Išsamus pervyniotuvo automatinio ritinio keitimo veikimo principo paaiškinimas

Kaip pagrindinė popieriaus gamybos ir plėvelės perdirbimo pramonės įranga, valcavimo mašina yra atsakinga už pagrindinę popieriaus arba plėvelės ritinių pjaustymo, vyniojimo ir perdirbimo užduotį. Jo pagrindinė funkcija yra pasiekti aukštos kokybės gatavų ritinėlių gamybą tiksliai kontroliuojant ritinėlio įtempimą, greitį ir pjovimo tikslumą. Tačiau tradicinei vyniojimo mašinai reikia rankinio įsikišimo į pervyniojimo procesą, o tai ne tik sukels gamybos pertrūkius ir neefektyvumą, bet ir sukels medžiagų atliekų ar įrangos gedimus dėl netinkamo veikimo. Pavyzdžiui, medžiagos įtempimas ir lūžimas dėl greičio neatitikimo pervyniojant rankiniu būdu arba netolygus gatavo gaminio kraštas dėl netikslios padėties gali pabloginti gaminio kokybę.

Išleidus automatinį{0}}garsumo keitimą, tai visiškai pasikeitė. Integruodamas jutiklius, PLC valdymo sistemą ir pavaras, pervyniotuvas gali automatiškai persijungti tarp senų ir naujų slinkčių, kai jie pasiekia iš anksto nustatytą slenkstį arba kai aptinkami kokybės trūkumai. Ši funkcija ne tik sutrumpina atsukimo laiką nuo minučių iki sekundžių, labai pagerina našumą, sumažina rankinį valdymą ir sumažina žmogiškųjų klaidų bei saugos riziką. Pavyzdžiui, didelės spartos plėvelės{4}}gamybos linijoje automatinis pervyniojimas gali išvengti prastovų, atsirandančių dėl rankinio pervyniojimo, ir pagerinti bendrą įrangos efektyvumą daugiau nei 30 %, o tai tampa nepakeičiamu išmaniuoju modernios pramoninės gamybos atnaujinimu.

(I) Fotoelektriniai jutikliai ir korekcijos sistema

Ritininės medžiagos padėties nustatymo tikslumas yra automatinio ritinėlio keitimo pagrindas. Fotoelektriniai jutikliai, paprastai žinomi kaip "optoelektroninės akys", skleidžia ir priima infraraudonąją šviesą, realiu laiku nustato ritininės medžiagos krašto padėtį, konvertuoja signalą į skaitmeninius dydžius ir perduoda jį PLC. PLC priima loginius sprendimus, pagrįstus iš anksto nustatytais parametrais (pvz., krašto poslinkis) ir valdo koregavimo mechanizmą (pvz., kreipiamuosius ritinėliai), kad sureguliuotų poslinkį arba kampą.

• Poslinkio reguliavimas: tai apima kreipiamųjų ritinėlių perkėlimą kaip visumą, tinkantį greitam{0}}volukui pakeisti. Jis daug juda, bet greitai reaguoja. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, kai ritininės medžiagos ilgis yra didesnis nei 0,5 mm, kreipiamieji ritinėliai gali pasislinkti 10 mm per 5 mm, kad užbaigtų grubų derinimą.
• Kampo reguliavimas: norint tiksliai sureguliuoti, reikia pasukti kreipiamuosius volelius. Jis turi mažą amplitudės judesį ir labiau tinka tarpinei korekcijai arba labai dideliems tikslumo reikalavimams. Pavyzdžiui, gaminant optines plėveles, kampo reguliavimas gali siekti ± 0,01 laipsnio tikslumą, siekiant užtikrinti, kad ritininė medžiaga visada būtų centre.

Atvejo analizė: apdorojant plėvelę fotoelektriniai jutikliai gali aptikti 0,1 mm kraštų nuokrypius, o servo variklis kreipiamuosius ritinėlius varo per 10 milisekundžių. Procesas pasiekiamas uždaros{3} kilpos valdymu su nuolatiniu jutiklių grįžtamuoju ryšiu ir PLC PLC, reguliuojančiu kreipiamojo ritinėlio padėties signalus, kad būtų užtikrinta, jog ritininės medžiagos kraštų nuokrypis visada būtų mažesnis nei 0,1 mm.

