Jak zapewnić dokładność cięcia i stałą średnicę rolki podczas operacji z dużą-prędkością?

Aby zapewnić spójność precyzji cięcia i średnicy rolki przy-szybkiej operacji, system zarządzania-zamkniętą pętlą musi być zbudowany z trzech wymiarów: precyzyjnej kontroli sprzętu, optymalizacji parametrów procesu, monitorowania procesu i regulacji sprzężenia zwrotnego. System łączy multidyscyplinarną wiedzę z zakresu projektowania mechanicznego, sterowania elektrycznego i właściwości materiałów, aby osiągnąć równowagę dynamiczną. Konkretne rozwiązania techniczne są następujące:

I. Precyzyjna kontrola sprzętu: Optymalizacja sztywności układów mechanicznych
1.Projekt układu wałów rozwidlających
Oś odchylająca: Pojedyncze osie kute ze stali stopowej (np.. 42CrMo). Średnica większa lub równa 80 mm (regulowana w zależności od szerokości segmentów) zapewnia ugięcie mniejsze lub równe 0,02 mm/m podczas-szybkiego obrotu.
Powierzchnia wału jest-bardzo drobno oszlifowana (mniejsza lub równa 0,4 mikrona), aby zmniejszyć tarcie i wibracje występujące w łożyskach i ostrzach.
Instalacja ostrza i kontrola luzu: Hydrauliczny lub pneumatyczny uchwyt ostrza. Nacisk ostrza (zwykle 0,2 ~ 0,5 MPa) jest monitorowany w czasie rzeczywistym za pomocą czujnika ciśnienia, aby zapewnić stabilny kontakt ostrza z materiałem.
Luz liści jest wykrywany online za pomocą dalmierza laserowego z błędem odstępu mniejszym lub równym 1 mikronowi (dynamicznie kompensowanym przez serwosilnik{{1}napędzany-śrubą precyzyjnego strojenia).
2.Przewiń projekt systemu
Kontrola stałego naprężenia: kontrola w pętli zamkniętej z magnetycznym hamulcem proszkowym + czujnik naprężenia z zakresem wahań napięcia ± 1% (np. napięcie ustawione na 50N w momencie fragmentacji, rzeczywiste wahania mniejsze lub równe 0,5N).
Kontrola naprężenia wielu-segmentów: Zmienne naprężenie jest automatycznie regulowane w zależności od zmiany średnicy bębna (na przykład, gdy średnica bębna wzrasta z φ100 mm do 800 mm, naprężenie maleje liniowo).
Obliczanie średnicy rolki w-czasie rzeczywistym: Obliczanie średnicy rolki w czasie rzeczywistym- (D to średnica rolki w mm) poprzez pomiar prędkości wału nawojowego (n) i prędkości liniowej materiału (v) za pomocą wzoru D=(vx 60) / (pi xn).
Kompensacja błędów: wprowadzono algorytm filtra Kalmana w celu wyeliminowania szumu sygnału enkodera.
Kontrola naprężenia stożkowego: Wraz ze wzrostem średnicy rolki naprężenie jest stopniowo zmniejszane zgodnie ze współczynnikiem stożka (zwykle 0,5% ~ 2%), aby zapobiec zapadnięciu się rdzenia lub wybrzuszeniu końca powierzchni.

II. Optymalizacja Optymalizacja parametrów procesu: Dopasowanie materiału i prędkości
1. Dostosowanie właściwości materiału
Kompensacja modułu sprężystości:
W przypadku materiałów wysoce elastycznych, takich jak folia BOPP, wymagana jest obróbka wstępnego rozciągania (stopień rozciągania 1% ~ 3%) w celu wyeliminowania naprężeń wewnętrznych.
nacisk ostrza dostosowano zgodnie z modułem sprężystości materiału (E) materiału, stosując wzór P=K x E * t (P dla nacisku ostrza, K dla współczynnika, t dla grubości materiału).
Kontrola współczynnika tarcia powierzchniowego:
Nałóż powłokę ceramiczną lub gumową tuleję na powierzchnię walca, aby kontrolować współczynnik tarcia w zakresie od 0,3 do 0,5, aby zapobiec poślizgowi materiału.
2. Planowanie prędkości i przyspieszenia
Przyspieszanie i zwalnianie po krzywej S:
Pięcio-segmentowa krzywa S (równomierne przyspieszenie przyspieszenie → zmienna prędkość → jednolite → zmienne opóźnienie → równomierne opóźnienie) służy do planowania ruchu wału windy przy współczynniku zmiany przyspieszenia mniejszym lub równym 5 m/s3 w celu ograniczenia uderzenia bezwładności.
Wyniki: Błąd średnicy rolki został zmniejszony o 40%, a dokładność-czoła wzrosła o jedno nacięcie (tzn. z ±1,5 mm do ±0,9 mm). Prędkość ścinania i nawijania. Prędkość cięcia wzdłużnego musi spełniać v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 dla początkowej średnicy rolki i D dla rzeczywistej-średnicy rolki.
Kontrola synchronizacji: Elektroniczna synchronizacja przekładni pomiędzy wałem rozcinającym a osiami uzwojenia jest osiągana przez serwonapęd z błędem fazowym mniejszym lub równym ± 0,1 stopnia.

III. Monitorowanie procesu i dostosowywanie informacji zwrotnych: zastosowanie systemu kontroli w pętli zamkniętej
1. Technologia wykrywania online
Laserowy czujnik przemieszczenia: montowany nad ślimakiem,-monitorowanie w czasie rzeczywistym zmian średnicy walca (częstotliwość próbkowania większa lub równa 1 kHz) i transmisja danych do sterownika PLC w celu kompensacji dynamicznej.
Dokładność: rozdzielczość 0,01 mm przy pomiarze od 0 do 100 mm.
System widzenia maszynowego: do fotografowania końca rolki materiału zastosowano kamery o wysokiej rozdzielczości (większej lub równej 5 megapikseli), a do obliczenia impulsu końcowego zastosowano algorytmy przetwarzania obrazu (takie jak wykrywanie krawędzi Canny'ego).
Ustawienie progu: Gdy bicie końcowe > 1 mm, uruchamia alarm i automatycznie reguluje napięcie.
2. Algorytmy sterowania adaptacyjnego
Fuzzy PID Control: parametry PID (Kp, Ki, Kd) były dostosowywane dynamicznie za pomocą reguł rozmytych, wykorzystując jako dane wejściowe błąd średnicy walca (e) i współczynnik zmiany błędu (de/dt).
Wyniki: Stałość średnicy walca wzrosła o 25% (odchylenie standardowe spadło z 0,8 mm do 0,6 mm) w porównaniu z tradycyjnym PID.
Modelowa kontrola predykcyjna: Utworzono dynamiczny model układu uzwojenia (w tym parametry bezwładności, elastyczności i tarcia) w celu przewidywania przyszłych zmian średnicy rolki i wcześniejszej regulacji naprężenia.
Scenariusze zastosowań: MPC może zredukować przekroczenia o ponad 50% przy dużej-prędkości cięcia wzdłużnego (prędkość linii > 200 m/min).