【摘 要】
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无线射频识别(RFID)是实现智能制造和智能医疗的关键，在食品安全和战场保障方面发挥重要作用。复合装备作为RFID标签生产核心装备之一，直接影响标签性能一致性和成品率。模切模
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无线射频识别(RFID)是实现智能制造和智能医疗的关键，在食品安全和战场保障方面发挥重要作用。复合装备作为RFID标签生产核心装备之一，直接影响标签性能一致性和成品率。模切模块是复合设备的重要组成，其工艺性能直接决定标签质量。本文以RFID标签Roll-to-Roll复合工艺为研究对象，围绕模切模块的设计、模切过程有限元分析方法以及模切压力变化规律三点开展工作。 首先，根据标签多层结构半切断工艺需求，对比多种模切方式，选择并设计了圆压圆式模切机构；采用气压式驱动对现有螺杆式模切压力调节机构进行了改进，设计了气路控制方案，实现了模切压力的精确调节与控制，采用伺服电机作为动力源，满足了复合设备对多轴同步传动的要求。 其次，基于模切物理过程的分析，获得了有限元分析模型。针对有限元分析过程中非线性行为与单元畸变，采用任意拉格朗日欧拉法实现网格重划分，取得了良好效果。面向“准”静态模切过程，给出了通过提高加载速度减少求解时间的方法，相比传统有限元软件采用的质量缩放法，其求解时间可以缩短为前者的1/180以上。 最后，以RFID标签产品为对象，采用本文提出的方法分析了模切刀刃口尺寸对模切压力的影响。结果表明，刃口角度在300～400之间时，模切压力对刃口角度不敏感；刃口半径在10～25μm之间时，模切压力随刃口半径的增大而线性增大。进而根据模切压力仿真结果，对刀辊、机架变形和机架模态进行了有限元分析，结果表明本文设计的模切模块结构具有良好的刚度和稳定性，满足工况需求。
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