(II) Ritinio skersmens aptikimas ir dinaminis kompensavimas.

Ritės skersmens pasikeitimas yra dažnas reiškinys ritės procese. Ultragarsiniai jutikliai arba kodavimo įrenginiai realiu laiku stebi ritinio skersmenį ir grąžina duomenis į PLC. PLC automatiškai koreguoja atsukimo greitį pagal ritinio skersmens pokyčių kitimą, užtikrindamas, kad linijinis greitis išliktų toks pat (ty medžiagos praėjimo per laiko vienetą ilgis išlieka toks pat), dinamiškai kompensuodamas įtempimo svyravimus.

• Kai apvijos skersmuo padidėja, PLC sumažina apvijos ritinėlio greitį, kad medžiaga nebūtų ištempta arba sulūžusi dėl per didelio linijos greičio. Pavyzdžiui, popieriaus pramonėje PLC gali sumažinti pervyniojimo greitį nuo 500 m/min iki 167 m/min, kai ritės skersmuo padidinamas nuo pradinio 500 mm iki 1500 mm.
• Įtempimo kompensavimas: reguliuojant slėgio ritinėlių slėgį arba servo variklio sukimo momentą, galima kompensuoti ritinėlio skersmens padidėjimo poveikį įtempimui ir išlaikyti pastovų medžiagų srautą. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, didėjant ritinėlio skersmeniui, PLC gali padidinti slėgio ritinėlio slėgį nuo 2 barų iki 5 barų, tuo pačiu reguliuodamas servovariklio sukimo momentą, kad išlaikytų pastovią įtampą.

Atvejo analizė: popieriaus pramonėje, kai ritinėlio skersmuo padidėja nuo 500 mm iki 1500 mm, PLC naudoja uždaros grandinės valdymą per įtempimo įtempimo signalo jutiklius, kad užtikrintų, jog įtempimo svyravimai neviršija ±5 N.

(I) Automatinio atsukimo įjungimo sąlygos.

Automatinis ritinio keitimas, jei įvykdoma viena iš šių sąlygų:

• Iš anksto nustatytas slenkstis: dabartinis ritinio ilgis arba skersmuo pasiekia viršutinę ribą, nustatytą PLC (pvz., . 10,000 m ilgio arba 1 500 mm skersmens).
• Avarinė situacija: jutikliai aptinka nupjautą galvą, raukšles ar kokybės defektus ir nedelsdami paleidžia avarinį pakeitimo ritinį, kad išvengtų gaminio su defektais. Pavyzdžiui, apdorojant membraną, jei medžiagos paviršiuje aptinkamos skylės ar įbrėžimai, PLC nedelsiant sustabdo srovės apviją ir inicijuoja ritinio keitimo procesą.

(II) Senų ir naujų valcavimo medžiagų konvertavimas

• Seno ritinio iškrovimas: pneumatinis arba hidraulinis įtaisas, skirtas spausti griebtuvo atleidimą, užbaigti ritės iškrovimą ir perkelti jį per konvejerio juostą į gatavo gaminio sritį. Pavyzdžiui, popieriaus pramonėje griebtuvo atleidimo laikas iškraunant senus volus gali būti sumažintas iki 0,5 sekundės, kad būtų užtikrintas sklandus valcavimas.
• Naujas popieriaus padavimo mechanizmas: Bevelenis kūginis viršutinis mechanizmas automatiškai nustato naują popieriaus šerdį, kad ji atitiktų skirtingus skersmenis (pvz., 76 mm, 152 mm), ir yra pneumatinis arba mechaninis fiksavimas. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, bevelenį kūginį viršutinį mechanizmą pneumatiniu slėgio reguliavimu galima pritaikyti skirtingo skersmens popieriaus šerdims, kurių fiksavimo jėga siekia iki 500 N.

