Ako zabezpečiť presnosť rezania a konzistenciu priemeru kotúča pri vysokej{0}}rýchlosti?

Aby sa zabezpečila konzistentnosť presnosti rezania a priemeru valca pri vysokorýchlostnej{0}}operácii, musí byť systém riadenia uzavretého{1}}cyklu skonštruovaný z troch rozmerov: riadenie presnosti zariadenia, optimalizácia parametrov procesu, monitorovanie procesu a nastavenie spätnej väzby. Systém kombinuje multidisciplinárne znalosti mechanického dizajnu, elektrického riadenia a vlastností materiálov na dosiahnutie dynamickej rovnováhy. Konkrétne technické riešenia sú nasledovné:

I. Kontrola presnosti zariadenia: Optimalizácia tuhosti mechanických systémov
1. Návrh systému rozdvojenia hriadeľa
Os odklonu: Jednotlivé osi kované z legovanej ocele (napr. . 42CrMo) S priemerom väčším alebo rovným 80 mm (nastaviteľné podľa šírky segmentov) zaisťujú vychýlenie menšie alebo rovné 0,02 mm/m pri vysokej-otáčky.
Povrch hriadeľa je mimoriadne-jemne brúsený (menej ako alebo rovný 0,4 mikrónu), aby sa znížilo trenie a vibrácie s ložiskami a čepeľami.
Inštalácia čepele a kontrola vôle: Hydraulický alebo pneumatický držiak čepele. Tlak čepele (zvyčajne 0,2 ~ 0,5 MPa) je monitorovaný v reálnom čase tlakovým snímačom, aby sa zabezpečil stabilný kontakt medzi čepeľou a materiálom.
Vôľa lístia sa zisťuje online pomocou laserového diaľkomeru s chybou vôle menšou alebo rovnou 1 mikrónu (dynamicky kompenzovaná servomotorom -poháňanou jemnou- skrutkou).
2. Návrh systému prevíjania
Regulácia konštantného napätia: riadenie v uzavretej slučke s magnetickou práškovou brzdou + snímač napätia s rozsahom kolísania napätia ± 1% (napr. napätie nastavené na 50 N v čase fragmentácie, skutočné kolísanie menšie alebo rovné 0,5 N).
Viac{0}}segmentové ovládanie napätia: Odklonené napätie sa automaticky nastavuje podľa zmeny priemeru bubna (napríklad keď sa priemer bubna zväčší z φ100 mm na 800 mm, napätie lineárne klesá).
Výpočet priemeru kotúča v reálnom-čase: Výpočet priemeru kotúča v reálnom{1}}čase (D je priemer kotúča v mm) meraním rýchlosti navíjacieho hriadeľa (n) a lineárnej rýchlosti materiálu (v) pomocou vzorca D=(vx 60) / (pi xn).
Kompenzácia chýb: Zavádza sa algoritmus Kalmanovho filtra na elimináciu šumu signálu kódovača.
Kontrola kužeľového napätia: Ako sa priemer valca zväčšuje, napätie sa postupne znižuje podľa koeficientu kužeľa (zvyčajne zvyčajne 0,5%~2%), aby sa zabránilo zrúteniu jadra alebo vydutiu konca povrchu.

II. Optimalizácia parametrov procesu Optimalizácia: prispôsobenie materiálu a rýchlosti
1. Prispôsobenie materiálových vlastností
Kompenzácia elastického modulu:
Pre vysoko elastické materiály, ako je BOPP fólia, je potrebná predťahová úprava (miera natiahnutia 1% ~ 3%), aby sa eliminovalo vnútorné napätie.
tlak čepele bol upravený podľa modulu pružnosti materiálu (E) materiálu pomocou vzorca P=K x E * t (P pre tlak čepele, K pre koeficient, t pre hrúbku materiálu).
Kontrola koeficientu povrchového trenia:
Nastriekajte keramický povlak alebo gumenú manžetu na povrch valca na kontrolu koeficientu trenia medzi 0,3 a 0,5, aby ste zabránili skĺznutiu materiálu.
2. Plánovanie rýchlosti a zrýchlenia
S-Zrýchlenie a spomalenie krivky:
Päť{0}}segmentová krivka S (rovnomerné zrýchlenie zrýchlenia → premenlivá rýchlosť → rovnomerné → premenlivé spomalenie → rovnomerné spomalenie) sa používa na plánovanie pohybu hriadeľa výťahu s rýchlosťou zmeny zrýchlenia menšou alebo rovnou 5 m/s3, aby sa znížil zotrvačný náraz.
Výsledky: Chyba priemeru valčeka sa znížila o 40 % a čistota koncov{1}}čela sa zvýšila o jeden zárez (tj z ±1,5 mm na ±0,9 mm). Rýchlosť strihania a navíjanie Rýchlosť rezania musí spĺňať v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 pre počiatočný priemer kotúča a D pre priemer kotúča v reálnom čase-).
Riadenie synchronizácie: Elektronická synchronizácia prevodov medzi rezacím hriadeľom a osami navíjania je dosiahnutá servomotorom s fázovou chybou menšou alebo rovnou ±0,1 stupňa.

III. Monitorovanie procesov a úprava spätnej väzby: aplikácia systému riadenia s uzavretým{1}cyklom
1. Technológia online detekcie
Laserový snímač posunu: Namontovaný nad posúvačom, sledovanie zmien priemeru kotúča v reálnom čase- (vzorkovacia frekvencia väčšia alebo rovná 1 kHz) a prenos údajov do PLC na dynamickú kompenzáciu.
Presnosť: rozlíšenie 0,01 mm pri meraní medzi 0 a 100 mm.
Systém strojového videnia: na fotografovanie konca materiálu kotúča sa používajú kamery s vysokým rozlíšením (väčšie alebo rovné 5 megapixelov) a na výpočet koncového impulzu sa použili algoritmy spracovania obrazu (ako je detekcia hrán Canny).
Nastavenie prahu: Pri koncovom hádzaní > 1 mm spustí alarm a automaticky upraví napnutie.
2. Adaptívne riadiace algoritmy
Fuzzy PID riadenie: parametre PID (Kp, Ki, Kd) boli dynamicky upravované pomocou fuzzy pravidiel s použitím chyby priemeru valca (e) a rýchlosti zmeny chyby (de/dt) ako vstupov.
Výsledky: Konzistencia priemeru kotúča sa zvýšila o 25 % (štandardná odchýlka sa znížila z 0,8 mm na 0,6 mm) v porovnaní s tradičným PID.
Prediktívne riadenie modelu: Dynamický model navíjacieho systému (vrátane parametrov zotrvačnosti, pružnosti a trenia) je vytvorený na predpovedanie budúcich zmien priemeru valca a na nastavenie napätia vopred.
Aplikačné scenáre: MPC môže znížiť prekmitanie o viac ako 50 %-rýchlosť rezania pri vysokej rýchlosti (rýchlosť linky > 200 m/min).