Làm cách nào để đảm bảo độ chính xác khi rạch và tính nhất quán của đường kính cuộn trong quá trình vận hành-tốc độ cao?

Để đảm bảo tính nhất quán của độ chính xác cắt và đường kính cuộn khi vận hành tốc độ-cao, hệ thống quản lý vòng-đóng cần được xây dựng từ ba chiều: kiểm soát độ chính xác của thiết bị, tối ưu hóa tham số quy trình, giám sát quy trình và điều chỉnh phản hồi. Hệ thống kết hợp kiến ​​thức đa ngành về thiết kế cơ khí, điều khiển điện và tính chất vật liệu để đạt được sự cân bằng động. Các giải pháp kỹ thuật cụ thể như sau:

I. Điều khiển chính xác thiết bị: Tối ưu hóa độ cứng của hệ thống cơ khí
1.Thiết kế hệ thống trục phân đôi
Trục chuyển hướng: Trục đơn được rèn bằng thép hợp kim (ví dụ:. 42CrMo) Đường kính lớn hơn hoặc bằng 80mm (có thể điều chỉnh theo chiều rộng của các đoạn) đảm bảo độ lệch aa Nhỏ hơn hoặc bằng 0,02mm/m khi quay tốc độ-cao.
Bề mặt của trục được mài siêu mịn ( Nhỏ hơn hoặc bằng 0,4 micron) để giảm ma sát và độ rung với vòng bi và lưỡi dao.
Kiểm soát khoảng cách và lắp đặt lưỡi dao: Bộ giữ lưỡi thủy lực hoặc khí nén. Áp suất lưỡi dao (thường là 0,2 ~ 0,5MPa) được theo dõi trong thời gian thực bằng cảm biến áp suất để đảm bảo sự tiếp xúc ổn định giữa lưỡi dao và vật liệu.
Độ hở của lá được phát hiện trực tuyến bằng máy đo khoảng cách laser có sai số khoảng cách nhỏ hơn hoặc bằng 1 micron (được bù động bằng vít tinh chỉnh-điều khiển{2}}mô tơ servo).
2.Thiết kế hệ thống tua lại
Kiểm soát lực căng không đổi: điều khiển vòng kín bằng phanh bột từ + cảm biến lực căng với phạm vi dao động lực căng ± 1% (ví dụ: lực căng được đặt thành 50N tại thời điểm phân mảnh, dao động thực tế Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5N).
Kiểm soát lực căng đa đoạn: Độ căng chuyển hướng được tự động điều chỉnh theo sự thay đổi đường kính của trống (ví dụ: khi đường kính của trống tăng từ φ100mm lên 800mm, độ căng giảm tuyến tính).
Tính toán đường kính cuộn thời gian thực-: Tính toán đường kính cuộn thời gian thực- (D là đường kính của cuộn tính bằng mm) bằng cách đo tốc độ trục cuộn dây (n) và vận tốc tuyến tính của vật liệu (v) bằng cách sử dụng công thức D=(vx 60) / (pi xn).
Bồi thường lỗi: thuật toán lọc Kalman được giới thiệu để loại bỏ nhiễu tín hiệu bộ mã hóa.
Kiểm soát độ căng côn: Khi đường kính của con lăn tăng lên, độ căng giảm dần theo hệ số côn (thường là 0,5% ~ 2%) để ngăn lõi bị xẹp hoặc phần cuối của bề mặt không bị phồng lên.

II. Tối ưu hóa thông số quy trình Tối ưu hóa: Vật liệu và tốc độ phù hợp
1. Điều chỉnh tài sản vật chất
Bồi thường mô đun đàn hồi:
Đối với các vật liệu có độ đàn hồi cao, chẳng hạn như màng BOPP, cần phải xử lý trước khi kéo (tỷ lệ giãn 1% ~ 3%) để loại bỏ ứng suất bên trong.
áp suất cánh được điều chỉnh theo mô đun đàn hồi (E) của vật liệu bằng công thức P=K x E * t (P cho áp suất cánh, K cho hệ số, t cho độ dày vật liệu).
Kiểm soát hệ số ma sát bề mặt:
Phun lớp phủ gốm hoặc ống bọc cao su lên bề mặt cuộn để kiểm soát hệ số ma sát trong khoảng 0,3 đến 0,5 nhằm tránh trượt vật liệu.
2. Lập kế hoạch tốc độ và tăng tốc
Tăng tốc và giảm tốc theo đường cong S-:
Đường cong năm{0}}đoạn S (gia tốc đồng đều → tốc độ thay đổi → đồng đều → giảm tốc thay đổi → giảm tốc đồng đều) được sử dụng để lập kế hoạch chuyển động của trục nâng với tốc độ thay đổi gia tốc Nhỏ hơn hoặc bằng 5m/s3 để giảm tác động quán tính.
Kết quả: Sai số đường kính con lăn đã giảm 40% và độ gọn gàng của mặt-đầu cuối tăng thêm một bậc (tức là từ ±1,5mm đến ±0,9mm). Tốc độ cắt và cuộn dây Tốc độ rạch phải thỏa mãn v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 cho đường kính cuộn ban đầu và D cho đường kính cuộn theo thời gian thực).
Điều khiển đồng bộ hóa: Đồng bộ hóa bánh răng điện tử giữa trục rạch và trục cuộn được thực hiện bằng bộ điều khiển servo có sai số pha Nhỏ hơn hoặc bằng ± 0,1 độ.

III. Giám sát quy trình và Điều chỉnh phản hồi: ứng dụng hệ thống điều khiển vòng-đóng
1. Công nghệ phát hiện trực tuyến
Cảm biến dịch chuyển bằng laser: Được gắn phía trên cuộn, theo dõi-thời gian thực các thay đổi về đường kính cuộn (tần số lấy mẫu Lớn hơn hoặc bằng 1kHz) và truyền dữ liệu tới PLC để bù động.
Độ chính xác: Độ phân giải 0,01mm khi đo từ 0 đến 100mm.
Hệ thống thị giác máy: camera có độ phân giải cao (Lớn hơn hoặc bằng 5 megapixel) được sử dụng để chụp ảnh phần cuối của vật liệu cuộn và các thuật toán xử lý hình ảnh (chẳng hạn như phát hiện cạnh Canny) được sử dụng để tính toán xung cuối.
Cài đặt ngưỡng: Khi độ lệch cuối > 1mm, nó sẽ kích hoạt cảnh báo và tự động điều chỉnh độ căng.
2. Thuật toán điều khiển thích ứng
Điều khiển PID mờ: các tham số PID (Kp, Ki, Kd) được điều chỉnh linh hoạt bằng quy tắc mờ sử dụng sai số đường kính cuộn (e) và tốc độ thay đổi sai số (de/dt) làm đầu vào.
Kết quả: Độ đồng nhất của đường kính cuộn tăng 25% (độ lệch chuẩn giảm từ 0,8mm xuống 0,6mm) so với PID truyền thống.
Điều khiển dự đoán mô hình: Một mô hình động của hệ thống cuộn dây (bao gồm các thông số quán tính, độ đàn hồi và ma sát) được thiết lập để dự đoán những thay đổi đường kính cuộn trong tương lai và điều chỉnh độ căng trước.
Kịch bản ứng dụng: MPC có thể giảm độ vọt lố hơn 50%-tốc độ xẻ tốc độ cao (tốc độ đường truyền > 200m/phút).