雙伺服張力收卷系統(tǒng)——“標簽寬幅紙張力分切機”

1.背景

標簽紙分切機是一種將寬幅紙張或薄膜分切成多條窄幅材料的機械設(shè)備，常用于造紙機械及印刷包裝機械。以前分切機的磁粉離合器收卷速度不能高，因為在運行時易造成磁粉的高速摩擦，產(chǎn)生高溫，縮短其壽命，嚴重時會卡死，使機器運行受阻，給生產(chǎn)帶來很嚴重的后果。嚴重的影響了生產(chǎn)效率，同時由于收卷過程卷徑變化，紙張表面張力也有變化，無法實現(xiàn)恒張力控制。

分切機主要的特點是磁粉離合器作為一個阻力裝置，通過系統(tǒng)控制，來輸出一個直流電壓，控制磁粉離合器產(chǎn)生的阻力。主要的優(yōu)勢是其為被動裝置，可以控制較小的張力。

分切機的傳統(tǒng)控制方案是利用一分切機臺大電機來驅(qū)動收放卷的軸，在收放卷軸上加有磁粉離合器，通過調(diào)節(jié)磁粉離合器的電流來控制其所產(chǎn)生的阻力，以控制材料表面的張力。磁粉離合器及制動器是一種特殊的自動化執(zhí)行元件，它是通過填充于工作間隙的磁粉傳遞扭矩，改變了磁電流就可以改變磁粉的磁性狀態(tài)，進而調(diào)節(jié)傳遞的扭矩?？捎糜趶牧汩_始到同步速度的無級調(diào)速，適用于高速段微調(diào)及中小功率的調(diào)速系統(tǒng)。還用于用調(diào)節(jié)電流的方法調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩以保證卷繞過程中張力保持恒定的開卷或復(fù)卷張力控制系統(tǒng)。

現(xiàn)在為了降低磁粉維護成本，實現(xiàn)自動張力控制，改用伺服系統(tǒng)：

（1）采用2個3.5KW庸博張力伺服收卷，1個磁粉自動張力控制器放卷，跟隨主軸，張力可自動調(diào)節(jié),最高速度150M/min（要求材料拉伸不變形），收卷最大卷徑500mm。

（2）面板要求有電源指示燈、主機啟動（帶燈）、主機停止、上下張力開/關(guān)、主機點動、主機調(diào)速、急停等8個按鍵功能。

（3）觸摸屏要求設(shè)置米數(shù)、顯示速度、總米數(shù)、當前米數(shù)、調(diào)節(jié)張力、控制張力輥開合等功能，報警提示停機。

（4）要求分切面整齊（與切刀精度也有關(guān)），伺服收卷不抖動。

2.系統(tǒng)方案簡介

（1）放卷使用庸博伺服開環(huán)放卷模式，自動計算卷徑。

（2）收卷目前暫定開環(huán)收卷，自動計算卷徑，但是如果客戶可以將壓力傳感器移到收卷一側(cè)，即可更改閉環(huán)控制，效果更佳（提前預(yù)留出閉環(huán)控制的焊點，隨時可以改變模式）。

（3）32點PLC連接觸摸屏并與伺服通訊，完成簡單的IO控制，增加模擬量模塊，控制變頻器到數(shù)減速停機，做到停機平穩(wěn)。

3.觸摸屏使用介紹

3.1 參數(shù)設(shè)置界面：

在開機之前，需先進入?yún)?shù)設(shè)置界面填寫相關(guān)參數(shù)：

（1）收卷1設(shè)置上收卷相關(guān)機械參數(shù)。

（2）收卷2設(shè)置下收卷相關(guān)機械參數(shù)。

（3）基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置主軸變頻器相關(guān)參數(shù)。

（4）【預(yù)停機米數(shù)】設(shè)置后，當收料最后剩下該米數(shù)時，以【預(yù)停機頻率】慢速運行，控制準確停機。

（5）【收卷關(guān)閉延時】，用于最后主軸速度降為0時，延時關(guān)閉收卷張力，防止變頻器停機時因慣性產(chǎn)生的停機堆料現(xiàn)象。

1.2 操作界面：

在控制界面點擊右下角的按鈕進入?yún)?shù)設(shè)置界面。參數(shù)設(shè)置界面為加密界面，密碼為：222。參數(shù)設(shè)置界面分為4個部分：

（1）【米數(shù)設(shè)置】：用于設(shè)置收取材料的總長，當當前米數(shù)到達設(shè)置米數(shù)時，設(shè)備停機。米數(shù)啟用開關(guān)可以控制自動停機是否生效，當前米數(shù)可清零。

（2）當前速度顯示主軸運行的實時速度。

（3）收卷1、收卷2【張力設(shè)置】，用于設(shè)置開機時，主軸未啟動的張力大小，這個值相對較小，防止未啟動時張力輥拉動材料?！臼站硌a償】參數(shù)，用于設(shè)置主軸啟動時，疊加到【張力設(shè)置】值上，瞬間將材料繃緊，保證生產(chǎn)?！境跏季韽健繀?shù)按照開機時的實際滾筒大小設(shè)置。

（4）【主機速度設(shè)置】用于設(shè)置主軸的當前速度，＋、－按鈕可以控制加速減速，按一下加一下， 按住2秒后速度可以持續(xù)增加。

1.3 操作流程：

（1）先將主軸、收卷1、收卷2的電磁閥打開，打開風(fēng)機。

（2）確認伺服無報警，如果左下角有伺服報警，按下復(fù)位按鈕，直到顯示設(shè)備正常為止。

（3）開自動之前按下卷徑復(fù)位，回到初始張力，然后按下手自動開關(guān)將設(shè)備轉(zhuǎn)態(tài)轉(zhuǎn)換為自動，在切換手自動時，可以選擇是否卷徑復(fù)位，有時在工作一半時，暫時停機，就無需卷徑復(fù)位。

（4）自動狀態(tài)下，打開【上下收卷】的轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時按下面板上的【啟動】按鍵即可進行生產(chǎn)。綠色啟動按鍵按一下就可以加速，按住連續(xù)加速，按住紅色減速按鈕，即可減速，關(guān)閉上下收卷的任意一個開關(guān)，設(shè)備減速停機，回到手動狀態(tài)。

（5）手動轉(zhuǎn)態(tài)下按下【主機點動】按鈕，可以進行主機點動操作進行穿料。

（6）按下急停按鈕，主機停止，無法進行任何操作。

3.4 監(jiān)控界面：

（1）監(jiān)控上下收卷的當前卷徑和扭矩，可以看出在生產(chǎn)過程中，張力是否自動進行疊加變化。

（2）油泵上下點動按鈕，可以輔助上下料。同時可以監(jiān)控放卷后方的電磁閥和油泵是否打開，保證正常生產(chǎn)。