Come garantire la precisione del taglio e l'uniformità del diametro del rotolo durante il funzionamento ad alta-velocità?

Per garantire la coerenza tra precisione di taglio e diametro del rotolo durante il funzionamento ad alta-velocità, il sistema di gestione a circuito chiuso-deve essere costruito in tre dimensioni: controllo di precisione dell'attrezzatura, ottimizzazione dei parametri di processo, monitoraggio del processo e regolazione del feedback. Il sistema combina la conoscenza multidisciplinare della progettazione meccanica, del controllo elettrico e delle proprietà dei materiali per raggiungere l'equilibrio dinamico. Le soluzioni tecniche specifiche sono le seguenti:

I. Controllo di precisione delle apparecchiature: ottimizzazione della rigidità dei sistemi meccanici
1.Progettazione del sistema di alberi di biforcazione
Asse di deviazione: assi singoli forgiati in acciaio legato (ad es.. 42CrMo) Maggiore o uguale a 80 mm di diametro (regolabile in base alla larghezza dei segmenti) garantisce una deflessione inferiore o uguale a 0,02 mm/m durante la rotazione ad alta-velocità.
La superficie dell'albero è rettificata ultra-finemente (inferiore o uguale a 0,4 micron) per ridurre l'attrito e le vibrazioni con cuscinetti e lame.
Installazione della lama e controllo dello spazio: un supporto lama idraulico o pneumatico. La pressione della lama (normalmente 0,2~0,5 MPa) viene monitorata in tempo reale da un sensore di pressione per garantire un contatto stabile tra la lama e il materiale.
La distanza delle foglie viene rilevata online con un telemetro laser con errore di distanza inferiore o uguale a 1 micron (compensato dinamicamente da una vite di regolazione di precisione-azionata da un servomotore-).
progettazione del sistema 2.Rewind
Controllo tensione costante: controllo ad anello chiuso con freno magnetico a polvere + sensore di tensione con intervallo di fluttuazione della tensione ± 1% (ad esempio, tensione impostata su 50 N al momento della frammentazione, fluttuazione effettiva inferiore o uguale a 0,5 N).
Controllo tensione multi-segmento: la tensione deviata viene regolata automaticamente in base alla variazione del diametro del tamburo (ad esempio, quando il diametro del tamburo aumenta da φ100 mm a 800 mm, la tensione diminuisce linearmente).
Calcolo del diametro del rotolo in tempo reale-: calcolo del diametro del rotolo in tempo reale- (D è il diametro del rotolo in mm) misurando la velocità dell'albero di avvolgimento (n) e la velocità lineare del materiale (v) utilizzando la formula D=(vx 60) / (pi xn).
Compensazione degli errori: viene introdotto un algoritmo di filtro di Kalman per eliminare il rumore del segnale dell'encoder.
Controllo della tensione conica: man mano che il diametro del rullo aumenta, la tensione viene gradualmente ridotta in base al coefficiente di conicità (solitamente 0,5%~2%) per evitare il collasso del nucleo o il rigonfiamento dell'estremità della superficie.

II. Ottimizzazione dell'ottimizzazione dei parametri di processo: corrispondenza tra materiale e velocità
1. Adattamento delle proprietà dei materiali
Compensazione del modulo elastico:
Per i materiali altamente elastici, come la pellicola BOPP, è necessario un trattamento di pretensione (velocità di allungamento 1%~3%) per eliminare lo stress interno.
la pressione della lama è stata regolata in base al modulo elastico del materiale (E) utilizzando la formula P=K x E * t (P per pressione della lama, K per coefficiente, t per spessore del materiale).
Controllo del coefficiente di attrito superficiale:
Spruzzare il rivestimento ceramico o il manicotto in gomma sulla superficie del rullo per controllare il coefficiente di attrito tra 0,3 e 0,5 ed evitare lo scivolamento del materiale.
2. Pianificazione della velocità e dell'accelerazione
-Accelerazione e decelerazione della curva a S:
La curva a S a cinque-segmenti (accelerazione uniforme → velocità variabile → uniforme → decelerazione variabile → decelerazione uniforme) viene utilizzata per pianificare il movimento dell'albero di sollevamento con un tasso di variazione dell'accelerazione inferiore o uguale a 5 m/s3 per ridurre l'impatto inerziale.
Risultati: l'errore del diametro del rullo è stato ridotto del 40% e la precisione della faccia dell'estremità- è aumentata di una tacca (ovvero da ±1,5 mm a ±0,9 mm). La velocità di taglio e avvolgimento La velocità di taglio deve soddisfare v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 per il diametro iniziale del rotolo e D per il diametro del rotolo in tempo reale).
Controllo della sincronizzazione: la sincronizzazione elettronica tra l'albero di taglio e gli assi di avvolgimento è ottenuta da un servoazionamento con un errore di fase inferiore o uguale a ±0,1 gradi.

III. Monitoraggio del processo e regolazione del feedback: applicazione del sistema di controllo-a circuito chiuso
1. Tecnologia di rilevamento online
Sensore di spostamento laser: montato sopra la spirale, monitoraggio in tempo reale-delle variazioni del diametro del rullo (frequenza di campionamento maggiore o uguale a 1kHz) e trasmissione dei dati al PLC per la compensazione dinamica.
Precisione: risoluzione 0,01 mm quando si misura tra 0 e 100 mm.
Sistema di visione artificiale: telecamere ad alta risoluzione (maggiore o uguale a 5 megapixel) vengono utilizzate per fotografare la fine del materiale in bobina e algoritmi di elaborazione delle immagini (come il rilevamento dei bordi Canny) sono stati utilizzati per calcolare l'impulso finale.
Impostazione della soglia: quando l'eccentricità finale > 1 mm, attiva un allarme e regola automaticamente la tensione.
2. Algoritmi di controllo adattivo
Controllo PID fuzzy: i parametri PID (Kp, Ki, Kd) sono stati regolati dinamicamente mediante regole fuzzy utilizzando l'errore del diametro del rotolo (e) e il tasso di variazione dell'errore (de/dt) come input.
Risultati: la consistenza del diametro del rotolo è aumentata del 25% (la deviazione standard è diminuita da 0,8 mm a 0,6 mm) rispetto al PID tradizionale.
Controllo predittivo del modello: viene stabilito un modello dinamico del sistema di avvolgimento (compresi i parametri di inerzia, elasticità e attrito) per prevedere le future variazioni del diametro del rotolo e regolare la tensione in anticipo.
Scenari applicativi: MPC può ridurre il superamento di oltre il 50% della velocità di taglio ad alta-velocità (velocità della linea > 200 m/min).