Podrobna razlaga principa delovanja funkcije samodejne menjave zvitka previjalnika

Kot osnovna oprema industrije za izdelavo papirja in filmov je stroj za valjanje odgovoren za ključno nalogo rezanja, zvijanja in ponovne obdelave zvitkov surovega papirja ali filma. Njegova glavna funkcija je doseči visokokakovostno končno proizvodnjo valjev z natančnim nadzorom napetosti valja, hitrosti in natančnosti rezanja. Vendar tradicionalni navijalni stroj zahteva ročno posredovanje v procesu previjanja, kar ne bo samo povzročilo prekinitev proizvodnje in neučinkovitosti, temveč bo povzročilo tudi materialne odpadke ali okvare opreme zaradi nepravilnega delovanja. Na primer, napetost materiala in zlom zaradi neusklajenosti hitrosti med ročnim previjanjem ali neenakomeren rob končnega izdelka zaradi nenatančnega pozicioniranja lahko zmanjša kakovost izdelka.

Uvedba samodejne-spremembe glasnosti je to popolnoma spremenila. Z integracijo senzorjev, krmilnega sistema PLC in aktuatorjev lahko previjalnik samodejno preklaplja med starimi in novimi zvitki, ko dosežejo prednastavljeni prag ali ko se odkrije napaka v kakovosti. Ta funkcija ne le skrajša čas previjanja nazaj, z minut na sekunde, močno izboljša produktivnost, zmanjša ročno delovanje in zmanjša človeško napako in varnostna tveganja. Na primer, v-proizvodni liniji za visoke hitrosti lahko samodejno previjanje prepreči izpade, ki jih povzroči ročno previjanje, in izboljša splošno učinkovitost opreme za več kot 30 %, kar postane nepogrešljiva inteligentna nadgradnja v sodobni industrijski proizvodnji.

(I) Fotoelektrični senzorji in korekcijski sistem

Natančnost pozicioniranja materiala v zvitkih je temelj avtomatske menjave zvitkov. Fotoelektrični senzorji, splošno znani kot "optoelektronske oči," oddajajo in sprejemajo infrardečo svetlobo, zaznavajo položaj roba materiala zvitka v realnem času, pretvarjajo signal v digitalne količine in ga prenašajo v PLC. PLC logično presoja na podlagi vnaprej določenih parametrov (npr. robni odmik) in poganja mehanizem popravkov (npr. vodilni valji), da prilagodi premik ali kot.

• Prilagoditev premika: To vključuje premikanje vodilnih valjev kot celote, kar je primerno za-hitro menjavo valjev. Veliko se premika, a se hitro odziva. Na primer, pri obdelavi tankega filma, ko je dolžina materiala v zvitku večja od 0,5 mm, se lahko vodilni valji premaknejo za 10 mm znotraj 5 mm, da dokončajo grobo nastavitev.
• Prilagoditev kota: To vključuje vrtenje vodilnih valjev za dosego natančne nastavitve. Ima majhno amplitudo gibanja in je bolj primeren za vmesne popravke ali zelo visoke zahteve glede natančnosti. Na primer, pri proizvodnji optičnih filmov lahko nastavitev kota doseže natančnost ± 0,01 stopinje, da se zagotovi, da je material zvitka vedno v središču.

Študija primera: Pri obdelavi filma lahko fotoelektrični senzorji zaznajo robna odstopanja 0,1 mm, servo motor pa poganja vodilne valje v 10 milisekundah. Postopek je dosežen s krmiljenjem zaprte -zanke z neprekinjenimi povratnimi informacijami senzorjev in PLC PLC, ki prilagaja položajne signale vodilnega valja, da zagotovi, da je robno odstopanje materiala zvitka vedno manjše od 0,1 mm.

(II) Zaznavanje premera valja in dinamična kompenzacija.

Sprememba premera zvijanja je pogost pojav v procesu zvijanja. Ultrazvočni senzorji ali kodirniki spremljajo premer zvitka v realnem času in pošiljajo podatke nazaj v PLC. PLC samodejno prilagaja hitrost navijanja glede na variacijo sprememb premera zvitka, pri čemer zagotavlja, da linearna hitrost ostane enaka (tj. dolžina prehoda materiala na enoto časa ostaja enaka), medtem ko dinamično kompenzira nihanja napetosti.

• Ko se premer navijanja poveča, PLC zmanjša hitrost navijalnega valja, da prepreči raztezanje ali lomljenje materiala zaradi prevelike hitrosti linije. Na primer, v papirni industriji lahko PLC zmanjša hitrost previjanja s 500 m/min na 167 m/min, ko se premer tuljave poveča s prvotnih 500 mm na 1500 mm.
• Kompenzacija napetosti: s prilagajanjem pritiska tlačnih valjev ali navora servo motorja je mogoče izravnati učinek povečanja premera valja na napetost in ohraniti enakomeren pretok materialov. Na primer, pri obdelavi tankega filma, ko se premer valja poveča, lahko PLC poveča pritisk tlačnega valja z 2 barov na 5 barov, medtem ko prilagodi navor servo motorja, da ohrani konstantno napetost.

