Jak zajistit přesnost řezání a konzistenci průměru role při vysoké{0}}rychlosti?

Aby byla zajištěna konzistence přesnosti řezání a průměru válce ve vysokorychlostním-provozu, musí být systém řízení uzavřeného{1}}cyklu vytvořen ze tří dimenzí: přesná kontrola zařízení, optimalizace parametrů procesu, monitorování procesu a seřízení zpětné vazby. Systém kombinuje multidisciplinární znalosti mechanického designu, elektrického ovládání a vlastností materiálů k dosažení dynamické rovnováhy. Konkrétní technická řešení jsou následující:

I. Řízení přesnosti zařízení: Optimalizace tuhosti mechanických systémů
1.Návrh systému bifurkační hřídele
Osa odklonu: Jednotlivé osy kované z legované oceli (např. . 42CrMo) Průměr větší nebo rovný 80 mm (nastavitelné podle šířky segmentů) zajišťují průhyb menší nebo rovný 0,02 mm/m při vysoké-otáčce.
Povrch hřídele je ultra{0}}jemně broušený (méně než nebo rovný 0,4 mikronu), aby se snížilo tření a vibrace s ložisky a lopatkami.
Instalace čepele a kontrola vůle: Hydraulický nebo pneumatický držák čepele. Tlak čepele (typicky 0,2~0,5MPa) je monitorován v reálném čase tlakovým senzorem, aby byl zajištěn stabilní kontakt mezi čepelí a materiálem.
Vůle listů je detekována online pomocí laserového dálkoměru s chybou vůlí menší nebo rovnou 1 mikronu (dynamicky kompenzováno servomotorem -poháněným jemným- šroubem pro jemné ladění).
2. Návrh systému převíjení
Řízení konstantního tahu: řízení s uzavřenou smyčkou s magnetickou práškovou brzdou + snímač tahu s rozsahem kolísání napětí ± 1 % (např. napětí nastavené na 50 N v době fragmentace, skutečné kolísání menší nebo rovné 0,5 N).
Více{0}}segmentové ovládání napětí: Odkloněné napětí se automaticky nastavuje podle změny průměru bubnu (například když se průměr bubnu zvětší z φ100 mm na 800 mm, napětí lineárně klesá).
Výpočet skutečného-času průměru kotouče: Výpočet skutečného-průměru kotouče (D je průměr kotouče v mm) měřením rychlosti navíjecího hřídele (n) a lineární rychlosti materiálu (v) pomocí vzorce D=(vx 60) / (pi xn).
Kompenzace chyb: Zavádí se algoritmus Kalmanova filtru pro eliminaci šumu signálu kodéru.
Tapered Tension Control: Jak se průměr válce zvyšuje, napětí se postupně snižuje podle koeficientu zúžení (obvykle typicky 0,5%~2%), aby se zabránilo zborcení jádra nebo vyboulení konce povrchu.

II. Optimalizace procesních parametrů Optimalizace: přizpůsobení materiálu a rychlosti
1. Adaptace materiálových vlastností
Kompenzace modulu pružnosti:
U vysoce elastických materiálů, jako je BOPP fólie, je k eliminaci vnitřního napětí vyžadována předtahová úprava (míra roztažení 1%~3%).
tlak lopatky byl upraven podle modulu pružnosti materiálu (E) materiálu pomocí vzorce P=K x E * t (P pro tlak lopatky, K pro koeficient, t pro tloušťku materiálu).
Kontrola koeficientu povrchového tření:
Nastříkejte keramický povlak nebo pryžovou manžetu na povrch válce pro regulaci koeficientu tření mezi 0,3 a 0,5, aby se zabránilo prokluzování materiálu.
2. Plánování rychlosti a zrychlení
S-Zrychlení a zpomalení křivky:
Pět{0}}segmentová křivka S (rovnoměrné zrychlení zrychlení → proměnná rychlost → rovnoměrné → proměnlivé zpomalení → rovnoměrné zpomalení) se používá k plánování pohybu hřídele výtahu s mírou změny zrychlení menší nebo rovnou 5 m/s3, aby se snížil setrvačný dopad.
Výsledky: Chyba průměru válečku byla snížena o 40 % a čistota koncové{1}}plošky se zvýšila o jeden zářez (tj. z ±1,5 mm na ±0,9 mm). Rychlost stříhání a navíjení Rychlost řezání musí splňovat v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 pro počáteční průměr role a D pro průměr role v reálném čase).
Řízení synchronizace: Elektronická synchronizace ozubených kol mezi řeznou hřídelí a osou navíjení je dosažena servomotorem s fázovou chybou menší nebo rovnou ±0,1 stupně.

III. Sledování procesu a úprava zpětné vazby: použití systému řízení s uzavřenou-smyčkou
1. Technologie online detekce
Laserový senzor posunu: Namontovaný nad posuvníkem, sledování změn průměru válce v reálném čase- (vzorkovací frekvence větší nebo rovna 1 kHz) a přenos dat do PLC pro dynamickou kompenzaci.
Přesnost: rozlišení 0,01 mm při měření mezi 0 a 100 mm.
Systém strojového vidění: kamery s vysokým rozlišením (Větší nebo rovné 5 megapixelům) se používají k fotografování konce materiálu role a algoritmy zpracování obrazu (jako je detekce okraje Canny) byly použity k výpočtu koncového pulzu.
Nastavení prahu: Při koncovém házení > 1mm spustí alarm a automaticky upraví napětí.
2. Adaptivní řídicí algoritmy
Fuzzy PID regulace: parametry PID (Kp, Ki, Kd) byly dynamicky upravovány pomocí fuzzy pravidel s použitím chyby průměru válce (e) a rychlosti změny chyby (de/dt) jako vstupů.
Výsledky: Konzistence průměru role se zvýšila o 25 % (směrodatná odchylka se snížila z 0,8 mm na 0,6 mm) ve srovnání s tradičním PID.
Prediktivní řízení modelu: Je vytvořen dynamický model navíjecího systému (včetně parametrů setrvačnosti, pružnosti a tření), aby bylo možné předvídat budoucí změny průměru válce a předem upravit napětí.
Aplikační scénáře: MPC může snížit překmit o více než 50 % vysokorychlostní-rychlost řezání (rychlost linky > 200 m/min).