еще более совершенны устройства, обладающие всеми перечисленными раннее свойствами и осуществляющими еще и сталкивание стопы. Это модели PW – 4 ABV и PW – 6 ABV (рис. 17.10.). Таблица 17.6. Технические параметры устройств переворота стапеля PW- 4 AB и PW - 6 ABV

188

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Для облегчения труда персонала при работе на резальной машине рекомендуется оснащать рабочие места стопоподъемниками, которые различаются между собой конструкцией, возможностями и способом управления (рис. 17.11.). Стопоподъемники модели S. Это жестко закрепленные на станине резальной машины механизмы и имеющие с ней общий привод от гидравлической системы машины. Они могут располагаться с правой (R) и/или левой (L) стороны станины машины. Управление кнопочное или полуавтоматическое (по заказу). Оснащены регулируемыми вилами для приема стапеля.

17.6.2. Стопоподъемники Polar

Таблица 17.7. Технические параметры стопоподъемников модели S

Стопоподъемники моделей S-F и S-FA Модель S-F – это стопоподъемник, стоящий вне машины, но имеющий привод от ее гидравлической системы. Модель S-FA – стопоподъемник с автономным независимым приводом. Может располагаться справа (R) и слева (L) от резальной машины. Обе модели имеют регулируемые вилы для приема стапеля. По заказу может быть поставлен поддон. Управление кнопочное или полуавтоматическое (по заказу). Таблица 17.8. Технические характеристики стопоподъемников моделей S-F и S-FA

Рис. 17.11.

Стопоподъемник модели LW Автономный передвижной стопоподъемник, можно использовать на любом рабочем месте. Автоматический подъем и опускание. Автоматическое отключение при перегрузке. По заказу поставляется с устройством для ручного выравнивания листов по боковым кромкам.

189

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Таблица 17.9. Технические характеристики стопоподъемников модели LW

17.6.3. Вибросталкиватели

Рис. 17.12.

Для облегчения и ускорения процесса подготовки стоп (сталкивания) перед порезкой рекомендуется применять виброустановки (рис. 17.12). Вибросталкиватели отличаются между собой форматами, скоростью работы, наличием дополнительного оснащения для нагнетания и отсоса воздуха, выдавливания воздуха валиком и т.д. Ниже приведены особенности некоторых типов вибросталкивателей.

Таблица 17.10. Использование средств сталкивания в резальных комплексах

Вибросталкиватели модели R – самые простые вибросталкиватели, рекомендуются для начинающих и небольших типографий.

190

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Таблица 17.11. Технические характеристики сталкивателей модели R

Вибросталкиватели модели RА – вибросталкиватели, оснащенные автоматическим обжимом стопы после сталкивания. Таблица 17.12. Технические характеристики сталкивателей модели RА

Вибросталкиватели модели RAH – вибросталкиватель с с автоматическим обжимом стопы после сталкивания и разгрузкой стоп назад, например, в стапельный накопитель STR.

* - поставляется по специальному заказу.

Таблица 17.13. Технические характеристики вибросталкивателя модели RAH

191

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Продолжение таблицы 17.13.

17.6.4. Полочные буферы и накопители

Стол для накапливания полос LT-S Характеристики стола LT-S Площадь стола, макс., мм Рабочая высота стола, мм Ширина полос, мм Потребление воздуха, л/мин Установленная мощность, кВт

– 1050 х 1050 – 900 – 40 – 250 – 12 – 1,5

Подъемники полок с воздушной подушкой LL Таблица 17.14. Характеристики подъемников полок с воздушной подушкой LL

Стапельный реал STR Таблица 17.15. Технические характеристики стапельного реала STR

192

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Стапельные накопители SBP Таблица 17.16. Параметры полочных стапельных накопителей SBP

17.6.5. Передаточные и транспортирующие устройства Трапнспортирующие элементы столов Таблица 17.17. Размеры транспортирующих элементов

193

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Грейферная транспортирующая система Polar Технические характеристики грейферной системы Скорость грейфера – 30 см/с Давление воздуха – 6 – 8 бар Расход воздуха – 50 л/мин Высота стопы, макс., мин. – 165 – 20 мм. Привод частотно-регулируемый, шаговый Область применения: для резальных машин модификации ХТ с программируемым стартом. Устройства механизированной разгрузки резальных машин Transomat Е Таблица 17.18. Технические данные устройств разгрузки

