CC BY
18
The investigations are carried with the help of rectangular coordinate systems geometric modeling method using sets of planar and cylindrical datum features and their in-formativeness according to the number of constrained linear and angular degrees of freedom. Generalized coordinate systems composed of main assembly datum sets determining the accuracy of the PCB positioning in the product are modeled.
Key words: coordinate system, positioning accuracy, geometric model, printed circuit board.
Glukhov Vladimir Ivanovich, doctor of technical science, professor, mips@,omgtu. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Varepo Larisa Grigorievna, doctor of technical science, professor, larisava-repo@yandex. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Pshenichnikova Vera Vladimirovna, docent, kompaneiz@,mail. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University,
Makarochkin Valery Volodarovich, lecturer, thngss@,rambler. ru, Russia, Omsk, Omsk State Technical University
УДК 655.028
МОДЕРНИЗАЦИЯ УЧАСТКА ВЫРУБКИ ПОЛИГРАФИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ
В ООО «БОРУС-ПРИНТ»
К.А. Фомичёв
Рассмотрен проект модернизации участка послепечатной обработки на базе компании ООО «Борус-Принт». Было рассмотрено имеющееся оборудование, выявлены его проблемы и недостатки. Был представлен ряд требований, которые должны присутствовать в новом оборудовании, дабы повысить качество выпускаемой продукции, производительность участка вырубки, сократить долю ручного труда на последующих операциях. Исходя из предъявленных требований, было подобрано необходимое оборудование, обоснована необходимость проведения модернизации на основе технико-экономических расчётов.
Ключевые слова: вырубка, автоматический штанцевальный пресс, модернизация.
Модернизация участка послепечатной обработки (конкретно - участка вырубки полиграфической продукции) заключается в замене устаревшего оборудования на новое для достижения повышения качества производимой продукции, повышения производительности участка и снижения доли ручного труда при последующих операциях.
Повышение качества выпускаемой продукции будет обеспечиваться благодаря современным системам контроля позиционирования и прохождения листа в машине. Боковое ровняющее устройство тянущего типа позволит сократить количество брака при работе с тонкими материалами. Современные боковые ровняющие устройства имеют возможность работать как в тянущем режиме, так и толкающем, что позволяет обрабатывать большой ассортимент вырубаемых материалов. Современные листопро-водящие устройства обеспечивают плавное прохождение листа через машину, тормозят лист перед секцией высечки, чем обеспечивают стабильное позиционирование
450
изображения на вырубленных изделиях. Автоматизированные системы контроля давления вырубки позволяют поддерживать необходимое давление на постоянном уровне, что устраняет возможное появление непрорубов на тираже, снижают износ вырубной штанц-формы и узлов машины.
Повышение производительности участка вырубки обеспечивается более высокой скоростью работы современных машин. На производительность участка влияет скорость приладки оборудования, которая будет сокращаться благодаря современным конструктивным решениям производителей оборудования: пневматическими системами зажатия вырубной штанц-формы, заключной рамы и ответной плиты; удобным переходом с формата на формат, не требующего регулирования каждого отдельного ролика и щётки на накладном столе; удобной и простой настройкой самонаклада и приёмного устройства при смене формата вырубаемого материала; регулировками точности позиционирования листа, которые позволяют вносить изменения без остановки оборудования; возможностью сохранять приправочный лист с указанным рабочим давлением вырубки для последующего применения; возможностью использовать сменные ответные плиты с предварительно приклеенными биговальными матрицами. Сокращение времени на производство продукции большими тиражами будет обеспечиваться: возможностью завозить отпечатанную стопу листов на самонаклад с помощью транспортной тележки, без необходимого перекладывания листов вручную; наличием системы non-stop на самонакладе и приёмке машины; наличием ворот на самонакладе, что позволяет производить подготовку стопы в то время, пока работает машина, если тираж был отпечатан на листах большего формата или стопа листов слиплась.
Оснащение автоматического штанцевального пресса секцией удаления облоя позволяет значительно сократить физические и временные затраты на последующей стадии производства полиграфической продукции, повышает эффективность производства продукции, для которой необходимо удаление внутренних вырубленных элементов (окошки, подвесы), а также мелких частей облоя между заготовками и околоклапанными слотами.