Študija primera: V papirni industriji, ko se premer zvitka poveča s 500 mm na 1500 mm, PLC uporablja nadzor zaprte zanke prek senzorjev signala napetosti napetosti, da zagotovi, da nihanja napetosti ne presežejo ±5 N.

(I) Pogoji za samodejno previjanje nazaj.

Samodejna menjava zvitka, če je izpolnjen eden od naslednjih pogojev:

• Prednastavljeni prag: trenutna dolžina ali premer zvitka doseže zgornjo mejo, ki jo nastavi PLC (npr. . 10,000 m dolžine ali 1500 mm premera).
• V sili: Senzorji zaznajo odrezano glavo, gube ali napake v kakovosti in takoj sprožijo zamenjavo v sili, da se izognejo okvarjenemu izdelku. Na primer, pri membranski obdelavi, če so na površini materiala zaznane luknje ali praske, bo PLC takoj ustavil trenutno navijanje in sprožil postopek menjave zvitka.

(II) Pretvorba starih in novih materialov za valjanje

• Razkladanje starega zvitka: pnevmatska ali hidravlična naprava, ki potisne sprostitev vpenjalne glave, dokonča razkladanje zvitka in ga prenese skozi tekoči trak na območje končnega izdelka. V papirni industriji je na primer mogoče čas sprostitve vpenjalne glave med razkladanjem starih valjev nadzorovati na manj kot 0,5 sekunde, da se zagotovi gladko valjanje.
• Nov mehanizem za podajanje papirja: stožčasti zgornji mehanizem brez gredi samodejno poišče novo papirno jedro, da ustreza različnim premerom (npr. 76 mm, 152 mm) in se zaklepa pnevmatsko ali mehansko. Na primer, pri obdelavi tankih filmov je stožčasti zgornji mehanizem brez gredi mogoče prilagoditi papirnim jedrom različnih premerov s pnevmatsko nastavitvijo tlaka z blokirno silo do 500 N.

3. Lepljenje materiala:

• Lepljenje z vročim taljenjem: primerno za plastično folijo, s segrevanjem in površino staljenega materiala za doseganje brezšivne povezave. Na primer, pri proizvodnji polietilenske folije je mogoče temperaturo lepljenja vroče taline nadzorovati med 150 in 200 stopinjami Celzija, trdnost lepljenja pa lahko doseže več kot 90 % osnovnega materiala.
• Ultrazvočno lepljenje: Visokofrekvenčne vibracije se uporabljajo za ustvarjanje toplote s trenjem med molekulami materiala, kar je primerno za večplastne kompozitne materiale. Na primer, pri proizvodnji kompozitnih membran iz aluminijeve plastike ultrazvočno lepljenje omogoča adhezijo vmesnega sloja-brez mehurčkov do 0,1 sekunde.
• Tape Bonding: visokotrden lepilni trak, hitro lepilo, primeren za papir in druge lomljive materiale. Na primer, pri proizvodnji časopisnega papirja je lahko lepilni trak širok do 50 mm, moč lepila pa lahko izpolni zahteve za visoko-hitrost previjanja.

4. Prehod napetosti: PLC nadzoruje postopno zmanjševanje hitrosti valjanja, medtem ko se nova hitrost valjanja pospešuje. Lom materiala, ki ga povzroči nenadna sprememba hitrosti, je mogoče preprečiti z zaprto zanko nastavitve senzorja napetosti. Na primer, pri obdelavi tankega filma je mogoče čas prehoda napetosti nadzorovati na manj kot eno sekundo, da se zagotovi gladek prehod materiala.

(III) Večplastna krmilna logika.

• Spodnji nadzor: PLC obdeluje signale senzorjev (kot so fotoelektrični senzorji in kodirniki premera) v realnem času, poganja servo motorje, cilindre in druge aktuatorje z odzivom v milisekundah. Na primer, PLC lahko dokonča obdelavo signala in poganja servo motor, da prilagodi položaj vodilnega valja v 1 ms med postopkom popravka tkanega traku.
• Konfigurirajte koordinacijo srednjega sloja: Vmesnik HMI nastavi parametre (kot so hitrost, napetost in pragovi premera zvitka) in spremlja stanje naprave (kot sta temperatura in tlak) za podporo ročnega posredovanja. Operater lahko na primer prek vmesnika HMI prilagodi hitrost navijanja ali nastavljeno točko napetosti v realnem času, da ustreza različnim materialnim ali proizvodnim potrebam.
• Optimizacija zgornje plasti: Beleženje podatkov o proizvodnji (npr. pogostost menjave valjev in stopnja napak) prek industrijskega Etherneta ali platforme v oblaku. Algoritmi umetne inteligence se uporabljajo za optimizacijo logike menjave valjev in zmanjšanje časa izpadov. Z analizo preteklih podatkov lahko na primer algoritmi umetne inteligence predvidijo tveganje zloma zvitka in vnaprej prilagodijo parametre zamenjave zvitka, s čimer povečajo skupno učinkovitost naprave na več kot 95 %.