Устройства механизированной загрузки резальной машины Transomat моделей BL и 3BL Устройство механизирует загрузку стоп в резальную машину. Модель BL предназначена для загрузки на передний стол машины, модель 3BL – на задний стол. Таблица 17.19. Технические характеристики загрузочных устройств BL и 3BL

194

Модели резальных машин и дополнительного периферийного оборудования Polar

Таблица 17.20. Технические характеристики обандероливающих машин серии В1Е

Таблица 17.21. Технические данные упаковщика НР1

17.7. Обандероливающие машины и устройства 17.7.1. Обандероливающие машины

17.7.2. Палетный упаковщик

195

Резальные машины и системы Polar

Литература

196

1. Ананьина Е.В., Коцарь Ю.Н., Мордовин Б.М. Машины брошюровочно-переплетного производства. Ч. 1,2.:Учеб. — М.: Книга, 1974,1975. 2. Бобров В.И., Куликов Г.Б., Одинокова Е.В., Пергамент Д.А., Федосеев А.Ф. Послепечатное оборудование:Учеб. пособие.- М.: МГУП, 2000. 3. Брошюровочно-переплетные процессы: Технологические инструкции. -.М.:Книга, 1982. 4. Воробьев Д.В. Технология послепечатных процессов: Учеб.-М: МГУП, 2000. 5. Гинзбург В.З. Исследование процесса резания на одноножевых резальных машинах. Сб. трудов НИИПолиграфмаш. М., 1957. №3. 6. Германиес Э. Справочная книга технолога-полиграфиста.-М.: Книга, 1982. 7. Загаринская Л.А.,Шахкельдян Б.Н. Полиграфические материалы.М.: Книга,1975. 8. Мордовин Б.М. Конструкции и расчет полиграфических машин. Кн. V. Брошюровочные машины. – М.:Искусство, 1954. 9. Справочник технолога-полиграфиста. Ч. 6. Брошюровочно-переплетные процессы. – М.:Книга, 1985. 10. Пергамент Д.А. Брошюровочно-переплетное оборудование. – М.:Из-во МГУП, 1990. 11. Петриашвили Г.Г. Совершенствование одноножевых бумагорезальных машин на основе комплексных исследований процесса виброрезания: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. – Львов,1990. 12. Поліграфічні матеріали. Пiд ред. Лазаренко Є.Т. – Львів.: Афіша, 2001. 13. Хведчин Ю.Й. Брошурувально-палітурне устаткування.: – Львів: ТеРус, 1999. 14. Stegmann K. Die Schneidemaschine fŠŠ Šur Papier und andere blŠŠ Šattrige Stoffe. – Berlin, 1938. 15. Furler A. Der Buchbinder. — Stuttgart, 1989. 16. Liebau D. und Mitarbeiter. Industrielle Buchbinderei. – Verlag Beruf+Schule, 1997. 17. Dittrich H. Schneidemaschinen. — Leipzig, 1968. 18. Schneiden in der Praxis. (Издание фирмы Polar-Mohr), 1998.

Резальные машины и системы Polar

Приложения Таблица 1. Серийное и специальное оснащение машин Polar

197

Приложения

198

Приложения

199

Приложения

Условные обозначения: + – серийное устройство; •– устройство по заказу; - – не поставляется.

Таблица 2. Выбор типа ножа, угла и формы заточки, давления прижима в зависимости от материала стопы

200

Приложения

201

Приложения

Примечание: * – возможно использование твердосплавного ножа с углом заточки 21/22°, фаска 0,6 - 0,8 мм; ** – тоже, но с углом заточки 19/22°, *** – тоже, но с углом заточки 23/28, фаска 1 мм; + – надлежит установить прижимную пластину; ++ – надлежит использовать приспособления для выравнивания высоты стопы; Сп.пр. – специальное приспособление. Таблица 3. Параметры ножей для резальных машин POLAR

202

Приложения

Таблица 4. Геометрические параметры резальных машин Polar

203