كيف يمكن التأكد من دقة التقطيع واتساق قطر اللفة أثناء التشغيل-بسرعة عالية؟

من أجل ضمان اتساق دقة القطع وقطر اللفة في التشغيل-عالي السرعة، يجب إنشاء نظام إدارة الحلقة-المغلقة من ثلاثة أبعاد: التحكم في دقة المعدات، وتحسين معلمات العملية، ومراقبة العملية، وتعديل الملاحظات. يجمع النظام بين المعرفة متعددة التخصصات بالتصميم الميكانيكي والتحكم الكهربائي وخصائص المواد لتحقيق التوازن الديناميكي. الحلول التقنية المحددة هي كما يلي:

I. التحكم الدقيق في المعدات: تحسين صلابة الأنظمة الميكانيكية
1. تصميم نظام عمود التشعب
محور التحويل: محاور فردية مصنوعة من سبائك الصلب (على سبيل المثال. 42CrMo) أكبر من أو تساوي 80 مم في القطر (قابلة للتعديل وفقًا لعرض المقاطع) تضمن انحرافًا أقل من أو يساوي 0.02 مم/م أثناء الدوران عالي السرعة-.
سطح العمود مطحون بدقة شديدة (أقل من أو يساوي 0.4 ميكرون) لتقليل الاحتكاك والاهتزاز مع المحامل والشفرات.
تركيب الشفرة والتحكم في الخلوص: حامل شفرة هيدروليكي أو هوائي. تتم مراقبة ضغط الشفرة (عادةً 0.2 ~ 0.5MPa) في الوقت الفعلي بواسطة مستشعر الضغط لضمان اتصال مستقر بين الشفرة والمادة.
يتم الكشف عن خلوص الأوراق عبر الإنترنت باستخدام أداة تحديد المدى بالليزر مع وجود خطأ في الخلوص أقل من أو يساوي 1 ميكرون (يتم تعويضه ديناميكيًا بواسطة محرك مؤازر -مسمار ضبط دقيق- مدفوع).
2. تصميم نظام الترجيع
التحكم المستمر في التوتر: التحكم في الحلقة المغلقة باستخدام فرامل المسحوق المغناطيسي + مستشعر التوتر مع نطاق تذبذب التوتر ± 1% (على سبيل المثال، ضبط التوتر على 50 نيوتن في وقت التجزئة، والتقلب الفعلي أقل من أو يساوي 0.5 نيوتن).
التحكم في شد الأجزاء المتعددة: يتم ضبط التوتر المحول تلقائيًا وفقًا للتغير في قطر الأسطوانة (على سبيل المثال، عندما يزيد قطر الأسطوانة من φ100 مم إلى 800 مم، ينخفض ​​الشد خطيًا).
-حساب قطر اللفة الحقيقية: حساب قطر اللفة الحقيقية- (D هو قطر اللفة بالملم) عن طريق قياس سرعة عمود اللف (n) والسرعة الخطية للمادة (v) باستخدام الصيغة D=(vx 60) / (pi xn).
تعويض الأخطاء: تم تقديم خوارزمية مرشح كالمان للتخلص من ضوضاء إشارة التشفير.
التحكم في الشد المستدق: مع زيادة قطر الأسطوانة، يتم تقليل التوتر تدريجيًا وفقًا لمعامل الاستدقاق (عادةً ما يكون 0.5%~2%) لمنع القلب من الانهيار أو انتفاخ نهاية السطح.

ثانيا. تحسين تحسين معلمات العملية: مطابقة المواد والسرعة
1. تكييف خاصية المواد
تعويض معامل المرونة:
بالنسبة للمواد عالية المرونة، مثل فيلم BOPP، يلزم معالجة الشد المسبق (معدل التمدد 1%~3%) للتخلص من الإجهاد الداخلي.
تم ضبط ضغط الشفرة وفقًا للمعامل المرن للمادة (E) للمادة باستخدام الصيغة P=K x E * t (P لضغط الشفرة، K للمعامل، t لسمك المادة).
التحكم في معامل الاحتكاك السطحي:
رش طلاء السيراميك أو الغلاف المطاطي على سطح اللفة للتحكم في معامل الاحتكاك بين 0.3 و 0.5 لمنع انزلاق المواد.
2. تخطيط السرعة والتسريع
S-تسارع المنحنى وتباطؤه:
يتم استخدام منحنى -القطاعات S الخمسة (تسارع التسارع المنتظم ← السرعة المتغيرة ← المنتظم ← التباطؤ المتغير ← التباطؤ المنتظم) لتخطيط حركة عمود الرفع مع معدل تغيير التسارع أقل من أو يساوي 5 م/ث3 لتقليل تأثير القصور الذاتي.
النتائج: تم تقليل خطأ قطر الأسطوانة بنسبة 40% وزيادة دقة الوجه النهائي بمقدار درجة واحدة (أي من ±1.5 مم إلى ±0.9 مم). سرعة القص واللف يجب أن تحقق سرعة القطع v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 لقطر اللفة الأولي وD لقطر اللفة في الوقت الحقيقي).
التحكم في التزامن: يتم تحقيق تزامن التروس الإلكتروني بين عمود الحز ومحاور اللف بواسطة محرك مؤازر مع خطأ في الطور أقل من أو يساوي ±0.1 درجة.

ثالثا. مراقبة العملية وتعديل الملاحظات: تطبيق نظام التحكم في الحلقة المغلقة-.
1. تقنية الكشف عبر الإنترنت
مستشعر إزاحة الليزر: يتم تركيبه فوق التمرير، -مراقبة في الوقت الفعلي لتغيرات قطر اللفة (تردد أخذ العينات أكبر من أو يساوي 1 كيلو هرتز) ونقل البيانات إلى PLC للحصول على تعويض ديناميكي.
الدقة: دقة 0.01 مم عند القياس بين 0 و100 مم.
نظام الرؤية الآلية: يتم استخدام كاميرات عالية الدقة (أكبر من أو تساوي 5 ميجابكسل) لتصوير نهاية مادة اللفة وتم استخدام خوارزميات معالجة الصور (مثل كشف حافة Canny) لحساب نبض النهاية.
إعداد العتبة: عندما يكون الجريان النهائي أكبر من 1 مم، فإنه يطلق إنذارًا ويضبط التوتر تلقائيًا.
2. خوارزميات التحكم التكيفية
التحكم في PID الضبابي: تم ضبط معلمات PID (Kp، Ki، Kd) ديناميكيًا بواسطة قواعد غامضة باستخدام خطأ قطر اللفة (e) ومعدل تغيير الخطأ (de/dt) كمدخلات.
النتائج: زاد اتساق قطر اللفة بنسبة 25% (انخفض الانحراف المعياري من 0.8 مم إلى 0.6 مم) مقارنة بـ PID التقليدي.
التحكم التنبؤي للنموذج: تم إنشاء نموذج ديناميكي لنظام اللف (بما في ذلك معلمات القصور الذاتي والمرونة والاحتكاك) للتنبؤ بالتغيرات المستقبلية في قطر اللفة وضبط التوتر مسبقًا.
سيناريوهات التطبيق: يمكن لـ MPC تقليل التجاوز بأكثر من 50% من سرعة القطع العالية- (سرعة الخط > 200 م/دقيقة).