Модернизация участка вырубки компании ООО «Борус-Принт» позволит:
1) Повысить качество выпускаемой продукции;
2) Сократить количество брака, связанного с «накидыванием» изображения;
3) Обеспечить сдачу заказов в назначенный срок;
4) Снизить физические и временные затраты на последующую обработку продукции после вырубки;
5) Расширить номенклатуру выпускаемой продукции;
6) Привлечь новых клиентов.
На производстве для вырубки полиграфической продукции применяется три вырубных машины: автоматические штанцевальные прессы Санва ТРП-1060-СВ АКСИЯ (Sanwa TRP-1060-SV AXIA) и Ява МВ-780 (Yawa MW-780), а также плоскопечатная машина Гейдельберг КСБ (Heidelberg KSB), переделанная под вырубку.
Безусловно, автоматический штанцевальный пресс Ява МВ-780, и плоскопечатная машина Гейдельберг КСБ давно устарели. Но в первую очередь рекомендуется заменить пресс Ява МВ-780, так как на оборудовании «второго» формата можно с лёгкостью обрабатывать тиражи, отпечатанные для вырубки на Гейдельберг КСБ.
Автоматический штанцевальный пресс Ява МВ-780 (КНР) был установлен в 2004 году, когда типография «Борус» переходила во «второй» формат печати. Трудолюбивый «гость» из Поднебесной до сих пор с энтузиазмом трудится в стенах типографии, но, как известно, время и тяжёлый труд не щадит никого.
Ява МВ-780 - автоматический штанцевальный пресс [1], предназначенный для вырубки, биговки, перфорации и конгревного тиснения картона и бумаги на скорости 5500 листов/ч с силой вырубки до 12 МН. Технические характеристики автоматического штанцевального пресса Ява МВ-780 представлены в табл. 1. Машина оснащена дат-
чиками прохождения листа в машине и датчиками открытия дверей, системой аварийной остановки. Самонаклад и приёмка оборудованы системой non-stop. Ява МВ-780 технически устарела, требует частого ремонта и замены ресурсных запчастей.
У данной машины есть большой ряд недостатков. Из-за конструкции плиты самонаклада и того, что она не опускается на пол, невозможно завозить паллету с отпечатанными листами, а приходится закладывать листы вручную, из-за чего снижается производительность. При переходе с одного формата листа на другой формат на накладном столе нужно отдельно выставлять и регулировать каждый ролик и щётку. Боковое равняющее устройство толкающего типа не производит автоматический контроль точности приводки каждого листа, а при работе с тонкими бумагами нужно скрупулезно настраивать щётки и ролики накладного стола, чтобы при выравнивании листа бумага не становилась горбом. Неудачная конструкция захватов на таскалках приводит к их частой замене.
Из-за того, что шкала выбора силы вырубки имеет неточное и неудачное деление, невозможно оставлять приправочные листы с указанным точным рабочей силы вырубки. Кроме этого, сила вырубки из-за технического износа «прыгает» вверх-вниз, что осложняет использование готовых приправочных листов. Плита приёмки закреплена не на цепях, а металлических тросах, которые часто вылетают из крепления и обрываются. Небольшая вместительность приёмки (высота стапеля порядка 70 см). Также конструкция плиты приёмки ограничивает ассортимент используемых деревянных паллет для стапелирования вырубленных листов. Машина не оснащена секцией удаления облоя. Отсутствует система автоматического перекладывания стоп вырубленных листов для производства продукции, которая после вырубки не склеивается на фальце-вально-склеивающих машинах, а упаковывается и отправляется заказчику.
Технический износ машины не позволяет производить вырубку полиграфической продукции на скорости более 4000 листов/ч, так как в машине перегревается масло, и тогда происходят частые остановки оборудования, а запуск производится спустя какое-то время. Из-за высокого давления вырубки (или, когда в секцию вырубки попадают какие-то предметы, или происходит авария) на шатунах привода тигеля (ответной плиты) часто приходится заменять болты. Износ узлов листопроводящей системы и довольно грубая проводка листа на скорости приводит к «набрасыванию изображения» в тираже.