3. Medžiagų klijavimas:

• Karšto lydalo klijavimas: tinka plastikinei plėvelei, kaitinant ir išlydytos medžiagos paviršių, kad būtų užtikrintas vientisas sujungimas. Pavyzdžiui, polietileno plėvelės gamyboje karšto lydalo sukibimo temperatūra gali būti reguliuojama nuo 150 iki 200 laipsnių Celsijaus, o sukibimo stiprumas gali siekti daugiau nei 90% pagrindinės medžiagos.
• Ultragarsinis sujungimas: Aukšto dažnio vibracija naudojama šilumai generuoti dėl trinties tarp medžiagų molekulių, kuri tinka daugiasluoksnėms kompozicinėms medžiagoms. Pavyzdžiui, gaminant aliuminio plastiko kompozitines membranas, ultragarsinis sujungimas užtikrina tarpsluoksnių sukibimą be burbuliukų iki 0,1 sekundės.
• Juostos klijavimas: didelio stiprumo lipni juosta greitai lipni, tinka popieriui ir kitoms trapioms medžiagoms. Pavyzdžiui, gaminant laikraštinį popierių, lipni juosta gali būti iki 50 mm pločio, o sukibimo stiprumas gali atitikti greito pervyniojimo reikalavimus.

4. Įtempimo perėjimas: PLC valdo, kad riedėjimo greitis palaipsniui mažėtų, o naujas riedėjimo greitis pagreitėtų. Medžiagos lūžimo, kurį sukelia staigus greičio pasikeitimas, galima išvengti uždaros grandinės įtempimo jutiklio reguliavimu. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, įtempimo perėjimo laikas gali būti kontroliuojamas iki trumpesnio nei vienos sekundės, kad būtų užtikrintas sklandus medžiagos perėjimas.

(III) Sluoksniuota valdymo logika.

• Apatinis valdymas: PLC apdoroja jutiklių signalus (pvz., fotoelektrinius jutiklius ir skersmens kodavimo įrenginius) realiu laiku, valdydamas servovariklius, cilindrus ir kitas pavaras iki milisekundžių atsako. Pavyzdžiui, PLC gali užbaigti signalo apdorojimą ir varyti servo variklį, kad per 1 ms būtų sureguliuota kreipiamojo volelio padėtis juostos korekcijos proceso metu.
• Konfigūruokite vidurinio sluoksnio koordinavimą: HMI sąsaja nustato parametrus (pvz., greičio, įtempimo ir ritinio skersmens slenksčius) ir stebi įrenginio būseną (pvz., temperatūrą ir slėgį), kad būtų galima atlikti rankinį įsikišimą. Pavyzdžiui, operatorius gali reguliuoti apvijos greitį arba įtempimo kontrolinį tašką realiuoju laiku per HMI sąsają, kad atitiktų įvairius medžiagų ar gamybos poreikius.
• Viršutinio sluoksnio optimizavimas: Gamybos duomenų (pvz., ritinio keitimo dažnio ir gedimų dažnio) įrašymas per pramoninį Ethernet arba debesų platformą. Dirbtinio intelekto algoritmai naudojami ritinio keitimo logikai optimizuoti ir prastovoms sumažinti. Pavyzdžiui, analizuodami istorinius duomenis, dirbtinio intelekto algoritmai gali numatyti ritinio lūžimo riziką ir iš anksto pakoreguoti ritinio keitimo parametrus, padidindami bendrą įrenginio efektyvumą iki daugiau nei 95%.

(I) Pavaros sistema

Pervyniotuvas turi nepriklausomą variklio pavarą, pvz., išvyniojantį volą, nuėmiklį, apatinį ritinėlį ir kt. Kintamo dažnio greičio valdymo technologija, tokia kaip SINAMIC S120 keitiklis, užtikrina tikslią greičio ir sukimo momento atitiktį. Pavyzdžiui:

· Išvynioti ritininį variklį: norint įveikti ritininės medžiagos inerciją, reikia daug sukimo momento. Pavyzdžiui, popieriaus gamybos pramonėje išvyniojimo variklio sukimo momentas gali siekti 1000 Nm, kad atitiktų didelio skersmens ritinėlių išvyniojimo reikalavimus.

Slitter Motor pasirinkimas ir platinimas: reikalauja greito greičio, garantuoja pjovimo tikslumą. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, pjaustytuvas gali suktis 5000 aps./min., o pjovimo pločio paklaida yra mažesnė nei 0,05 mm.

