В индустрии изготовления карт процент брака является крайне важным показателем, напрямую влияющим на прибыль предприятия и его конкурентоспособность на рынке. При традиционном процессе штамповки отклонения при позиционировании, смещение материала, износ штампов и другие проблемы приводят к проценту брака в диапазоне от 3 % до 8 %. Массовое внедрение интеллектуальных станков для пробивки банковских карт значительно снизило процент брака на предприятиях-изготовителях. Это стало возможным благодаря применению таких технологий, как визуальное позиционирование, контроль в реальном времени и сервоприводное управление. В данной статье систематически излагается принцип управления ошибками интеллектуального станка для пробивки банковских карт при производстве игровых карт, смарт-карт, визитных карточек, игральных карт и других видов карт; также приводятся практические примеры и анализ затрат, которые могут служить ориентиром при технической модернизации полиграфической отрасли.
На этапе вырубки карт изменение натяжения в подающем узле, механические вибрации, температура и влажность окружающей среды, а также другие факторы часто приводят к накоплению погрешностей материала. Традиционное механическое позиционирование с использованием упоров и физических датчиков не позволяет корректировать отклонения на уровне микрон. Это означает, что положение пробойки не совпадает с заданным рисунком, в результате чего образуются бракованные изделия.
Интеллектуальные станка для пробивки банковских карт использует высокоточную CCD-систему визуального позиционирования, а метод её коррекции основан на следующем техническом подходе:
Промышленная камера установлена над платформой подачи материала для съёмки меток позиционирования (точек ориентации) на напечатанном рисунке до того, как материал поступит в штамповочный узел. Система вычисляет значения отклонений по трём измерениям — горизонтальному (X), вертикальному (Y) и угловому повороту (θ) — на основе данных реального изображения и заранее сохранённых эталонных координат. Точность позиционирования может достигать ±0,05 мм, что делает систему пригодной для пробивки высокоточных игровых карт, анимационных карт, банковских карт и т.д.
Система управления перемещает сервомотор в соответствии с данными отклонения, чтобы изменить положение подающего ролика или платформы. Это позволяет корректировать положение материала в режиме реального времени. Данный процесс повторяется на протяжении всего процесса подачи, обеспечивая точное позиционирование материала в месте пробивки при его остановке. Технология ступенчатой подачи разбивает длинные циклы обработки на короткие участки с многократной подачей. Это снижает суммарную погрешность и оптимально подходит для заказов небольшими и многочисленными партиями.
Для обеспечения надежной фиксации при регистрации единый процесс вырубки требует оставлять на краю материала отверстия под гвозди или точки соединения. Хотя эти отверстия легко удаляются на последующих этапах, при их удалении существует высокий риск повреждения края карты. Пробойная машина для смарт-карт оснащена визуальной системой позиционирования и вакуумной платформой для фиксации материала. Физические точки соединения отсутствуют, а каждая карта пробивается индивидуально из целого листа материала, что исключает образование заусенцев и повреждение краёв; край карты получается более аккуратным.
Эта технология позволяет пробойной машине для банковских карт обрабатывать различные материалы — от бумаги и ПВХ-плёнки до гибких магнитных листов. Это гарантирует неизменную точность позиционирования готового изделия, что крайне важно на следующих этапах — тиснении фольгой, ламинировании или упаковке.
Помимо первоначальной ошибки позиционирования, проскальзывание материала, износ пресс-формы, отказ оборудования и другие факторы в процессе производства приводят к росту процента брака. Интеллектуальная станка для пробивки банковских карт система оснащена системой мониторинга в реальном времени, которая обеспечивает раннее предупреждение и автоматическую коррекцию за счёт анализа данных и объединения показаний нескольких датчиков.
Линейные датчики и инфракрасные устройства обнаружения установлены по краю зоны штамповки для постоянного контроля положения кромки материала. Если при непрерывной подаче материал сместится в поперечном направлении более чем на заданный предел (например, 0,1 мм), система остановится и потребует ручной корректировки. Система управления натяжением также автоматически регулирует усилие размотки и намотки, чтобы предотвратить образование складок или растяжение материала из-за неравномерного натяжения.
После длительной штамповки режущая кромка матрицы постепенно тупится, а качество пробивки ухудшается. Интеллектуальная система отслеживает состояние матрицы следующими способами:
Обратная связь по силе пробивки: сервоприводный механизм пробивки в реальном времени отслеживает значение силы, необходимой для каждого удара. Если значение силы продолжает расти (что указывает на затупление режущей кромки) или возникают аномальные колебания (что указывает на поломку режущей кромки), система выдаёт напоминание о необходимости технического обслуживания.
Комплексный визуальный контроль качества: камера установлена на выходе и сканирует края случайно выбранных заготовок. Если возрастает доля заусенцев или наблюдается неполная резка, система автоматически сопоставляет количество циклов использования матрицы с её текущим состоянием и рекомендует заточку или замену матрицы.
Контрольный экран отображает все данные мониторинга в виде графиков, включая текущий статус производства, количество бракованных изделий и коэффициент эффективности оборудования. IoT-модуль может синхронизировать данные с управляющей стороны для реализации удалённого мониторинга и отправки уведомлений о потенциальных проблемах. Это особенно удобно для транснациональных компаний, стремящихся управлять всеми своими заводами из единой точки и сокращать незапланированные простои.
В 2023 году компания по печати игровых карт и звёздных карт в Мумбаи (Индия) приобрела интеллектуальный станок для пробивки банковских карт из Шэньчжэня, чтобы заменить устаревший механический станок для вырубки. До модернизации на заводе имели место следующие проблемы:
Доля брака долгое время сохранялась на уровне около 5 %, особенно при производстве дорогостоящих анимационных карт — там потери ещё выше.