Таблица 1
Технические характеристики Ява МВ-780_
Макс. формат листа, мм 780*540
Мин. формат листа, мм 310*210
Макс. формат вырубки, мм 760*510
Толщина материала, мм 0,1... 1,5
Производительность, листов/ч 5500
Макс. сила вырубки, МН 12
Габариты (Д*Ш*В), мм 4000*2300*1900
Масса, кг 7500
Для замены автоматического штанцевального пресса Ява МВ-780 предлагаю современную модель соответствующего оборудования: СБЛ-820СЕ (8БЬ-8208Б) [2].
Автоматический штанцевальный пресс СБЛ-820СЕ (Тайвань) предназначен для вырубки, биговки, холодного и горячего тиснения (без использования фольги), удаления облоя и передней кромки листа. Плита самонаклада позволяет производить загрузку стоп листов с помощью транспортной тележки, без обязательного перекладывания листов вручную. Оснащение самонаклада специальными воротами позволяет оператору подготавливать новую стопу, не останавливая машину, если перед вырубкой листы были порезаны на меньший формат или листы в стопе слиплись после печати, УФ-лакирования или ламинации. Для более удобного перехода с одного формата листа
на другой на накладном столе ролики и щётки расположены на одной подвижной планке. При перенастройке машины необходимо отпустить болт фиксации и передвинуть планку, благодаря чему отпадает необходимость в выставлении каждого ролика и щётки по отдельности. Приёмка машины оснащена устройством автоматического перекладывания листов, что обеспечивает точное количество изделий в упакованной пачке.
Технические характеристики автоматического штанцевального пресса СБЛ-820СЕ представлены в табл. 2.
Автоматический штанцевальный пресс СБЛ-820СЕ оснащается: автоматическим каскадным самонакладом с системой non-stop; устройством синхронизации и замедления листа при подходе к передним упорам; датчиками двойного листа, датчиками прохождения листа в машине; устройством бокового равнения тянущего и толкающего типа с двух сторон; секцией вырубки усиленной конструкции; пневматическими зажимами штампа с датчиками контроля; механической регулировкой силы вырубки с датчиком контроля превышения рабочей силы; поворотным сенсорным пультом компьютерного управления машиной с системой самодиагностики; секцией удаления облоя и передней кромки листа; системой центрирования (centerline) инструментов для секции вырубки и удаления облоя; устройством торможения и укладки листа воздухом на приёмке; высокостапельной приёмкой с системой non-stop; счётчиком листов.
Таблица 2
Технические характеристики СБЛ-820СЕ_
Макс. формат листа, мм 815*600
Мин. формат листа, мм 320*280
Макс. формат вырубки, мм 805*590
Толщина материала, мм 0,1...2,0
Производительность, листов/ч 8000
Макс. сила вырубки, МН 20
Габариты (Д*Ш*В), мм 5015*1836*1834
Масса, кг 12500
Цена, USD 260000
Произвести технико-экономические расчёты для участка вырубки полиграфической продукции очень трудная задача. Обусловлено это тем, что невероятно сложно разделить выпускаемую продукцию по группам сложности, как, например, для офсетной печати. Время, необходимое на приладку автоматического штанцевального пресса, для каждого тиража разное: от 1 часа до 5... 6 часов.
Если попытаться распределить тиражи по виду работ, то получатся нижеперечисленные группы:
1) Вырубка без биговки;
2) Надсечка;
3) Перфорация;
4) Простая биговка без вырубки;
5) Простая биговка с вырубкой;
6) Сложная биговка;
7) Конгревное тиснение;
8) Вырубка со сложной биговкой;
9) Вырубка с конгревным тиснением и биговкой.
Безусловно, данный список групп не полон. Если на штанц-форму для вырубки коробок добавить линейки для перфорации или обратной рицовки, то список можно расширить ещё на 3.5 пунктов. Несколько пунктов можно добавить, рассматривая работы с автоматическим удалением облоя.
Но если даже распределить все производимые работы по группам, то приладить каждый тираж данной группы за одно и то же время не получится. А всё из-за того, что чем больше изделий на листе, тем больше нужно времени на приладку: нужно
проверить больше заготовок, нарезать больше биговальных каналов (в этом случае приходится нарезать биговальные каналы малой длины, что очень трудоёмко и занимает много времени) или установить контр матрицы, патрицы для конгревного тиснения.
