Как да се осигури точност на рязане и постоянство на диаметъра на ролката по време на-високоскоростна работа?

За да се осигури последователност на прецизността на рязане и диаметъра на ролката при високо-скоростна работа, системата за управление на затворен-контур трябва да бъде изградена от три измерения: контрол на прецизността на оборудването, оптимизация на параметрите на процеса, мониторинг на процеса и настройка на обратната връзка. Системата съчетава мултидисциплинарни знания за механичен дизайн, електрически контрол и свойства на материала за постигане на динамичен баланс. Конкретните технически решения са както следва:

I. Прецизен контрол на оборудването: Оптимизиране на твърдостта на механичните системи
1.Проектиране на бифуркационна шахтова система
Отклоняваща ос: Единични оси, изковани от легирана стомана (напр. . 42CrMo) По-голям или равен на 80 mm в диаметър (регулируем според ширината на сегментите) осигуряват отклонение, по-малко или равно на 0,02 mm/m по време на високо-скоростно въртене.
Повърхността на вала е ултра{0}}фино шлифована (По-малко или равно на 0,4 микрона), за да се намали триенето и вибрациите с лагери и остриета.
Инсталиране на ножа и контрол на хлабината: Хидравличен или пневматичен държач на ножа. Налягането на острието (обикновено 0,2~0,5MPa) се наблюдава в реално време от сензор за налягане, за да се осигури стабилен контакт между острието и материала.
Просветът на листата се открива онлайн с лазерен далекомер с грешка на просвета По-малка или равна на 1 микрон (динамично компенсирано от серво мотор-задвижван фино-настройващ винт).
2. Дизайн на системата за пренавиване
Постоянно управление на напрежението: управление на затворен контур с магнитна прахова спирачка + сензор за напрежение с диапазон на колебание на напрежението ± 1% (напр. напрежение, зададено на 50N по време на раздробяване, действително колебание По-малко или равно на 0,5N).
Много{0}}сегментен контрол на напрежението: Отклоненото напрежение се регулира автоматично според промяната в диаметъра на барабана (например, когато диаметърът на барабана се увеличи от φ100 mm на 800 mm, напрежението намалява линейно).
Изчисляване на-диаметъра на ролката в реално време: Изчисляване на-диаметъра на ролката в реално време (D е диаметърът на ролката в mm) чрез измерване на скоростта на навиващия вал (n) и линейната скорост на материала (v) с помощта на формулата D=(vx 60) / (pi xn).
Компенсация на грешки: въведен е алгоритъм за филтър на Калман за елиминиране на шума от сигнала на енкодера.
Конусен контрол на напрежението: С увеличаването на диаметъра на ролката, напрежението постепенно се намалява в съответствие с коефициента на конус (обикновено обикновено 0,5% ~ 2%), за да се предотврати срутването на сърцевината или издуването на края на повърхността.

II. Оптимизиране на параметрите на процеса Оптимизиране: Съвпадение на материала и скоростта
1. Адаптиране на свойствата на материала
Компенсация на еластичния модул:
За силно еластични материали, като BOPP филм, е необходима обработка за предварително опън (степен на разтягане 1%~3%), за да се елиминира вътрешното напрежение.
налягането на острието беше регулирано според еластичния модул на материала (E) на материала, използвайки формулата P=K x E * t (P за натиск на острието, K за коефициент, t за дебелина на материала).
Контрол на коефициента на повърхностно триене:
Напръскайте керамично покритие или гумен маншон върху повърхността на ролката, за да контролирате коефициента на триене между 0,3 и 0,5, за да предотвратите приплъзване на материала.
2. Планиране на скоростта и ускорението
S-Ускорение и забавяне на кривата:
Пет-сегментна S крива (равномерно ускорение, ускорение → променлива скорост → равномерно → променливо забавяне → равномерно забавяне) се използва за планиране на движението на асансьорния вал със скорост на промяна на ускорението, по-малка или равна на 5 m/s3, за намаляване на инерционния удар.
Резултати: Грешката в диаметъра на ролката беше намалена с 40% и изчистеността на челната-челна част се увеличи с една степен (т.е. от ±1,5 mm на ±0,9 mm). Скоростта на срязване и навиване Скоростта на нарязване трябва да удовлетворява v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 за първоначален диаметър на ролката и D за диаметър на ролката в реално-време).
Контрол на синхронизирането: Електронното синхронизиране на предавките между осите на режещия вал и навиването се постига от серво драйвер с фазова грешка, по-малка или равна на ±0,1 градуса.

III. Мониторинг на процеса и настройка на обратната връзка: прилагане на система за управление със затворен-контур
1. Технология за онлайн откриване
Лазерен сензор за изместване: Монтиран над ролката, наблюдение-в реално време на промените в диаметъра на ролката (честота на вземане на проби, по-голяма или равна на 1kHz) и предаване на данни към PLC за динамична компенсация.
Точност: 0,01 mm резолюция при измерване между 0 и 100 mm.
Система за машинно зрение: камери с висока разделителна способност (по-големи или равни на 5 мегапиксела) се използват за снимане на края на материала на ролката и алгоритми за обработка на изображения (като откриване на ръба на Canny) се използват за изчисляване на крайния импулс.
Настройка на прага: Когато крайното изтичане е > 1 мм, задейства аларма и автоматично регулира опъна.
2. Адаптивни алгоритми за управление
Размито PID управление: параметрите на PID (Kp, Ki, Kd) бяха динамично коригирани чрез размити правила, използващи грешка в диаметъра на ролката (e) и скорост на промяна на грешката (de/dt) като входни данни.
Резултати: Консистенцията на диаметъра на ролката се увеличи с 25% (стандартното отклонение намаля от 0,8 mm на 0,6 mm) в сравнение с традиционния PID.
Предсказуем контрол на модела: Създава се динамичен модел на системата за навиване (включително инерция, еластичност и параметри на триене), за да се предскажат бъдещи промени в диаметъра на ролката и да се коригира напрежението предварително.
Сценарии за приложение: MPC може да намали превишаването с повече от 50% високо{1}}скорост на рязане (скорост на линията > 200m/min).