2009年度科技计划项目
铜带分条机系列设备的研制可行性研究报告
芜湖众源金属带箔有限公司
二○一〇年
目录
一、项目概述 (3)
二、立项的背景和意义 (3)
三、研究内容 (5)
四、预期目标 (7)
五、年度分阶段计划安排 (7)
六、研究人员 (8)
七、经费概算 (9)
八、项目的风险分析 (9)
一、项目概述
《铜带分条机系列设备的研制》项目是结合国际国内先进铜带分条机带的技术上进行开发的。本产品是一种新型的分条机系列设备。该产品的出现，适应了当今射频线缆的电子产品所需铜带生产制造日益增长的要求。本公司结合本公司原有分切设备操作、工艺等优势，并对放卷储料、收卷储料槽、涨力台、收卷盘进行优化改进，以提高分切效率，保障分切精度，提升分切端面平整度，以提升公司产品市场竞争力。
二、立项的背景和意义
2.1立项的背景
分条机是一种对金属带宽卷材料进行纵向分切的设备。用于分条金属卷材：如分条带钢、不锈钢、铜带、铝箔等其主要用于金属带材加工厂家，不同于一般剪切设备，此设备是将圆刀片在板材上的滚动，从而来完成的一种新型无限长剪切动作。
近年来，中国铜板带领域需求量呈几何级数增长，重点投资品种主要是引线框架铜带、电缆带、变压器带、太阳能用铜带等。在市场需求快速增长、替代进口诱惑及原料企业延长产业链等因素的推动下，这股投资热潮持续升温。据不完全统计，近两年来全国在建、拟建的铜板带项目投资总额125亿元人民币，新增产能近80万吨。
其中变压器铜带和光伏产业太阳能电池尤为突出，长期以来，中国输变电行业滞后于发电行业的增长。“十一五”期间输变电行业将保持快速增长势头，国家在输变电领域的投资将高达9000亿元左右。预计变压器行业年需求量为3.6亿-4亿千伏安，市场额将达到700亿元。随
着新型高效箔绕式变压器的快速应用发展，主要用于制造干式变压器的变压器铜带2007年市场需求量将达到2.9万吨左右。预计未来五年变压器铜带将保持15%左右的增长速度。由于在太阳能电池组件中铜带是不可缺少的材料，因此光伏产业的异军突起也是铜带需求的一个新的增长点，同时也在质量和技术上提出了新的要求。我国光伏产业取得了快速的发展，最近5年的年均增长速度达到40%以上。在政策进一步加大扶持力度的背景下，未来光伏产业的增长前景将更为广阔。
随着我国一些基础建设的大力推进，对铜带制造技术的要求日益上升，尤其是因射频线缆的电子产品市场日益专业化，各终端厂家需求产品需满足各项要求外，还需为其提供分切完整的产品，以提供使用成材率，降低生产成本，加快周转。而我们在关键技术上的研制上仍有欠缺与空白，比如铜带分条机等，远远不能完全满足国内对高精度铜带的需求。因此，“十一五”期间铜材加工行业的重点工作就是展开研发相关设备，增强自主研发能力，不断提升产品档次，为提高重大装备国产化率做出贡献。
芜湖众源金属带箔有限公司根据市场需求，结合国家产业政策，组织人员研制开发新型铜带分条机系列设备，以满足高射频线缆的电子产品等行业之客户需求。
2.2立项的意义
A、项目的研发符合我国电子电器和电力行业发展要求
目前我国高端精密铜带生产设备仍需要大量的进口。例如铜带纵剪分条机、乳化剂润滑冷却装置，国产设备的技术性能不能满足要求，尤其是铜带分条机系列设备在分切断面的平整度和控制带面的摩擦度上都与进口设备有一定差距。
B、项目的研发是企业发展的需要，同时符合国家科技研发方向
随着我国电子电器等基建行业以及以太阳能为主新能源的迅猛发展，对铜带等精密部件制造企业的质量和效率更加严格和迫切，为此，企业必须具备很强的产品开发能力、快速应变能力、综合配套能力和丰富的项目管理经验。公司以现代装备工业理论为指导，充分利用现有资源，结合本公司原有分切设备操作、工艺等优势，并对放卷储料、收卷储料槽、涨力台、收卷盘进行优化改进，以提高分切效率，保障分切精度，提升分切端面平整度，以提升公司产品市场竞争力。
C、项目符合《国家重点支持的高新技术领域》（四）、新材料技术10、金属及非金属材料先进、制备加工成型技术
本项目通过改进收卷盘使端面跳动控制在0.5MM以内，增设放、收卷储料槽，缓冲过程涨力变化对带面板型及收卷端面平整度的影响。
三、研究内容
3.1技术难点
分条机在生产过程中根据不同需要对材料进行切边、分切等。其中分条机主要用于将宽幅卷材分切成窄幅卷材。分条工艺包括放卷和收卷两个过程。放卷和收卷的张力控制是分条机的关键自动化环节。分条机由放卷架、分切机、收卷机3大部分组成，适用于收大卷。
主要结构是开卷（放卷）部分、引料定位部分、分条纵剪部分、卷取（收卷）部分等组成。其主要功能是将宽卷材料设长度方向剪切成窄的一定尺寸卷材，为日后其它加工工序做好准备。主要技术难点在
1)严格控制分切时带材的张力，保证分切端面的平整度。
2)控制带面之间的摩擦度，保证带面的精度。
3)提高分切的自动化程度，使之安全可靠耐用，减轻劳动强度。
本次研发就是解决上述问题，研制出新型铜带分切机系列设备，达到分切效果。
3.2研究重点与开发内容
（1）在原有电控系统的基础上选用变频器实现收放卷转矩控制，达到了理想的效果，在原来的基础上提高了机器工作性能，使机器在高速运转中更趋稳定，操作方便，安全可靠，耐用性强，减轻了劳动强度。
（2）增设放、收卷储料槽，缓冲过程张力变化对带面板型及收卷端面平整度的影响。收放卷工艺要求恒张力控制。张力的给定通过张力控制器。张力控制器控制的原理是通过检测收卷的线速度计算卷径，负载转距=F*D/2（F为设定张力，D为当前卷径），因此当设定了张力的大小，因为当前卷径通过计算已得知，所以负载转矩就可以算出来了。分条机张力控制器能够输出标准的0~10V的模拟量信号，对应异步电机的额定转矩。所以我们用该模拟量信号接入变频器，选择转矩给定。这样在整个收卷的动态过程中，能够保证张力的恒定。
（3）改进收卷盘使端面跳动控制在0.5MM以内。成品卷取之自我张力设计能提高卷取紧密度。收料机装有改良型高性运动式皮片挟持器，有效降低生产的前置准备时间。在隔片座组合结构上，配置气压可调式背压组合，以稳定压着力，使隔片轴有效压力住铜带。
（4）材料台及卷取轴胀缩油压缸，采用一体成型设计，故障率低。材料台主轴上配置高效率之碟式张力煞车组合，以空压回路调整，降低皮片张力调整时间、并于特定况下自动作出瞬间张迫煞车动作，以免铜带松脱。
（5）剪段放片机能提供动力，使之自动与产线配速生产。中段分条刀座，采一体式基座及分离式传动结构，有效提高机械结构之钢性，