Не стоит забывать и про различия в исполнении конструкции изделий, которые также сказываются на сложности и времени приладки. Возьмём для примера вырубку одной коробки на листе. Если конструкция коробки с 3-клапанной крышкой и дном предусматривает только биговку - время на приладку одно. Если конструкция коробки с 3-клапанной крышкой и дном такого же размера предусматривает чередование биговальных и рицовочных линеек для нанесения тех же линий сгиба - время приладки становится больше, так как оператору приходится нарезать «горсть» биговальных каналов длиной 15...30 мм. В общем, нюансов и сложностей очень много.
Для обоснования модернизации участка вырубки с точки зрения повышения производительности предлагаю рассмотреть пример вырубки тиража с «идеальными» условиями, который будет рубиться всю оставшуюся смену после приладки.
На листе формата 700*500 мм размещено 8 заготовок коробки типа «пачка», имеющая в собранном виде размеры 60*60*50 мм (±5 мм), без конгревного тиснения, перфорации, обратной рицовки, автоматического удаления облоя. Вырубка с данной штанц-формы производится не в первый раз (указаны размеры биговальных линеек и их количество, на вырубные линейки нанесены засечки). Оператору будет необходимо нарезать самоустанавливающиеся биговальные каналы: 60 мм - 16 штук, 57 мм - 32 штуки, 50 мм - 48 штук (длина биговальных каналов ±5 мм). Тираж напечатан на целлюлозном картоне плотностью 250 г/м2, поверхность без коробления, паллеты листов не слипшиеся. Тираж настраивается в начале смены на пустой машине, на которой прежде рубили тираж другого «второго» формата. Вырубка тиража идёт хорошо, без срывов биговальных каналов, машина не останавливается из-за неправильной приводки листа, из-за двойных листов, «залипаний» листов в секции вырубки и других проблем. Для расчёта производительности оборудования воспользуемся формулой (1):
Z = v *Т, (1)
где Z - производительность оборудования за одну рабочую смену, листов; v - часовая производительность оборудования, листов/ч; Т- время вырубки тиража, ч.
Часовая производительность оборудования рассчитывается по формуле (2):
v = S * (60 - tt - t2), (2)
где S - техническая скорость оборудования, листов/мин; ti - время, необходимое на загрузку и выгрузку вырубаемого материала, мин; fc - время, отведённое на перерыв для оператора оборудования, мин.
На Ява МВ-780 приладка данного тиража займёт 2 часа (±15 минут в зависимости от квалификации, удачи и отношения оператора) с учётом того, что оператор вырубит 100 листов. Техническая скорость машины ограничивается - 4000 листов/ч (66 листов/мин), оператор будет закладывать полный самонаклад (около 2000 листов).
Без использования системы non-stop на самонакладе часовая производительность будет составлять:
v = 66* (60 — 13 — 7) = 2640, а с использованием системы non-stop часовая производительность будет составлять:
v = 66* (60 — 0 — 7) = 3498, Таким образом, за оставшиеся 9 часов смены (рабочая смена с обедом составляет 12 часов) оператор вырубит без использования системы non-stop:
Z = 2640 * 9 = 23760, С использованием системы non-stop:
Z = 3498 * 9 = 31482, На СБЛ-820СЕ время приладки сократиться как минимум на 20...30 минут за счёт конструктивных решений (настройка накладного стола, самонаклада, приёмки, возможности использования готового приправочного листа с указанным рабочим давлением вырубки и т.д.), используемых в данном оборудовании. Если ограничить техни-
ческую скорость оборудования до 7000 листов/ч (116 листов/мин), то часовая производительность с учётом конструктивных решений (возможность завозить отпечатанную паллету листов с помощью транспортной тележки сократит загрузку вырубаемого материала примерно с 10 минут до 3-х) без использования системы non-stop будет составлять:
v = 116 * (60 — 3 — 7) = 5800,
С использованием системы non-stop часовая производительность будет составлять:
v = 116* (60 -0 - 7) = 6148,
Таким образом, за те же 9 часов работы оператор сможет вырубить без использования системы non-stop:
Z = 5800 * 9 = 52200, а с использованием системы non-stop:
Z = 6148 * 9 = 55332,
Стоит повториться, что данные расчёты идеализированы, а каждый показатель имеет плюс-минус допуск по значению. В реальных условиях такая производительность недостижима, так как машина без остановки работать не может (будет останавливаться из-за неприводки, подачи двойного листа и других проблем), картон имеет коробление (иногда такое сильное, что закладывается стопа высотой 20 см, а листы приходится гнуть), в тираже бывают листы разного формата и толщины, паллеты слипшиеся, сложены на печати плохо, неудачная раскладка изделий на листе приводит к вырубке на малой технической скорости.
