懸浮式高真空卷繞式鍍膜機(jī)是包裝工業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其卷繞控制對(duì)張力精度、加減速時(shí)間要求都很高。丹佛斯FC302系列伺服性能驅(qū)動(dòng)器加上新一代MCO305高速運(yùn)動(dòng)控制器，能以分布式的方式實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)速檢測(cè)和卷徑計(jì)算，并提供高精度的轉(zhuǎn)矩控制，很好地滿足了真空鍍膜機(jī)的卷繞控制要求。本文就丹佛斯FC302系列驅(qū)動(dòng)器在真空鍍膜機(jī)上的應(yīng)用加以詳細(xì)論述。關(guān)鍵詞：中心卷繞 張力控制
懸浮式高真空卷繞式鍍膜機(jī)的卷繞控制要求高精度的轉(zhuǎn)矩控制，以前一般采用直流驅(qū)動(dòng)，但是隨著交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在逐步采用交流永磁同步伺服電機(jī)或交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)器具有伺服級(jí)的驅(qū)動(dòng)性能，驅(qū)動(dòng)交流異步電機(jī)也有實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩控制，為這個(gè)行業(yè)提供了一種易用的解決方案，用戶只需要設(shè)置幾個(gè)簡(jiǎn)單的參數(shù)，就能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，操作和調(diào)試也非常簡(jiǎn)便。一、懸浮式高真空卷繞式鍍膜機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：
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放卷轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)鍍膜機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)懸浮式高真空卷繞式鍍膜機(jī)的典型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其中：M1為冷卻輥，直徑恒定，由一臺(tái)FC302驅(qū)動(dòng)，冷輥的速度即為鍍膜的線速度。M2為收卷輥，中心卷繞，直徑逐步變大，由一臺(tái)FC302驅(qū)動(dòng)，提供收卷張力。M3為放卷輥，中心卷繞，直徑逐步變小，由一臺(tái)FC302驅(qū)動(dòng)，提供放卷張力。冷卻輥和收卷輥的轉(zhuǎn)向是固定的，但是放卷輥由于卷筒卷繞方向不同，工作時(shí)有正、反兩種轉(zhuǎn)向，對(duì)應(yīng)反、正兩種轉(zhuǎn)矩。真空鍍膜機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1. 由于真空室狹小，無(wú)法安裝張力檢測(cè)裝置，所以收、放卷張力完全要靠收、放卷驅(qū)動(dòng)的電機(jī)直接控制。因此收、放卷驅(qū)動(dòng)器都工作于轉(zhuǎn)矩工作模式。對(duì)于較輕較薄的材料，收卷還必須有張力錐度功能。2. 由于工藝方面的原因，起主傳動(dòng)作用的冷卻輥上沒有壓輥，因此冷卻輥只能靠摩擦力帶動(dòng)薄膜；收、放卷張力相差較大時(shí)，薄膜很容易在冷卻輥上打滑。如何防止打滑是驅(qū)動(dòng)控制方面的難題。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電氣自控系統(tǒng)
主編碼器接口信號(hào)來(lái)自冷卻輥電機(jī)編碼器，負(fù)責(zé)采集線速度信號(hào)；從編碼器信號(hào)來(lái)自本機(jī)電機(jī)編碼器，采集本機(jī)轉(zhuǎn)速，并作磁通矢量控制的反饋源。放卷的配置與控制方法與收卷的基本相同。冷卻輥控制相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要負(fù)責(zé)恒線速度控制與計(jì)米。PLC負(fù)責(zé)一般的數(shù)字邏輯控制，所有計(jì)算全部在運(yùn)動(dòng)控制器MCO305內(nèi)完成。運(yùn)動(dòng)控制器MCO305的詳細(xì)資料請(qǐng)參見參考文獻(xiàn)[2]。 卷徑計(jì)算： 根據(jù)線速度相同原理：可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。 收卷張力錐度控制： 有了當(dāng)前卷徑值，和張力錐度設(shè)定值，就能計(jì)算當(dāng)前張力。張力與卷徑的關(guān)系如圖3所示，當(dāng)張力錐度為0時(shí)，張力保持恒定不變，相當(dāng)于恒張力控制；當(dāng)張力錐度為100%時(shí)，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當(dāng)于恒轉(zhuǎn)矩控制。 計(jì)算公式如下：
張立錐度曲線
其中：D為當(dāng)前卷徑 Dmin為最小卷徑 Tap為張力錐度 Tref為追小卷徑時(shí)的張力錐度參考值當(dāng)Tap=0時(shí)，Ttap = Tref當(dāng)Tap=1時(shí)，Ttap = 加減速轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩： 為了實(shí)現(xiàn)高精度的張力控制，程序中還必須加入摩擦轉(zhuǎn)矩和加減速轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。加速轉(zhuǎn)矩Tβ = β×J其中,β為角加速度；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
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