Kako osigurati tačnost rezanja i konzistentnost promjera valjka tokom rada velike-brzine?

Kako bi se osigurala konzistentnost preciznosti rezanja i promjera valjaka pri velikoj-brzini, sistem upravljanja zatvorenom petljom-treba da se konstruiše iz tri dimenzije: kontrola preciznosti opreme, optimizacija parametara procesa, praćenje procesa i podešavanje povratnih informacija. Sistem kombinuje multidisciplinarno znanje o mehaničkom dizajnu, električnoj kontroli i svojstvima materijala za postizanje dinamičke ravnoteže. Konkretna tehnička rješenja su sljedeća:

I. Precizna kontrola opreme: Optimizacija rigidnosti mehaničkih sistema
1.Projekt sistema bifurkacijske osovine
Osa skretanja: Pojedinačne ose kovane od legiranog čelika (npr.. 42CrMo) Prečnika većeg ili jednakog 80 mm (podesivo prema širini segmenata) osiguravaju otklon manji ili jednak 0,02 mm/m tokom velike-brzine rotacije.
Površina osovine je ultra-fino brušena (manje ili jednaka 0,4 mikrona) kako bi se smanjilo trenje i vibracije s ležajevima i noževima.
Instalacija noža i kontrola zazora: hidraulički ili pneumatski držač noža. Pritisak noža (obično 0,2~0,5MPa) se prati u realnom vremenu pomoću senzora pritiska kako bi se osigurao stabilan kontakt između oštrice i materijala.
Zazor od listova se detektuje online pomoću laserskog daljinomjera sa greškom u razmaku manjoj ili jednakoj 1 mikronu (dinamički kompenzirano servo motorom-na pogon finim-vijkom za podešavanje).
2. Dizajn sistema za premotavanje
Kontrola konstantne napetosti: kontrola zatvorene petlje sa magnetnom kočnicom u prahu + senzor napetosti sa opsegom fluktuacije napetosti ± 1% (npr. napetost postavljena na 50N u trenutku fragmentacije, stvarna fluktuacija manja ili jednaka 0,5N).
Više-Kontrola napetosti segmenata: Preusmjerena napetost se automatski podešava prema promjeni prečnika bubnja (na primjer, kada se promjer bubnja poveća sa φ100 mm na 800 mm, napetost se linearno smanjuje).
Real-Proračun promjera rolne u stvarnom-vrijemenom vremenu (D je promjer rolne u mm) mjerenjem brzine osovine za namotavanje (n) i linearne brzine materijala (v) koristeći formulu D=(vx 60) / (pi xn).
Kompenzacija greške: uveden je algoritam Kalmanovog filtera kako bi se eliminisao šum signala kodera.
Kontrola konusne napetosti: Kako se promjer valjka povećava, napetost se postepeno smanjuje u skladu sa koeficijentom konusnosti (obično 0,5%~2%) kako bi se spriječilo da se jezgro sruši ili da se kraj površine izboči.

II. Optimizacija procesnih parametara Optimizacija: Usklađivanje materijala i brzine
1. Prilagođavanje svojstava materijala
Kompenzacija modula elastičnosti:
Za visoko elastične materijale, kao što je BOPP film, potrebna je obrada pred zatezanjem (stopa rastezanja 1%~3%) kako bi se eliminisalo unutrašnje naprezanje.
Pritisak noža je podešen prema modulu elastičnosti materijala (E) materijala koristeći formulu P=K x E * t (P za pritisak noža, K za koeficijent, t za debljinu materijala).
Kontrola koeficijenta površinskog trenja:
Poprskajte keramički premaz ili gumenu čauru na površinu rolne kako biste kontrolirali koeficijent trenja između 0,3 i 0,5 kako biste spriječili klizanje materijala.
2. Planiranje brzine i ubrzanja
S{0}}Ubrzanje i usporavanje krivulje:
S kriva sa pet-segmenata (ujednačeno ubrzanje → promjenjiva brzina → ravnomjerno → promjenjivo usporavanje → ravnomjerno usporavanje) koristi se za planiranje kretanja osovine podizanja sa brzinom promjene ubrzanja manjom ili jednakom 5m/s3 kako bi se smanjio inercijski udar.
Rezultati: Greška prečnika valjka smanjena je za 40%, a urednost kraj-površine povećana za jedan stepen (tj. sa ±1,5 mm na ±0,9 mm). Brzina smicanja i namotavanja Brzina rezanja mora zadovoljiti v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 za početni promjer valjka i D za promjer valjka u stvarnom vremenu-).
Kontrola sinhronizacije: Elektronska sinhronizacija zupčanika između osovine za rezanje i osovine namotaja se postiže pomoću servo drajvera sa faznom greškom manjom ili jednakom ±0,1 stepen.

III. Praćenje procesa i podešavanje povratnih informacija: primjena sistema upravljanja zatvorenom{1}}petljom
1. Tehnologija onlajn detekcije
Laserski senzor pomaka: Postavljen iznad scroll-a, praćenje promjena prečnika valjka u stvarnom-vremenu (frekvencija uzorkovanja veća od ili jednaka 1 kHz) i prijenos podataka na PLC za dinamičku kompenzaciju.
Preciznost: rezolucija od 0,01 mm pri mjerenju između 0 i 100 mm.
Sistem mašinskog vida: kamere visoke rezolucije (veće ili jednake 5 megapiksela) koriste se za fotografisanje kraja materijala u rolni, a algoritmi za obradu slike (kao što je detekcija ivice Canny) su korišćeni za izračunavanje završnog impulsa.
Podešavanje praga: Kada je krajnji izlaz > 1 mm, aktivira se alarm i automatski podešava napetost.
2. Adaptivni kontrolni algoritmi
Fuzzy PID kontrola: PID parametri (Kp, Ki, Kd) su dinamički prilagođeni fuzzy pravilima koristeći grešku prečnika valjka (e) i stopu promjene greške (de/dt) kao ulaze.
Rezultati: Konzistentnost prečnika valjka povećana je za 25% (standardna devijacija smanjena sa 0,8 mm na 0,6 mm) u poređenju sa tradicionalnim PID-om.
Prediktivna kontrola modela: Dinamički model sistema namotaja (uključujući parametre inercije, elastičnosti i trenja) je uspostavljen da bi se predvidele buduće promene prečnika valjka i unapred prilagodila napetost.
Scenariji primjene: MPC može smanjiti prekoračenje za više od 50% velike brzine-brzine rezanja (brzina linije > 200m/min).