浮動(dòng)輥張力控制

浮動(dòng)輻在印刷機(jī)收放卷張力控制中的應(yīng)用L氣或三聯(lián)件L精密弱壓閥L氣或三聯(lián)件L精密弱壓閥3.低摩擦氣缸4節(jié)-溫閥5.消聲器圖3免拿原理圖L牽引輸L導(dǎo)向轅土汗■輟土氣舒土變位器6-膜悲L齒輪圖1單浮說輾張力控制系統(tǒng)在卷材的生產(chǎn)加上中比如成卷薄膜或紙張等的印刷、涂布，有放卷、收卷等有關(guān)卷取操作的工序，卷材張力在動(dòng)態(tài)地變化。而在張力控制系統(tǒng)中，會(huì)包含以下氣動(dòng)產(chǎn)品：氣動(dòng)三聯(lián)件、精密調(diào)壓閥、低摩擦氣缸等，其中最重要是部件精密調(diào)壓閥、低摩擦氣缸。就是在卷取過程中，為保證生產(chǎn)效率和卷材的表面質(zhì)量保持恒定的張力是十分必要的。本文介紹一種在工作中經(jīng)常采用的張力自動(dòng)控制方法一一孚動(dòng)輥式張力自動(dòng)控制系統(tǒng)。刖言在卷取操作工序中卷筒的直徑是變化的直徑韻變化會(huì)引起卷材張力的變化：張力過小卷材會(huì)松弛起皺在橫向二也會(huì)走偏。張力過大。會(huì)導(dǎo)致卷材拉伸過度，在縱向上會(huì)出觀張刀線，在膜卷的表面上會(huì)出現(xiàn)隆起的筋條：甚至?xí)咕順?gòu)變形斷裂。影響張力控制的主要因素有機(jī)械損耗、薄膜拉伸彈性率、加減速時(shí)膜卷慣性引起的張力變化、卷取電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置的特性等。在卷取的過程中，為保證生產(chǎn)效率和卷材的表面質(zhì)量，保持恒定的張力是十分必要的.張力自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類在實(shí)際生產(chǎn)中，如果以中心收卷方式來卷取薄膜，膜卷的角速度是動(dòng)態(tài)變化的，同時(shí)前面輸送來的薄膜的速度也是隨著生產(chǎn)速度而改變，這些都造成膜卷的張力是動(dòng)態(tài)變化的。為了使薄膜的張力保持恒定，就必須使到卷筒的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)膜卷張力的大小自動(dòng)調(diào)整。按控制原理基本上可以分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。1.開環(huán)控制所謂開環(huán)控制就是在控制系統(tǒng)中，沒有張力檢測裝置和反饋環(huán)節(jié)，或者只有檢測裝置而沒有反饋環(huán)節(jié)的控制形式，該方式通常采用力矩控制模式，直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，控制過程中需要對機(jī)械損耗、靜態(tài)慣量、動(dòng)態(tài)慣量、加減速等做補(bǔ)償，控制精度和穩(wěn)定性較差。2.閉環(huán)控制閉環(huán)控制就是具有檢測裝置和反饋環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制的隨機(jī)性很強(qiáng)，具有較高的控制精度，閉環(huán)控制的反饋方式很多，常用的有橋式壓力傳感器和浮動(dòng)輥式張力傳感器兩種。這里介紹的就是采用浮動(dòng)輥間接進(jìn)行張力檢測的控制方案，該方式通常采用伺服控制模式，直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。浮動(dòng)輥張力檢測控制原理1.單浮動(dòng)輥張力控制系統(tǒng)單浮動(dòng)輥張力控制系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)主要由浮動(dòng)輥3、低摩擦氣缸4、電位器5等組成。當(dāng)氣缸上腔接入壓縮空氣時(shí)，作用于薄膜上的張力為輥重力垂直分力與氣缸垂自作用力之和。由于浮動(dòng)輥擺角較小.擺動(dòng)過程中垂直分力基本不變，因此，直接改變氣缸的壓力就能調(diào)整薄膜的張力，張力大小與膜卷直徑無關(guān)。在卷繞過程中，當(dāng)張力發(fā)生變化時(shí)，浮動(dòng)輥相應(yīng)擺動(dòng)，電位器間接檢測出張力變化，籍ID調(diào)整后控制卷取速度，保持薄膜張力恒定。在應(yīng)用于中心卷取過程中，除了上述實(shí)時(shí)張力控制外，還存在隨著膜卷直徑增大、膜卷線速度不變的情況下，角速度逐漸減小的過程。