(I) Pogonski sistem

Previjalnik uporablja neodvisno motorno pogonsko enoto, kot je odvijalni valj, odstranjevalec, spodnji valj itd. Tehnologija krmiljenja hitrosti s spremenljivo frekvenco, kot je inverter SINAMIC S120, zagotavlja natančno ujemanje med hitrostjo in navorom. Na primer:

· Motor za odvijanje zvitka: Za premagovanje vztrajnosti materiala zvitka je potreben velik navor. Na primer, v papirni industriji lahko navor vrtilnega motorja doseže 1000 Nm, da zadosti zahtevam vrtenja valjev velikega premera.

Izbira in distribucija motorja za rezanje: zahteva hitro hitrost, zagotavlja natančnost rezanja. Na primer, pri obdelavi tankega filma se lahko rezalnik vrti s 5000 obrati na minuto, pri čemer je napaka širine reza manjša od 0,05 mm.

(II) Aktuatorji

• Pnevmatske/hidravlične naprave: uporabljajo se za uravnavanje tlaka tlačnega valja (npr. 0-10 barov zračnega tlaka), delovanja rezanja (npr. . 0.1 mm pozicioniranje ravni) in vpenjanja valja (npr. 5000 N vpenjalne sile). papirna industrija, na primer, imajo lahko tlačni valji območje nastavitve tlaka 0-10 barov, da se prilagodijo zahtevam za previjanje materialov različnih debelin.
• Servo motor: gnani vodilni valj s korekcijo stožca, natančnost pozicioniranja ± 0,1 mm, dinamična odzivna frekvenca do 1 kHz. Na primer, pri obdelavi tankih filmov se lahko servo motor odzove na ukaze PLC za prilagoditev položaja vodilnega valja v eni milisekundi.

Namestite senzor napetosti: Zagotavljajte povratne-časovne povratne informacije o napetosti materiala (npr. območje 0-500N), podpirajte krmiljenje z zaprto zanko in zagotovite, da nihanja napetosti ne presegajo ±1 %. Na primer, pri proizvodnji optičnega filma je lahko senzor napetosti ±0,1 N v natančnosti, kar zagotavlja nemoteno delovanje materiala.

(III) Varnostne zaščitne naprave

• Gumb za zaustavitev v sili: V sili takoj prekine napajanje in zaustavi vse gibljive dele. Na primer, ko so ogrožene okvare opreme ali osebje, lahko operaterji pritisnejo gumb za zaustavitev v sili, da zagotovijo, da naprava preneha delovati v 0,1 sekunde.
• Zaščitni pokrov za tesnjenje: preprečuje, da bi se upravljavec dotaknil vrtečih se delov in preprečuje mehanske poškodbe. Na primer, na ključni del koluta je mogoče namestiti prozoren zaščitni pokrov, da opazujete stanje delovanja opreme, hkrati pa preprečite, da bi se ljudje dotikali vrtečih se delov.
• Fotoelektrična zaščita: varnostne svetlobne zavese zaznajo ljudi ali ovire, ki vstopajo v nevarna območja, in samodejno sprožijo zaustavitev v sili. Okoli navijalnega stroja bi na primer namestili varnostno svetlobno zaveso, ki bi zaznala signale in sprožila zaustavitev v sili, ko oseba ali ovira vstopi v nevarno območje, kar bi zagotovilo varnost.

Samodejno navijanje tuljav, ki ga poganjata industrija 4.0 in inteligentna proizvodnja, postaja vse hitrejše, natančnejše in pametnejše:

• Izberite visoko hitrost: več kot 2000 m/min, ki jo podpira optimiziran prenos in aktuator. Na -hitrih proizvodnih linijah lahko na primer samodejno previjanje doseže 2000 m/min, kar zadosti potrebi po množični proizvodnji.
• Dinamična inteligenca: algoritmi umetne inteligence lahko predvidijo tveganje zloma zvitka, samodejno prilagodijo parametre zamenjave zvitka in izboljšajo splošno učinkovitost naprave na več kot 95 %. Z analizo zgodovinskih podatkov lahko na primer algoritmi umetne inteligence predvidijo, kdaj se bo zvitek zlomil, in vnaprej prilagodijo hitrost navijanja zvitka ali parametre napetosti, da preprečijo zlom.
• ·Modularna zasnova: hitro zamenljivi zvitki, stroj za rezanje in povezovalni modul za izpolnjevanje potreb več-različne, maloserijske proizvodnje. Na primer, z modularno zasnovo je mogoče kolut zamenjati z drugačno velikostjo koluta ali rezalnika v manj kot 10 minutah do m