張力控制培訓.ppt

張力控制基礎知識 張力基礎知識 一 1 什么叫張力對線材 帶材的表面拉伸力就是張力 2 應用環(huán)境其常應用在長材料的加工過程中 比如 紙 膠片 線 電纜 各種薄膜和繩等 張力基礎知識 二 張力基礎知識 三 為什么要進行張力控制 一 1 穩(wěn)定的傳送材料防止橫向滑動防止材料和輥子之間的滑動防止波動防止纏繞如果材料張力比較小 則材料和輥子之間摩擦力減小 就會產(chǎn)生打滑 如果張力繼續(xù)減小 材料就會發(fā)生粘附和松弛 甚至材料會纏繞在輥子上 導致材料斷裂甚至機器損壞 為什么要進行張力控制 二 2 防止變形發(fā)生皺紋 收縮 為什么要進行張力控制 三 3 確保尺寸精度尺寸 粗度 寬度 厚度 孔距 折痕等主要是考慮張力不同會影響到材料的整個拉伸度不同 從而影響到最終產(chǎn)品的尺寸精度 4 配色 主要是多色印刷中的問題 為什么要進行張力控制 四 5 材料卷起發(fā)生褶皺 橫向偏移 產(chǎn)生間隙 確保牢固性 確保卷徑主要用在江一定長度的材料卷成預定卷徑的卷筒 張力和轉(zhuǎn)矩的關系 一 張力和轉(zhuǎn)矩的關系 二 張力控制系統(tǒng)基本結(jié)構 張力控制最基本的結(jié)構如下圖 包括收卷 放卷和進給驅(qū)動三個部分 整個系統(tǒng)的收放卷速度由進給驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速來決定 下圖中的系統(tǒng)為傳統(tǒng)形態(tài)的張力控制系統(tǒng)結(jié)構 采用了磁粉制動器和磁粉離合器的形式 張力控制的類型 在實際的工程應用中 最常用的張力控制模式主要有以下兩種 1 磁粉制動器 離合器 張力控制器模式2 張力控制專用變頻器模式 磁粉制動器 離合器 原理 磁粉制動器 離合器 是采用磁性鐵粉作為扭矩傳遞媒體 其扭矩特性與滑差無關 其實際傳遞扭矩與勵磁電流成正比 優(yōu)缺點 張力控制比較穩(wěn)定 控制方式簡單 在旋轉(zhuǎn)過程中 磁粉和旋轉(zhuǎn)軸一直處于摩擦狀態(tài) 由于散熱的原因 無法實現(xiàn)高速的卷繞 隨著制動器溫度的升高 會出現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩下降的現(xiàn)象 張力控制專用變頻器 張力控制器和卷筒驅(qū)動裝置結(jié)合為一體 節(jié)省安裝體積和成本 基本上大的變頻器廠家全部都有自己的張力控制專用變頻器 其中 我司張力控制專用變頻器與愛默生TD3300 匯川MD330的控制方式基本類似 張力控制方式 一 1 手動張力控制方式 張力控制方式 二 手動張力控制就是在收卷和放卷過程中 通過人工分階段調(diào)整張力的幅值 以滿足不同階段的張力控制 由于采用人工調(diào)節(jié) 而且分不同的步長 其無法保證整個過程中張力的恒定 由于張力采用人工調(diào)節(jié) 一般為電位器模式 其張力的調(diào)節(jié)精度比較差 一般應用在張力控制精度要求不是很高 自動化程度要求不高的場合 張力控制方式 三 2 卷徑檢測式張力控制方式 張力控制方式 四 所謂卷徑檢測方式就是在變頻器收卷和放卷過程中 自動檢測卷徑的變化 并實時調(diào)整收卷和放卷的力矩的方法 其又稱為半自動式張力控制或者是張力開環(huán)控制 問題 由于受到執(zhí)行機扭矩變化 線性和機械損耗等影響 張力絕對控制精度不高 應用場合 多用在用戶無法安裝張力反饋裝置的場合 張力控制方式 五 3 全自動張力控制方式 張力控制方式 六 全自動張力控制方式實際上就是張力閉環(huán)控制 其對應張力控制系統(tǒng)內(nèi)部有張力傳感器 其實際控制模式為張力的PID控制器 優(yōu)缺點 對于該種控制方式 當PID參數(shù)調(diào)節(jié)不當時 其跟蹤效果會比較差 特別是系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)一個比較大的擾動時 會出現(xiàn)一個很長的調(diào)節(jié)過程 影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定 由于其進行了張力的閉環(huán)控制 其可以實現(xiàn)高精度的張力控制 卷徑計算方法 一 張力控制的核心實際上就是轉(zhuǎn)矩控制 而轉(zhuǎn)矩與張力的換算系數(shù)就是卷徑 卷徑的計算是張力控制的一個關鍵內(nèi)容 卷徑計算方法主要有以下幾種 1 線速度法2 厚度積分法3 編碼器法 卷徑計算方法 二 線速度法D i N V f 60其中 i機械傳動比N電機極對數(shù)V線速度f當前匹配頻率注 線速度需要通過外部的采集裝置來輸入 其對應的輸入通道為 模擬量和高速脈沖 卷徑計算方法 三 厚度積分法對于實際卷材具體可以分為帶材和線材 我們的變頻器中對于帶材和線材專門做了不同的處理 實際上帶材就是每層一圈的線材 計算公式 收卷 D D0 2 n d 放卷 D D0 2 n d 其中 D0初始卷曲直徑n收 放卷圈數(shù)d帶材平均厚度關鍵點 收放卷圈數(shù)的確定 具體方式可以通過編碼器脈沖信號 接近開關信號兩種方式來進行 卷徑計算方法 四 編碼器法D V T其中 V為實際卷材線速度 通過編碼器測得 由于編碼器安裝在進給輥上 其對應的卷徑固定 因而其線速度固定 T為實際收 放 卷筒的旋轉(zhuǎn)周期 其可以通過加裝在卷筒上的接近開關來測得 關鍵點 編碼器安裝在進給輥上 該現(xiàn)象適用于無法在卷筒上安裝編碼器的場合 注 其