(II) Pavaros

• Pneumatiniai / hidrauliniai įtaisai: naudojami slėgio ritinėlio slėgiui (pvz., 0–10 barų oro slėgiui), pjovimo veiksmui (pvz., . 0.1 mm lygio padėties nustatymas) ir ritinėlio gnybtui (pvz., 5000 N suspaudimo jėga) reguliuoti. Pavyzdžiui, popieriaus gamybos pramonėje slėgio ritinėliai gali turėti 0–10 barų slėgio reguliavimo diapazoną, kad atitiktų skirtingo storio medžiagų pervyniojimo reikalavimus.
• Servo variklis: Varomas kreipiamasis volas su juostos korekcija, padėties nustatymo tikslumas ± 0,1 mm, dinaminio atsako dažnis iki 1 kHz. Pavyzdžiui, apdorojant ploną plėvelę, servo variklis gali reaguoti į PLC komandas, kad per vieną milisekundę sureguliuotų kreipiamojo volelio padėtį.

Įdiekite įtempimo jutiklį: pateikite{0}}realaus laiko grįžtamąjį ryšį apie medžiagos įtempimą (pvz., 0-500N diapazonas), palaikykite uždaro ciklo valdymą ir įsitikinkite, kad įtempimo svyravimai neviršija ±1 %. Pavyzdžiui, gaminant optinę plėvelę, įtempimo jutiklis gali būti ±0,1 N tikslumu, užtikrinant sklandų medžiagos veikimą.

(III) Saugos apsaugos įtaisai

• Avarinio stabdymo mygtukas: Avariniu atveju nedelsdami atjungia maitinimą ir sustabdo visas judančias dalis. Pavyzdžiui, kai sugenda įranga arba kyla pavojus personalui, operatoriai gali paspausti avarinio stabdymo mygtuką, kad užtikrintų, jog įrenginys nustotų veikti per 0,1 sekundės.
• Sandarinimo apsauginis dangtelis: neleidžia operatoriui liesti besisukančių dalių ir išvengti mechaninių pažeidimų. Pavyzdžiui, ant pagrindinės ritės dalies gali būti sumontuotas permatomas apsauginis dangtelis, kad būtų galima stebėti įrangos veikimo būseną ir neleisti žmonėms liesti besisukančių dalių.
• Fotoelektrinė apsauga: apsauginės šviesos užuolaidos aptinka žmones ar kliūtis, patenkančias į pavojingas zonas, ir automatiškai suveikia avarinis sustabdymas. Pavyzdžiui, aplink ritės mašiną būtų įrengiama apsauginė šviesos uždanga, kuri aptiktų signalus ir įjungtų avarinį stabdymą žmogui ar kliūtims patekus į pavojingą zoną, užtikrinant saugumą.

„Pramonės 4.0“ ir „Intelligent Manufacturing“ skatinamas automatinis ritių apvyniojimas yra greitesnis, tikslesnis ir išmanesnis:

• Pasirinkite didelį greitį: daugiau nei 2000 m/min, palaikoma optimizuota transmisija ir pavara. Pavyzdžiui, didelės spartos -filmų gamybos linijose automatinis pervyniojimas gali siekti 2 000 m/min., kad būtų patenkintas masinės gamybos poreikis.
• Dinaminis intelektas: AI algoritmai gali numatyti ritinio lūžimo riziką, automatiškai koreguoti ritinėlio pakeitimo parametrus ir padidinti bendrą įrenginio efektyvumą daugiau nei 95%. Pavyzdžiui, analizuodami istorinius duomenis, dirbtinio intelekto algoritmai gali numatyti, kada ritinys nutrūks, ir iš anksto pakoreguoti ritinio atsukimo greitį arba įtempimo parametrus, kad jis nenutrūktų.
• ·Modulinis dizainas: greitai keičiami ritinėliai, pjovimo mašina ir sujungimo modulis, kad atitiktų kelių{0}}įvairių, mažų partijų gamybos poreikius. Pavyzdžiui, naudojant modulinę konstrukciją, ritę galima pakeisti kitokio dydžio rite arba pjaustytuvu greičiau nei per 10 minučių iki m.