כיצד להבטיח דיוק חיתוך ועקביות קוטר הגליל במהלך-פעולה במהירות גבוהה?

על מנת להבטיח את העקביות של דיוק חיתוך וקוטר גליל בפעולה-במהירות גבוהה, מערכת ניהול הלולאה הסגורה צריכה להיות בנויה משלושה מימדים: בקרת דיוק ציוד, אופטימיזציה של פרמטרי תהליך, ניטור תהליכים והתאמת משוב. המערכת משלבת ידע רב תחומי בתכנון מכני, בקרה חשמלית ותכונות החומר להשגת איזון דינמי. פתרונות טכניים ספציפיים הם כדלקמן:

I. בקרת דיוק ציוד: אופטימיזציה של קשיחות של מערכות מכניות
1. עיצוב של מערכת פיר התפצלות
ציר הסחה: צירים בודדים מחושלים מפלדת סגסוגת (לדוגמה. 42CrMo) בקוטר גדול מ-80 מ"מ (ניתן להתאמה בהתאם לרוחב המקטעים) מבטיחים סטיה של פחות או שווה ל-0.02 מ"מ/מ' במהלך סיבוב מהיר-.
פני השטח של הפיר טחונים-דק במיוחד (פחות מ-0.4 מיקרון או שווה ל-0.4 מיקרון) כדי להפחית חיכוך ורעידות עם מיסבים ולהבים.
התקנת להב ובקרת מרווח: מחזיק להב הידראולי או פנאומטי. לחץ הלהב (בדרך כלל 0.2~0.5MPa) מנוטר בזמן אמת על ידי חיישן לחץ כדי להבטיח מגע יציב בין הלהב לחומר.
מרווח העלים מזוהה באופן מקוון באמצעות מד טווח לייזר עם שגיאת מרווח קטן או שווה ל-1 מיקרון (מפוצה דינמית על ידי מנוע סרוו-מונע עדין-בורג כוונון).
2. Rewind עיצוב מערכת
בקרת מתח קבוע: בקרת לולאה סגורה עם בלם אבקה מגנטי + חיישן מתח עם טווח תנודות מתח ± 1% (למשל, מתח מוגדר ל-50N בזמן הפיצול, תנודה בפועל קטנה מ-0.5N או שווה ל-0.5N).
בקרת מתח רב-מקטעים: מתח מופנה מותאם אוטומטית בהתאם לשינוי בקוטר התוף (לדוגמה, כאשר קוטר התוף גדל מ-φ100 מ"מ ל-800 מ"מ, המתח יורד באופן ליניארי).
חישוב אמיתי-זמן גליל קוטר: חישוב של קוטר גליל זמן אמיתי-(D הוא קוטר הגליל במ"מ) על ידי מדידת מהירות גל מתפתל (n) ומהירות ליניארית של החומר (v) באמצעות הנוסחה D=(vx 60) / (pi xn).
פיצוי שגיאות: אלגוריתם מסנן קלמן הוכנס לביטול רעשי אות המקודד.
בקרת מתח מחודדת: ככל שקוטר הגליל גדל, המתח מופחת בהדרגה בהתאם למקדם המתח (בדרך כלל 0.5%~2%) כדי למנוע מהליבה להתמוטט או לבלוט מקצה המשטח.

II. אופטימיזציה של פרמטר תהליך אופטימיזציה: התאמת חומר ומהירות
1. התאמת תכונה חומרית
פיצוי מודול אלסטי:
עבור חומרים אלסטיים במיוחד, כגון סרט BOPP, נדרש טיפול במתיחה (קצב מתיחה 1% ~ 3%) כדי למנוע מתח פנימי.
לחץ הלהב הותאם בהתאם למודול האלסטי של החומר (E) של החומר באמצעות הנוסחה P=K x E * t (P עבור לחץ הלהב, K עבור מקדם, t עבור עובי החומר).
בקרת מקדם חיכוך פני השטח:
ריסוס ציפוי קרמי או שרוול גומי על משטח הגליל כדי לשלוט במקדם החיכוך בין 0.3 ל-0.5 כדי למנוע החלקת חומר.
2. תכנון מהירות ותאוצה
S-האצה והאטה של ​​עקומה:
עקומת S של חמישה-מקטעים (תאוצת תאוצה אחידה → מהירות משתנה → אחידה → האטה משתנה → האטה אחידה) משמשת לתכנון תנועת פיר ההרמה עם קצב שינוי תאוצה קטן מ- או שווה ל-5m/s3 כדי להפחית את ההשפעה האינרציאלית.
תוצאות: שגיאת קוטר הגליל הצטמצמה ב-40% וניקיון הפנים של הקצה- גדל בחריץ אחד (כלומר מ-±1.5 מ"מ ל-±0.9 מ"מ). מהירות הגזירה והליפוף מהירות החריכה חייבת לעמוד ב-v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 לקוטר הגליל הראשוני ו-D לקוטר הגלגול ההתחלתי-בזמן אמת).
בקרת סנכרון: סנכרון גלגלי שיניים אלקטרוני בין ציר החריכה והצירים המתפתלים מושג על ידי דרייבר סרוו עם שגיאת פאזה קטנה או שווה ל-±0.1 מעלות.

III. ניטור תהליכים והתאמת משוב: יישום של מערכת בקרה-סגורה בלולאה
1. טכנולוגיית זיהוי מקוון
חיישן תזוזה לייזר: מותקן מעל הגלילה, ניטור-בזמן אמת של שינויים בקוטר הגליל (תדירות דגימה גדולה או שווה ל-1kHz) והעברת נתונים ל-PLC לפיצוי דינמי.
דיוק: רזולוציה של 0.01 מ"מ כאשר מדידה בין 0 ל-100 מ"מ.
מערכת ראיית מכונה: מצלמות ברזולוציה גבוהה (גדולה מ-5 מגה-פיקסל או שווה ל-5 מגה-פיקסל) משמשת לצילום קצה החומר ואלגוריתמי עיבוד תמונה (כגון Canny edge detection) שימשו לחישוב דופק הקצה.
הגדרת סף: כאשר קצה הקצה > 1 מ"מ, הוא מפעיל אזעקה ומתאים אוטומטית את המתח.
2. אלגוריתמי בקרה אדפטיביים
בקרת PID מטושטשת: פרמטרי ה-PID (Kp, Ki, Kd) הותאמו באופן דינמי על ידי כללים מטושטשים באמצעות שגיאת קוטר גלגול (e) וקצב שינוי שגיאה (de/dt) ככניסות.
תוצאות: עקביות קוטר הגליל עלתה ב-25% (סטיית התקן ירדה מ-0.8 מ"מ ל-0.6 מ"מ) בהשוואה ל-PID מסורתי.
בקרת חיזוי דגם: מודל דינמי של מערכת הליפוף (כולל אינרציה, גמישות וחיכוך פרמטרים) נוצר כדי לחזות שינויים עתידיים בקוטר הגלגול ולהתאים את המתח מראש.
תרחישי יישום: MPC יכול להפחית חריגה ביותר מ-50%- במהירות גבוהה של מהירות חיתוך (מהירות קו > 200 מ'/דקה).