Wie kann die Schnittgenauigkeit und die Konsistenz des Rollendurchmessers bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb gewährleistet werden?

Um die Konsistenz der Schnittpräzision und des Rollendurchmessers im Hochgeschwindigkeitsbetrieb sicherzustellen, muss das geschlossene{1}Loop-Managementsystem aus drei Dimensionen aufgebaut sein: Gerätepräzisionssteuerung, Prozessparameteroptimierung, Prozessüberwachung und Feedback-Anpassung. Das System kombiniert multidisziplinäres Wissen über mechanisches Design, elektrische Steuerung und Materialeigenschaften, um ein dynamisches Gleichgewicht zu erreichen. Spezifische technische Lösungen sind wie folgt:

I. Gerätepräzisionskontrolle: Steifigkeitsoptimierung mechanischer Systeme
1.Design des Bifurkationsschachtsystems
Ablenkungsachse: Einzelne Achsen, geschmiedet aus legiertem Stahl (z. B. . 42CrMo) mit einem Durchmesser von mindestens 80 mm (anpassbar an die Breite der Segmente) und gewährleisten eine Ablenkung von mindestens 0,02 mm/m bei Hochgeschwindigkeitsrotation.
Die Oberfläche der Welle ist ultrafein geschliffen (weniger als oder gleich 0,4 Mikrometer), um Reibung und Vibrationen mit Lagern und Klingen zu reduzieren.
Klingeninstallation und Abstandskontrolle: Ein hydraulischer oder pneumatischer Klingenhalter. Der Klingendruck (typischerweise 0,2–0,5 MPa) wird in Echtzeit durch einen Drucksensor überwacht, um einen stabilen Kontakt zwischen der Klinge und dem Material sicherzustellen.
Der Blattabstand wird online mit einem Laser-Entfernungsmesser mit einem Abstandsfehler von weniger als oder gleich 1 Mikrometer ermittelt (dynamisch ausgeglichen durch eine servomotorisch angetriebene Feinabstimmungsschraube).
2. Design des Rückspulsystems
Konstantspannungsregelung: Regelung mit geschlossenem Regelkreis mit Magnetpulverbremse + Spannungssensor mit Spannungsschwankungsbereich ± 1 % (z. B. Spannung auf 50 N zum Zeitpunkt der Fragmentierung eingestellt, tatsächliche Schwankung kleiner oder gleich 0,5 N).
Multi-{0}}Segment-Spannungssteuerung: Die umgeleitete Spannung wird automatisch entsprechend der Änderung des Trommeldurchmessers angepasst (wenn beispielsweise der Durchmesser der Trommel von Ø 100 mm auf 800 mm steigt, nimmt die Spannung linear ab).
Berechnung des realen -Zeit-Rollendurchmessers: Berechnung des realen -Zeit-Rollendurchmessers (D ist der Durchmesser der Rolle in mm) durch Messung der Wickelwellengeschwindigkeit (n) und der linearen Materialgeschwindigkeit (v) unter Verwendung der Formel D=(vx 60) / (pi xn).
Fehlerkompensation: Ein Kalman-Filter-Algorithmus wird eingeführt, um Encodersignalrauschen zu eliminieren.
Konische Spannungskontrolle: Mit zunehmendem Durchmesser der Walze wird die Spannung entsprechend dem Konizitätskoeffizienten allmählich verringert (normalerweise 0,5 % bis 2 %), um zu verhindern, dass der Kern zusammenbricht oder sich das Ende der Oberfläche ausbeult.

II. Optimierung der Prozessparameter: Abstimmung von Material und Geschwindigkeit
1. Anpassung der Materialeigenschaften
Kompensation des Elastizitätsmoduls:
Bei hochelastischen Materialien wie BOPP-Folien ist eine Vorzugsbehandlung (Dehnungsrate 1 % bis 3 %) erforderlich, um innere Spannungen zu beseitigen.
Der Klingendruck wurde entsprechend dem Elastizitätsmodul (E) des Materials unter Verwendung der Formel P=K x E * t (P für Klingendruck, K für Koeffizient, t für Materialdicke) angepasst.
Kontrolle des Oberflächenreibungskoeffizienten:
Sprühen Sie eine Keramikbeschichtung oder eine Gummimanschette auf die Walzenoberfläche, um den Reibungskoeffizienten zwischen 0,3 und 0,5 einzustellen und so ein Verrutschen des Materials zu verhindern.
2. Geschwindigkeits- und Beschleunigungsplanung
S-Kurvenbeschleunigung und -verzögerung:
Die S-Kurve mit fünf-Segmenten (gleichmäßige Beschleunigung → variable Geschwindigkeit → gleichmäßig → variable Verzögerung → gleichmäßige Verzögerung) wird verwendet, um die Bewegung des Aufzugsschachts mit einer Beschleunigungsänderungsrate von weniger als oder gleich 5 m/s3 zu planen, um den Trägheitseffekt zu reduzieren.
Ergebnisse: Der Walzendurchmesserfehler wurde um 40 % reduziert und die Sauberkeit der Stirnfläche um eine Kerbe erhöht (dh von ±1,5 mm auf ±0,9 mm). Die Schergeschwindigkeit und die Wickelgeschwindigkeit müssen v2=v 1 v1 × (D0/D) erfüllen (D 0 für den anfänglichen Rollendurchmesser und D für den tatsächlichen -Zeit-Rollendurchmesser).
Synchronisationssteuerung: Die elektronische Synchronisation zwischen der Schneidwelle und den Wickelachsen wird durch einen Servotreiber mit einem Phasenfehler von weniger als oder gleich ±0,1 Grad erreicht.

III. Prozessüberwachung und Feedback-Anpassung: Anwendung eines geschlossenen -Loop-Steuerungssystems
1. Online-Erkennungstechnologie
Laser-Wegsensor: Über der Spirale montiert, Echtzeitüberwachung von Änderungen des Rollendurchmessers (Abtastfrequenz größer oder gleich 1 kHz) und Datenübertragung an die SPS zur dynamischen Kompensation.
Genauigkeit: 0,01 mm Auflösung bei Messungen zwischen 0 und 100 mm.
Bildverarbeitungssystem: Hochauflösende Kameras (größer oder gleich 5 Megapixel) werden verwendet, um das Ende des Rollenmaterials zu fotografieren, und Bildverarbeitungsalgorithmen (z. B. Canny Edge Detection) wurden zur Berechnung des Endimpulses verwendet.
Schwellenwerteinstellung: Wenn der Endschlag > 1 mm beträgt, wird ein Alarm ausgelöst und die Spannung automatisch angepasst.
2. Adaptive Steuerungsalgorithmen
Fuzzy-PID-Steuerung: Die PID-Parameter (Kp, Ki, Kd) wurden durch Fuzzy-Regeln dynamisch angepasst, wobei der Walzendurchmesserfehler (e) und die Fehleränderungsrate (de/dt) als Eingaben verwendet wurden.
Ergebnisse: Die Konsistenz des Rollendurchmessers erhöhte sich im Vergleich zum herkömmlichen PID um 25 % (die Standardabweichung verringerte sich von 0,8 mm auf 0,6 mm).
Modellprädiktive Steuerung: Ein dynamisches Modell des Wickelsystems (einschließlich Trägheits-, Elastizitäts- und Reibungsparameter) wird erstellt, um zukünftige Änderungen des Rollendurchmessers vorherzusagen und die Spannung im Voraus anzupassen.
Anwendungsszenarien: MPC kann das Überschwingen um mehr als 50 % bei hoher Schneidgeschwindigkeit (Liniengeschwindigkeit > 200 m/min) reduzieren.