Если подвести итог всему вышесказанному, то можно сказать так: на бумаге -одно, в жизни - другое. Нюансов и сложностей много, способов их решения - ещё больше. Нормы на приладку и прогон тиража каждая типография разрабатывает и применяет индивидуально. Для точного планирования производства необходимо отслеживать, систематизировать и корректировать нормы.
Период окупаемости представляет собой срок, рассчитанный со дня начала реализации проекта и осуществления первых инвестиционных затрат до момента, когда разность между накопленной суммой чистой прибыли и объёмом произведённых инвестиционных затрат приобретёт положительное значение, то есть будет достигнута точка безубыточности.
Срок окупаемости оборудования - это экономический показатель, который необходимо рассчитывать при анализе и планировании хозяйственной деятельности. Он характеризует время, за которое деньги, потраченные на приобретение очередного средства производства, возвратятся в полном объёме за счёт использования агрегата
[3].
При покупке дорогостоящего оборудования срок окупаемости - очень важный показатель. Если срок окупаемости больше срока полезного использования оборудования, то затраты на приобретение данного оборудования не являются рациональными.
Расчёт срока окупаемости оборудования производится по формуле (3):
Т = £, (3)
где Т - срок окупаемости оборудования, выраженный в годах; К - размер капиталовложения, USD; П - чистая прибыль в среднем за год, USD.
Чистая прибыль компании «Борус-Принт» в среднем за год составляет 72800 USD. Таким образом, срок окупаемости автоматического штанцевального пресса СБЛ-820СЕ, составит:
_ 260000
Т =-= 3,6 года,
72800 " '
Срок полезного использования полиграфического оборудования составляет около 10 лет. Таким образом, после срока окупаемости оборудование сможет приносить прибыль на протяжении 6... 7 лет.
Подведя итог всему вышеперечисленному, можно сказать, что проведение модернизации участка вырубки полиграфической продукции весьма полезна и экономически эффективна. Современные системы контроля прохождения листа в машине повысят качество выпускаемой продукции, а конструктивные особенности, высокая техническая скорость и оснащение машины секцией удаления облоя повысят производительность участка и сократят сроки выпуска полиграфической продукции.
Список литературы
1. Yawa MW780A [Электронный ресурс]: URL: http://apostrof-print.ru/catalos/ 9022743/49669.htm (дата обращения: 10.11.2018)
2. Автоматический пресс для высечки с секцией удаления облоя SBL-820 [Электронный ресурс]: URL: http://nppack.ru/catalog/packing-production-karton/ visekalnie- avtomaticheskie-pressy/sbl-820-se.html (дата обращения: 20.10.2018).
3. Срок окупаемости [Электронный ресурс]: URL: http://center-yf.ru/data/ economy/srok-okupaemosti.php (дата обращения: 25.10.2018).
Фомичёв Кирилл Андреевич, магистрант, kirillius1996@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MODERNIZA TION OF THE CUTTING SECTION OF PRINTING PRODUCTS IN
LLC «BOR US-PRINT»
K.A. Fomichev
The project of modernization of a site of post printing processing based on the «Bo-rus-Print» LLL ccmpaay is consideerd. The available equipment was reviewed; its problems and shortcomings were identified. A number of requirements were presented that must be present in the new equipment in order to improve the quality of products, the productivity of the cutting area, and reduce the share of manual labor in subsequent operations. Based on the requirements, the necessary equipment was selected; the need for modernization based on technical and economic calculations was justified.
Key words: cutting, automatic punching press, modernization.
Fomichev Kirill Andreevich, undergraduate, kirillius1996@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
