Como garantir a precisão do corte e a consistência do diâmetro do rolo durante operações em alta-velocidade?

Para garantir a consistência da precisão de corte e do diâmetro do rolo em operação de alta-velocidade, o sistema de gerenciamento-de circuito fechado precisa ser construído a partir de três dimensões: controle de precisão do equipamento, otimização de parâmetros de processo, monitoramento de processo e ajuste de feedback. O sistema combina conhecimento multidisciplinar de projeto mecânico, controle elétrico e propriedades de materiais para alcançar equilíbrio dinâmico. As soluções técnicas específicas são as seguintes:

I. Controle de Precisão de Equipamentos: Otimização de Rigidez de Sistemas Mecânicos
1.Projeto do sistema de eixo de bifurcação
Eixo de desvio: Eixos únicos forjados em liga de aço (por exemplo,. 42CrMo) Maior ou igual a 80mm de diâmetro (ajustável de acordo com a largura dos segmentos) garantem uma deflexão menor ou igual a 0,02mm/m durante rotação em alta-velocidade.
A superfície do eixo é retificada ultra-finamente (menor ou igual a 0,4 mícron) para reduzir o atrito e a vibração com rolamentos e lâminas.
Instalação da lâmina e controle de folga: Um porta-lâmina hidráulico ou pneumático. A pressão da lâmina (normalmente 0,2 ~ 0,5 MPa) é monitorada em tempo real pelo sensor de pressão para garantir um contato estável entre a lâmina e o material.
A folga foliar é detectada on-line com um telêmetro a laser com erro de folga menor ou igual a 1 mícron (compensado dinamicamente por um parafuso de ajuste fino -acionado-por servo motor).
2. Projeto do sistema de retrocesso
Controle de tensão constante: controle de circuito fechado com freio de pó magnético + sensor de tensão com faixa de flutuação de tensão ± 1% (por exemplo, tensão definida para 50N no momento da fragmentação, flutuação real menor ou igual a 0,5N).
Controle de tensão multi-segmento: a tensão desviada é ajustada automaticamente de acordo com a alteração no diâmetro do tambor (por exemplo, quando o diâmetro do tambor aumenta de φ100 mm para 800 mm, a tensão diminui linearmente).
Cálculo do diâmetro-do rolo em tempo real: Cálculo do diâmetro-do rolo em tempo real (D é o diâmetro do rolo em mm) medindo a velocidade do eixo de enrolamento (n) e a velocidade linear do material (v) usando a fórmula D=(vx 60) / (pi xn).
Compensação de erros: um algoritmo de filtro de Kalman é introduzido para eliminar o ruído do sinal do codificador.
Controle de tensão cônica: À medida que o diâmetro do rolo aumenta, a tensão é gradualmente reduzida de acordo com o coeficiente de conicidade (normalmente 0,5% ~ 2%) para evitar o colapso do núcleo ou o abaulamento da extremidade da superfície.

II. Otimização da Otimização dos Parâmetros do Processo: Combinação de Material e Velocidade
1. Adaptação de propriedades materiais
Compensação do Módulo Elástico:
Para materiais altamente elásticos, como filme de BOPP, é necessário tratamento de pré-tração (taxa de estiramento de 1% a 3%) para eliminar o estresse interno.
a pressão da lâmina foi ajustada de acordo com o módulo de elasticidade do material (E) usando a fórmula P=K x E * t (P para pressão da lâmina, K para coeficiente, t para espessura do material).
Controle do coeficiente de fricção de superfície:
Pulverize revestimento cerâmico ou luva de borracha na superfície do rolo para controlar o coeficiente de atrito entre 0,3 e 0,5 para evitar deslizamento do material.
2. Planejamento de velocidade e aceleração
Aceleração e desaceleração da curva S-:
Curva S de cinco-segmentos (aceleração de aceleração uniforme → velocidade variável → uniforme → desaceleração variável → desaceleração uniforme) é usada para planejar o movimento do eixo de elevação com taxa de mudança de aceleração menor ou igual a 5m/s3 para reduzir o impacto inercial.
Resultados: O erro de diâmetro do rolo foi reduzido em 40% e a limpeza da face-extremidade aumentou em um entalhe (ou seja, de ±1,5 mm para ±0,9 mm). A velocidade de corte e enrolamento A velocidade de corte deve satisfazer v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 para o diâmetro inicial do rolo e D para o diâmetro-do rolo em tempo real).
Controle de sincronização: A sincronização eletrônica da engrenagem entre o eixo de corte e os eixos de enrolamento é obtida por um servo driver com um erro de fase menor ou igual a ± 0,1 grau.

III. Monitoramento de processos e ajuste de feedback: aplicação de sistema de controle-em malha fechada
1. Tecnologia de detecção on-line
Sensor de deslocamento a laser: montado acima do scroll, monitoramento-em tempo real das alterações no diâmetro do rolo (frequência de amostragem maior ou igual a 1kHz) e transmissão de dados ao PLC para compensação dinâmica.
Precisão: resolução de 0,01 mm ao medir entre 0 e 100 mm.
Sistema de visão mecânica: câmeras de alta resolução (maior ou igual a 5 megapixels) são usadas para fotografar o final do material do rolo e algoritmos de processamento de imagem (como detecção de borda Canny) foram usados ​​para calcular o pulso final.
Configuração de limite: Quando o desvio final> 1 mm, aciona um alarme e ajusta automaticamente a tensão.
2. Algoritmos de Controle Adaptativo
Controle Fuzzy PID: os parâmetros PID (Kp, Ki, Kd) foram ajustados dinamicamente por regras fuzzy usando erro de diâmetro de rolo (e) e taxa de mudança de erro (de/dt) como entradas.
Resultados: A consistência do diâmetro do rolo aumentou 25% (o desvio padrão diminuiu de 0,8 mm para 0,6 mm) em comparação com o PID tradicional.
Controle Preditivo de Modelo: Um modelo dinâmico do sistema de enrolamento (incluindo parâmetros de inércia, elasticidade e atrito) é estabelecido para prever mudanças futuras no diâmetro do rolo e ajustar a tensão antecipadamente.
Cenários de aplicação: o MPC pode reduzir o overshoot em mais de 50% da velocidade de corte em alta-velocidade (velocidade da linha > 200 m/min).