全自动电脑模切打样切割机

  邹今令、田 君、邓 君、陈晓伟、梁经伦、 曹晓畅、谭建华、郑伟汉、李 力、李 敏、 李 勇、张志富

  一、任务来源：项目来源中小型企业技术创新基金立项批准文号：东科[2011]16号 项目名称：全自动电脑模切打样切割机。 二、应用领域和技术原理：全自动电脑模切打样切割机技术是我公司经过无数实验和改进，使全自动平台式电脑绘图与切割设备成功结合，是国内同行业中自主创造程度最高的绘图切割机，本项目大范围的应用于电子行业。技术原理：1、上位机驱动系统上位机是主核心技术，装在主机中，驱动机器按一定规则及轨迹工作。2、数控系统数控系统采用三轴智能数控，分触摸屏部分、软件部分、电机部分和驱动器部分，内置WINDOWS操作系统，经改进，可调看电脑里传来的图档，按图档对物料进行切割；在触摸屏上可调节所有功能，内置8种刀和笔数据，保证8种刀和笔画切割在同一线、切割机头切割机头是双刀笔式双头型，分两种：电磁铁式和机械头式，一个用电磁铁控制上下，另一个用电机控制上下，多用于绘图，用电磁铁头绘图时，速度快，但力矩较小，不可压折痕，半刀和全刀用另一个电机控制上下的头来完成，先半刀再全刀；机械头式则两组刀笔用同一个电机控制上下，采用连杆式，其中一个头下去工作时另一个头则上，优点是既可绘图，又可压折痕，半刀和全刀也是一次性完成，缺点是绘图比电磁铁式慢。 三、技术指标无负载移速1-1000 mm/s，切割速度1-600 mm/s，平台水平误差值0.02mm, 重复切割精度0.001mm, 切割误差0.03mm,合格率100%,噪音60db, 电机总功率998w, 实际切割面积400×600 mm。 四、与国内外同类技术比较电子业多种材料的切割打样问题，目前仅有日本的GRAPLHTEC公司开发出的电脑切割打样机，虽数控原理与本项目大同小异，但我们整体性能上更胜一筹。主区别于以下几方面： 数控方面：进口机采用的是单片机控制，传输端口是采用并口或串口传输；我们是使用先进的运动控制卡、太网口传输端口，一台电脑可控十台以上的机器，还可安装无线路由器进行无线传输，摆脱线的束缚，按键板是采用人机对线寸触摸屏，在机器内存里直接随意调出以前档案图档进行切割，而进口机只是采用普通的按键式按键板。切割头方面：进口机机头采用电磁铁控制上下，速度快、声音小，但力矩小，不可切割0.3mm以上厚度及硬度高的材料。而我们是采用连杆式机械头，既能切割硬度高和0.5mm以上厚度的材料和切薄至0.05mm的材料，却比进口机声音稍大，进口机60分贝左右，我们65分贝左右；进口机移动速度达850mm/s,而我们是780mm/s。工作台方面：进口机采用胶板和铝板一体式铸造，而我们采用三层结构平台，多个调节螺丝，适用不同精度产品要求。进口机台面精度可达±0.03mm，我们的台面精度是±0.05mm，但±0.05mm已能满足大多数产品的精度要求，而且领先国内同行业。可切割材料方面：进口机只可切割绝缘材、屏蔽材、柔性线路板、锅仔片按键、光学材、FPC、PET、PP、PORON、导电胶带、特种胶粘带、3M不干胶等材料，而我们的机器可切割以上材料外，还可以切割铜箔铝箔和0.5mm以上的胶片。目前国内，暂无关于电子业专用的全自动电脑模切打样切割机的研发，而市场上关于其它领域的切割机完全不适用于电子业。 五、成果创造性、先进性创新点：太网级通讯控制及CAN现场总线技术，实现一对多、多对一的工业控制设备的共线理论，实时绘图与修改、半切和全切的功能；上位机轨迹优化及刀具补偿运算技术，轨迹中采用独特的二维S曲线加速，比一般T曲线运动优势更明显，结构采用模块化机架、三层结构平台和固定箭槽技术，工作稳定。切割机和电脑用以太网接口连接，有利于嵌入式控制器和嵌入式CAN控制卡用内存总线接口连接，驱动器和嵌入式CAN控制卡用以CAN BUS 2.0协议连接，实现半双工通信，与欧洲标准协议接洽，优势更明显。 六、作用意义（直接经济效益与社会意义）效益：项目完成后，累计出售的收益709.65万元，净利润17.72元，税收21.94万元；企业总人数62人，累计就业人数30人,；取得1份检测报告，新申请1项发明,获得3项实用新型专利授权。意义：现市面上的切割机只满足电子业所需切割材料的70%左右，连日本GRAPHTEC也一样，价格昂贵，不符合我国国情。因此，未来的发展的新趋势市场急需一种功能全面、精密的电脑打样切割机和能切割电子业的所有绝缘或导电材的切割机。我们的机器符合我们国家发展国情，有利于刺激和带动我国电子业的发展。本项目取代传统的打样已成当世必然趋势，所以对于切割机技术领域和电子业的产品打样的技术更新和产业升级方面做出了巨大的贡献。 七、推广应用场景范围、条件和前景以及存在的问题和修改完善意见大范围的应用电子科技类产品行业、印刷包装行业、制鞋行业及超薄金属等行业产品的加工，解决电子业绝缘、导电等多种材料的打样切割问题。日本GRAPHTEC开发用于电子业打样的切割机，因为贵而买的少，目前据调查购买的工厂不到500家，以全国近2万家电子厂及电材厂家来计算，已购的工厂不到4%，这类工厂中国又占了世界的80%，所以国内外的市场容量非常大，发展前途广阔。实施经验、做法、存在的问题和改进措施；先是技术人才的短缺是项目执行过程中突出的问题，高级技术人才的缺乏，技术人员的频繁流动，直接影响项目的发展速度。由于技术人员数量不足，技工水平不高，一些生产的基本工艺难以达到设计的基本要求，新的科技成果在向生产力转化时也遇到了困难。