При смене заказов требовалась повторная изготовление штампа и его ручная настройка, что в среднем занимало около 90 минут.
Мелкие заказы, например на менее чем 2000 листов, сложно сделать рентабельными из-за высокой стоимости замены печатных форм.
Заводы выбирают интеллектуальные системы контроля посещаемости, поскольку они обладают преимуществами «краткости, простоты и скорости». Основная конфигурация включает:
сервоприводная штамповочная мощность 7,5 кВт обеспечивает стабильную пробивку как мягких, так и жёстких материалов;
Высокоточная система визуальной коррекции на основе CCD-камеры совместима с различными типами меток позиционирования при печати;
Модуль пошаговой подачи позволяет размещать заказы небольшими партиями.
Лёгкие деревянные формы (масса которых составляет лишь одну треть от массы металлических форм) можно заменить за 2–3 минуты.
Через три месяца эксплуатации производственные показатели завода сравниваются следующим образом:
| индекс | До модернизации (механическая вырубка) | После модернизации (интеллектуальная машина для пробивки карт) |
| Средний процент брака | 5.2% | 0.8% |
| Время переключения заказов | 90 минут | 15 минут |
| Цикл поставки мелкосерийных заказов | 5 дней | 2 дня |
| Время замены штампа | 15 минут (металлическая форма) | 2,5 минуты (деревянная форма) |
| Доля рекламаций, связанных с заусенцами на кромке | 3% | 0.2% |
Визуальная коррекция устраняет ошибки совмещения: например, доля брака многоцветных звёздных карточек, вызванного смещением позиционирования, снизилась с 3,5 % до 0,3 %.
Мониторинг в реальном времени снижает аномальные потери: сигнал тревоги при смещении материала, исключающий образование бракованных изделий; контроль состояния пресс-формы; своевременное обслуживание режущего инструмента; доля отходов, вызванных износом, снизилась с 1,2 % до 0,3 %.
Быстрая замена пресс-форм: благодаря лёгким деревянным пресс-формам и заранее заданной базе технологических параметров фабрика способна обрабатывать от 8 до 10 различных заказов ежедневно. Это идеально подходит для рынка аниме-карт, где требуется высокая скорость выполнения заказов.
Данный кейс демонстрирует, что интеллектуальная станка для пробивки банковских карт помогает фабрикам по производству карт минимизировать отходы и повышать способность выполнять мелкие заказы за счёт повышения точности и адаптивности.
Когда типографии модернизируют своё оборудование, им необходимо чётко понимать цикл возврата инвестиций (ROI). Например, если вы потратите 20 000 долларов США на стандартный станок для пробивки смарт-карт, то ROI можно рассчитать, оценив объём экономии и рост производительности.
Компания выпускает 2 миллиона карт в месяц при средней себестоимости материала 0,03 долл. США на одну карту.
Уровень брака снизился с 5 % до 0,8 %, что позволяет ежемесячно экономить на отходах:
2 миллиона × (5 % − 0,8 %) = 84 000
Ежемесячная экономия на материальных затратах:
84 000 × 0,03 = 2520 долл. США
Стоимость деревянных форм составляет лишь 40 % стоимости металлических форм, и в течение всего срока службы их можно многократно ремонтировать и полировать. Годовые затраты на оснастку сокращаются примерно на 3000 долл. США.
Автоматическая настройка и система сбора данных сократили необходимость в одном штатном наладчике, что позволило сэкономить около 50 000 долларов США в год на затратах на рабочую силу.
Сокращение времени замены штампов на 75 минут в день позволяет компании выполнять 2–3 небольших заказа, увеличивая выручку на 800 долларов США в месяц.
Компания может принимать мелкосерийные заказы объёмом от 500 до 5000 листов; валовая рентабельность таких заказов на 15–20 % выше, чем у крупносерийных заказов. Среднемесячный прирост прибыли составляет около 1000 долларов США.
Общая ежемесячная экономия и дополнительный доход:
2520+(3000/12)+(12000/12)+1800+2000=8270 USD
2520+(3000/12)+(12000/12)+1800+2000=8270 USD
120000/8270≈14,5 месяца 120000/8270≈14,5 месяца
Рентабельность инвестиций высока, поскольку оборудование зачастую может эксплуатироваться более 10 лет. Повышение репутации бренда (например, снижение доли брака) и лояльность клиентов также трудно поддаются количественной оценке, однако их долгосрочная ценность очевидна.
Благодаря трём технологическим опорам — визуальному позиционированию, реальному мониторингу и сервоприводному управлению — интеллектуальный станок для перфорации и вырубки банковских карт системно решает проблемы накопления погрешностей, смещения материала и потерь штампов в процессе вырубки карт. Данные показывают, что отходы в отрасли, превышающие 5 %, могут быть сокращены до менее чем 1 %. В то же время благодаря быстрой замене штампов (2–3 минуты) и технологии шаговой подачи компания может выполнять заказы небольшими партиями с высокой добавленной стоимостью.
Для полиграфической отрасли, особенно для производителей карт — таких как игровые карты, анимационные карты и смарт-карты — приобретение станков для пробивки смарт-карт является не только способом повышения точности, но и важным шагом к гибкости и цифровизации производства. В рамках срока окупаемости инвестиций (14–18 месяцев) компании не только получают немедленную экономическую выгоду, но и повышают гибкость производственных мощностей, чтобы оперативно реагировать на быстрые изменения на рынке и получить техническое преимущество перед конкурентами.
EN
