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DL-QGJ-A型铜箔切割机的创新研发是对使用各种商业切割机印制电路基材铜箔进行切割时可能形成的质量影响加以分析,指出铜箔片料的切割质量在印制电路板产量和产品可靠性方面造成的必然影响。新研制的DL-QGJ-A型铜箔切割机能够有效避免因为张力不均、剪切精度不高、可操作性不强等造成的铜箔报废,而导致印制电路质量和产量的下降的问题。输送机构、切刀机构及出料机构是铜箔切割机中最重要的机械部件,它们从根本上决定了铜箔切割机创新研发的成败。
本文主要针对铜箔切割机的输送机构、切刀机构及出料机构创新研发中的核心问题与关键技术进行了研究,通过运动轨迹的分析,完成了低成本、高效率的张力控制系统和合理、可靠的零部件的设计。主要研究内容如下:
(1)完成了低成本、高效率的输送机构张力控制系统及伺服定长控制系统的设计。面对每卷重量大约100~1200千克,卷径大约100~660毫米的卷状铜箔的输送,采用的方案是:把输送机构分为三大装置,分别为放卷装置、开卷装置和定长装置。放卷装置在气涨轴的一端无键安装磁粉制动器,放卷时提供阻力矩;开卷装置中安装主驱动胶辊,由蜗杆减速器电机驱动,同步带一级传动;定长装置安装了定长主胶辊,由伺服电机驱动,伺服减速机同步带传动。铜箔在切割时,输送不停止,故在放卷装置、开卷装置和定长装置中设计了转向辊和浮动辊,通过位移传感器的检测,及简便的控制来实现了输送过程中铜箔的张力恒定。通过严密的分析和计算,本文对磁粉制动器和浮动辊进行了分析及设计,通过整机现场测试结果表明,卷状铜箔的输送能满足工艺要求,合理可靠。
(2)完成了切刀机构的创新设计与分析。切刀机构是铜箔切割机的重要机械部件之一,由上刀和下刀两部件组成。上刀固定在机架上;下刀由一连杆机构带动,并通过导向轮在导向条上滚动导向后和弹簧的压紧力作用下,与上刀进行啮合,并与上刀完成类似剪刀的剪切动作。本文采用了对上刀、下刀架及连杆机构的零部件的设计,通过分析下刀安装架和连杆机构的运动轨迹,实现了对下刀安装架和连杆机构部分零件的优化设计,通过整机现场测试结果表明,优化结果合理可靠。
(3)完成了可靠、实用的出料机构的设计。出料机构也是铜箔切割机的重要机械部件之一,主要采用PU带输送机,出料过渡板安装有吹气铜管,由单电控电磁阀控制在剪切后进入皮带接口时吹气,保证铜箔顺利出料;输送机的速度可调与切割机的输送速度相匹配。本文通过对PU带输送轴的结构和受力分析,实现了对输送轴的优化设计,能满足工艺要求,合理可靠。该项技术解决了以往切割机出料不稳定,不方便接料等问题,避免了铜箔的二次污染。
最后通过以上主要内容的突破,完成了整台铜箔切割机的所有零件的设计任务,并通过现场测试,在送料速度、送料平稳度、剪切精度、最小剪切厚度、出料稳定均达到并超过了进口设备。