開始時(shí)卷材作用在浮動(dòng)輥上的拉力與輥?zhàn)陨淼闹亓?、氣缸的推力相平衡，浮?dòng)輥處于中間的平衡位置。隨著膜卷直徑的增大。浮動(dòng)輥3向上擺動(dòng)，帶動(dòng)電位器5旋轉(zhuǎn)，使反饋信號(hào)偏離了原平衡點(diǎn)電壓值。該信號(hào)與給定電壓信號(hào)相比較，得出偏差值，經(jīng)積分運(yùn)算后，調(diào)整電機(jī)速度，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，卷材的張力恢復(fù)到給定值，浮動(dòng)輥又回到原來的平衡位置。在整個(gè)卷繞過程中隨著膜卷直徑的增大，電機(jī)轉(zhuǎn)速不斷進(jìn)行調(diào)整，使薄膜張刀保存恒定。通常情況下膜卷直徑變化范圍一般為5-8倍，采用伺服驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，調(diào)速范圍可以達(dá)到10倍左右。2.雙浮動(dòng)輥控制方式在高速運(yùn)行或低張力收卷過程中，對張力的要求更為突出，單浮輥控制雖然可以吸收一些張力波動(dòng)，但浮動(dòng)輥運(yùn)動(dòng)過程中本身重量引起的慣量變化也會(huì)使薄膜張力發(fā)生變化。如圖2所示，采用雙浮動(dòng)輥方式相對于單浮動(dòng)輥來說，輥擺動(dòng)幅度為單根的一半，同時(shí)由于每根浮動(dòng)輥重量可以做得較輕。慣量引起的張力變化也小。如每根浮動(dòng)輥重量為原來1/2,可使得張力變化量為原來的1/4,使薄膜收卷過程中張刀更為穩(wěn)定。浮動(dòng)輥安裝的注意事項(xiàng)浮動(dòng)輥在張力的自動(dòng)控制過程中起到檢測張力變化的作用，同時(shí)浮動(dòng)輥可以吸收或緩沖張力跳變對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。浮動(dòng)輥正確的安裝、使用對整個(gè)控制系統(tǒng)的反應(yīng)靈敏度有很大的關(guān)系.下面是浮動(dòng)輥系統(tǒng)安裝酬一些需要注意的環(huán)節(jié).張力輥在工作狀態(tài)下只承受單向的壓力，氣缸可以單邊接壓縮氣體，出氣孔可以直通大氣，這樣只需要控制進(jìn)氣口的壓力。氣缸的出氣孔安裝一個(gè)節(jié)流閥，可以通過它來控制排氣的速度，使氣缸有一個(gè)背壓，可以防止氣缸前沖速度過快而產(chǎn)生沖擊。使用時(shí)節(jié)流閥應(yīng)調(diào)整到合適位置，兼顧張力檢測的靈敏度.浮動(dòng)輥的氣動(dòng)原理如圖3所示。氣缸采用低摩擦氣缸(FUJIKURA氣缸)，可以減小活塞跟缸體的摩擦力，提高氣缸的反應(yīng)靈敏度。當(dāng)作用在浮動(dòng)輥上的拉力有較小的波動(dòng)時(shí)，也能夠產(chǎn)生波動(dòng)而引起電位器做出反應(yīng)。調(diào)壓閥必須采用精密調(diào)壓閥。精密調(diào)壓閥酌穩(wěn)壓精度高，可以減小進(jìn)氣口氣體壓力的波動(dòng)而引起擺輥的跳動(dòng)導(dǎo)致張力的變化。同時(shí)，當(dāng)膜卷的張力增大時(shí)逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)矩大于順時(shí)針方向的轉(zhuǎn)矩時(shí)，氣缸向上運(yùn)動(dòng)。則氣缸進(jìn)氣口到調(diào)壓閥之間的氣體受到壓縮，壓力增大，精密調(diào)壓閥通過排氣口迅速將氣體排出，使氣缸內(nèi)的氣體壓力保持不變。在需要錐度控制場合，經(jīng)常將精密調(diào)壓閥改為E/P轉(zhuǎn)換閥，通過控制氣缸不同壓力來改變卷繞過程中的張刀變化。膜卷在浮動(dòng)輥上要有足夠大的包角.如圖4所示，薄膜在輥上的包角為幔^獻(xiàn)謎帕U詮跎獻(xiàn)糜行山狹?=FCOS?1，+FCOS?2：且？1，十?2二?-帷H綣越小，?1與?2之和越大，則F嵋不嵩叫。蛛甌臉薪洗蜻惱帕P淆拍克鷺《醯陌詼醯土爍《醵哉帕py希從①牧槊舳齲?浮動(dòng)輥的擺動(dòng)范圍內(nèi)安裝機(jī)械限位緩沖裝置?？梢栽跉飧椎男谐痰慕K點(diǎn)起到緩沖的作用，避免活塞在行程的終點(diǎn)撞擊缸體從而可以延長氣缸的使用壽命。(s)電位器采用360度旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電電位器.其有效擺角為33