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分切復卷機的張力控制與糾偏系統是兩大核心子系統,二者的協同工作直接影響分切質量(如卷材平整度、端面齊整度)和生產效率。以下是它們的協同工作原理及關鍵技術要點:
1. 張力控制系統的作用
? 核心功能:保持卷材在分切、復卷過程中張力的動態穩定,避免材料拉伸變形或松弛起皺。
? 關鍵技術:
? 閉環控制:通過張力傳感器(或間接通過電機電流計算)實時檢測張力,PLC/PID算法調整放卷、牽引、收卷電機的轉矩或速度。
? 錐度張力控制:收卷時隨卷徑增大逐步降低張力,防止內層材料受壓變形。
? 分段控制:分切機通常分為放卷區、牽引區、收卷區,各段張力需獨立調節并平滑過渡。
2. 糾偏系統(EPC)的作用
? 核心功能:實時檢測卷材邊緣或中心線位置,通過橫向調整確保分切后的卷材邊緣對齊。
? 關鍵技術:
? 光電/超聲波檢測:傳感器實時掃描材料邊緣位置,信號傳輸至控制器。
? 執行機構:通過伺服電機驅動糾偏輥或滑臺橫向移動,調整材料走帶路徑。
? 控制算法:通常采用PID或模糊控制,響應速度需與生產線速度匹配(毫秒級)。
3. 協同工作機制
(1)信號聯動
? 張力對糾偏的影響:張力波動會導致材料輕微伸縮或橫向偏移(如薄膜的“蛇行”現象),糾偏系統需根據張力變化動態補償調整量。
? 糾偏對張力的影響:糾偏輥的橫向移動可能改變材料包角,間接影響局部張力,需通過張力控制系統快速微調。
2)動態補償邏輯
? 同步控制:在高速分切時(如>600m/min),PLC或專用控制器需同步處理張力與糾偏信號,避免因系統延遲導致振蕩。
? 材料特性適配:
? 彈性材料(如薄膜):張力波動易引發糾偏頻繁動作,需降低控制靈敏度。
? 剛性材料(如鋁箔):糾偏調整需更精確,張力需保持極高穩定性。
3)典型協同場景
? 啟動/減速階段:張力系統按預設曲線緩升/降,糾偏系統同步調整靈敏度(低速時降低響應頻率)。
? 分切換卷時:新卷初始卷徑小,糾偏系統需配合錐度張力策略調整橫向位置基準。
4. 技術難點與解決方案
? 挑戰1:高速下的振蕩
方案:采用自適應PID算法,或引入前饋控制(如預判卷徑變化對張力的影響)。
? 挑戰2:材料厚度不均
方案:張力系統增加厚度檢測閉環,糾偏系統切換至“中心線控制”模式。
? 挑戰3:多分切條同步
方案:各分切條獨立糾偏(如多氣刀分切),主張力系統需平衡整體與局部張力。
5. 先進技術趨勢
? 智能集成控制:AI算法預測張力與糾偏的耦合關系,實現自學習優化(如深度學習模型訓練歷史數據)。
? 無傳感器張力控制:通過電機參數估算張力,減少傳感器維護成本。
? 視覺糾偏系統:采用CCD攝像頭替代傳統光電傳感器,適應復雜圖案材料的邊緣識別。
總結
張力控制與糾偏系統的協同本質是“縱向-橫向”的動態平衡,需根據材料特性、速度、分切精度要求進行參數整定。現代分切復卷機通常通過總線通信(如EtherCAT)實現毫秒級數據交互,確保兩者在高速運行下的穩定配合。