Una máquina empalmadora de papel es un dispositivo utilizado en procesos de embalaje e impresión alimentados por rollos para unir y cambiar automáticamente entre un rollo viejo casi agotado y un rollo nuevo en espera sin detener la línea de producción. Sus funciones principales implican mantener una tensión constante y hacer coincidir con precisión las velocidades de las bandas de papel nuevas y antiguas, ya sea a velocidad cero o sincronizada, para unir y cortar sin problemas.
Modo de trabajo principal
El empalme de papel implica principalmente dos enfoques técnicos, que se distinguen en función de si el rollo viejo se desacelera hasta detenerse por completo:
Empalme automático de velocidad cero: el rollo viejo se frena hasta detenerse por completo, mientras que el rollo nuevo permanece estacionario. La unión adhesiva de doble cara y el corte se realizan a velocidad relativa cero. Se requiere una rejilla de almacenamiento de papel para suministrar papel continuamente a la máquina principal durante el frenado, lo que garantiza una alta estabilidad. Sin embargo, este diseño incluye un mecanismo de sujeción del papel y normalmente se utiliza en aplicaciones de velocidad media a alta o donde se requiere una alta precisión de registro.
Empalme automático de alta velocidad (en línea): el nuevo rollo se acelera para igualar exactamente la velocidad lineal del rollo viejo en funcionamiento (diferencia de velocidad relativa cero), lo que permite el empalme y corte directo del rollo viejo durante la operación de alta velocidad. No se necesita estante de almacenamiento de papel y la imprenta funciona continuamente sin desaceleración. Este método es adecuado para la impresión rotativa de velocidad ultraalta (por ejemplo, papel de periódico) y exige una precisión extremadamente alta en sensores, accionamientos y sistemas de control.
Flujo de trabajo general (usando un ciclo automático típico como ejemplo)
Monitoreo y alerta temprana: Los sensores monitorean continuamente el diámetro del rodillo en funcionamiento. Cuando alcanza un umbral preestablecido, se activa una señal de empalme.
Preparación del rollo en espera: el nuevo rollo se carga en su posición, se recubre previamente con cinta adhesiva de doble cara y se alinea con precisión con la estación de empalme.
Coincidencia de velocidad:
- Modo de velocidad cero: el rollo viejo se desacelera suavemente hasta detenerse por completo mediante frenos electromagnéticos, mientras que la rejilla de almacenamiento de papel libera el papel almacenado para mantener el funcionamiento continuo de la máquina.
- Modo de alta velocidad: El nuevo rollo se acelera mediante rodillos de fricción o servoaccionamiento hasta que su velocidad lineal se sincroniza perfectamente con la del rollo antiguo.
Ejecución de empalme: El brazo de empalme desciende, presionando el rodillo de espuma o el rodillo de presión contra las bandas de papel nuevas y viejas para unirlas firmemente (usando el adhesivo preaplicado), mientras que la cuchilla de corte corta instantáneamente el extremo final del rollo viejo.
Cambio y reinicio: el nuevo rollo se hace cargo de la alimentación del papel; el núcleo viejo es expulsado o frenado hasta detenerse. El brazo de empalme regresa a su posición inicial y el sistema borra las señales de falla, preparándose para el siguiente ciclo.
Sistemas de control clave
Control de circuito cerrado de tensión: utilizando rodillos flotantes, sensores de tensión y algoritmos PLC/PID, los frenos de aire o el par del motor se ajustan dinámicamente para minimizar las fluctuaciones de tensión antes y después del empalme, evitando roturas o arrugas del papel.
Tecnología de accionamiento síncrono: los modelos de alta velocidad se basan en la retroalimentación del codificador y en sistemas de servoaccionamiento previo para lograr un seguimiento y sincronización de la velocidad a nivel de milisegundos.
Unidades de accionamiento mecánico: Incluye brazos de empalme giratorios, rodillos de compresión neumáticos, hojas de corte de precisión y sistemas de posicionamiento de garras, lo que garantiza una alineación precisa del empalme.