模切机实验台背景材料

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1、编号　　　　　密级　　　　　北京印刷学院教委面上研究项目申请书项目名称：气液增压式模切机的数字化压力测控技术研究申请人：　　赵世英　　　　　　　　　　　　　所在单位：　信息与机电工程学院　　申请日期：　填表说明1、填写《申请书》前，请阅读《北京印刷学院科研项目管理办法》。2、以Word文档形式录入，用A4纸付印一式二份，分别于左侧装订成册，18二．立项依据1、墙板；2、上平台；3、下平台；4、导向块；5、驱动杆；6、上支撑架；7、气液增压工作缸；8、下支撑架；9、伺服阀；10、12、14、17、节流阀；11、油管；13、增压缸；15、预压缸；16

2、、油压柱；18、第一电磁阀；19、第二电磁阀；20、气管本项目研究的国内外现状及发展趋势；研究的实际意义和理论意义；对学校学科建设和研究队伍建设的作用。项目研究内容和意义本项目是在我校研发的气液增压式模切机实验样机基础上，结合模切工艺压力加工的特点，设计并开发实时在线的数字化模切压力测控系统。借助LabVIEW虚拟仪器图形化编程软件，利用现代测试技术，有效直观地对模切机构工作特性参数进行信号采集、分析和控制输出，实现模切压力调节过程尤其是加压过程的数字化、自动化和可视化。最后通过实验验证，给出常用模切材料的模切压力修正系数。研究成果能够大幅度提高

3、模切压力调节精度、效率和安全性，有效降低生产成本，延长产品使用寿命，推动气液增压式模切设备的数字化、产业化进程。18该试验装置经改装可以应用到其他“机—电—气—液”一体化设备中，为传统类型模切机压力测试和技术改造提供技术支撑。1.本项目研究的国内外现状及发展趋势本项目是在我校研发的气液增压式模切机实验样机基础之上，结合模切工艺压力加工的特点，借助LabVIEW虚拟仪器图形化编程软件，开发并建成实时在线的数据采集与模切压力测控系统。实现模切压力调节过程尤其是加压过程的数字化、自动化和可视化。传统模切机简介：利用钢刀、钢线排成模板，通过压印版施加一定

4、的压力，将印品（或纸张）轧切成所要求的形状的工艺过程，称为模切压痕。全自动平压平模切机主要用于纸箱、纸盒等印刷品的模切、压痕工艺，是印后加工设备中应用最为广泛的机种之一，它主要由输纸系统、模切施压机构、收纸装置、传动系统、电控及自动排废等部分组成。图1为具有自动排废功能的全自动平压平模切机简图。图1卧式全自动平压平模切机简图其中模切施压机构是模切机上最主要的机构，其性能的优劣直接影响模切速度和精度。到目前为止，绝大多数型号的模切机仍然是使用机械结构比较复杂的双肘杆机构作为施压机构（如图2所示）。由于机械零部件较多，这种机构在实际工作过程中存在着加

5、工装配难度大、容易磨损、噪声较大等弊端，而且这种机械式的施压机构无法实现模切系统工作压力的数字化控制。18图2双肘杆机构三维模型气液增压式模切机特点：鉴于上述传统模切机机构原理方面的不足，我校研发了一种新型的气液增压式模切机实验样机，其驱动机构的核心是气液增压系统（气液增压式模切机的结构示意图如图3所示）。气液增压缸直接驱动下平台实现上下往复运动，其最大输出压力可达600KN（约60吨）。气液增压系统有两个显著的优点，第一，预压过程是一个由压缩空气控制的快速过程，这样就能减少模切动平台运动时间，有利于提高模切速度；第二，系统接触模切材料是一个“软

6、到位”过程，传动过程比较平稳，从而使模切上下平台的冲击减小，能够有效地避免系统的振动和噪声。图3气液增压式模切机结构示意图气液增压缸是综合利用气动与液压传动优点而设计的，它是一种利用低工作气压而获得较大输出作用力（约增大8～15倍）的特殊气缸，最大6Kg压缩空气驱动，即可达到1吨～18240吨冲压力，无需液压系统；它既利用了气动的低工作压力及操作方便，又利用了液压传动的平稳性，因而同时具有气动及液压的优点。气液增压缸工作过程主要分为三个阶段：气动的快进行程、气液增力的力行程、气动的返回行程。三阶段工作过程的速度、工作压力的大小与行程在规定范围内均

7、可无级调节和控制；与同吨位气缸或液压系统相比，能耗极低，动作频次高。气液增压系统作为一个执行机构实现往复运动是通过气动系统的控制回路来完成的，系统控制回路如图4所示。在本系统中，通过两位三通电磁阀A、两位五通电磁阀B和两位两通电磁阀C的控制可以实现对气动系统的回路控制，已经能够实现系统空行程和增压行程的压力与速度的人工调节，但还不能实现调压过程的数字化和自动化，也不能实时记录和处理实验数据。图4气液增压系统控制回路模切压力对产品质量的影响：模切压力的大小是模切机工作性能的一个重要参数，它直接影响着模切压痕质量。根据国标规定，每台平压平模切压痕机都

8、有额定最大工作压力，生产过程中模切机的实际工作压力不能超过额定最大工作压力。模切压力主要来源于两个方面：一是加载过程中钢线对纸板塑性压痕