Подробно обяснение на принципа на работа на функцията за автоматична смяна на ролката на пренавиващото устройство

Като основно оборудване в индустрията за производство на хартия и филми, машината за валцуване е отговорна за ключовата задача за рязане, навиване и повторна обработка на сурови хартиени или филмови ролки. Неговата основна функция се състои в постигането на висококачествено завършено производство на ролки чрез прецизен контрол на напрежението на ролката, скоростта и прецизността на рязане. Традиционната машина за навиване обаче изисква ръчна намеса в процеса на пренавиване, което не само ще доведе до прекъсване на производството и неефективност, но също така ще причини материални отпадъци или неизправности на оборудването поради неправилна работа. Например опън на материала и счупване поради несъответствие на скоростта по време на ръчно пренавиване или неравен ръб на крайния продукт поради неточно позициониране, може да намали качеството на продукта.

Пускането на автоматичната -промяна на силата на звука напълно промени това. Чрез интегриране на сензори, PLC система за управление и задвижващи механизми, пренавиващото устройство може автоматично да превключва между стари и нови свитъци, когато достигнат предварително зададен праг или когато бъдат открити дефекти в качеството. Тази функция не само съкращава времето за пренавиване от минути до секунди, значително подобрява производителността, минимизира ръчната работа и намалява човешката грешка и рисковете за безопасността. Например във високо-линията за производство на филми автоматичното пренавиване може да избегне прекъсвания, причинени от ръчно пренавиване, и да подобри цялостната ефективност на оборудването с повече от 30%, превръщайки се в незаменим интелигентен ъпгрейд в съвременното промишлено производство.

(I) Фотоелектрични сензори и коригираща система

Точността на позициониране на ролковия материал е в основата на автоматичната смяна на ролката. Фотоелектричните сензори, известни като "оптоелектронни очи", излъчват и получават инфрачервена светлина, откриват позицията на ръба на материала на ролката в реално време, преобразуват сигнала в цифрови количества и го предават на PLC. PLC прави логични преценки въз основа на предварително определени параметри (напр. отместване на ръба) и задвижва коригиращ механизъм (напр. водещи ролки), за да регулира изместването или ъгъла.

• Регулиране на изместването: Това включва преместване на водещите ролки като цяло, подходящо за високо-смяна на ролки. Движи се много, но реагира бързо. Например, при обработка на тънък филм, когато дължината на ролковия материал е повече от 0,5 mm, водещите ролки могат да се преместят с 10 mm в рамките на 5 mm, за да завършат грубата настройка.
• Регулиране на ъгъла: Това включва завъртане на водещите ролки за постигане на фина настройка. Има движение с малка амплитуда и е по-подходящ за междинна корекция или много високи изисквания за точност. Например, при производството на оптични филми, регулирането на ъгъла може да достигне ± 0,01 градуса точност, за да се гарантира, че материалът на ролката винаги е в центъра.

Казус от практиката: При обработката на филми фотоелектричните сензори могат да открият отклонения на ръба от 0,1 мм, а серво моторът задвижва водещите ролки за 10 милисекунди. Процесът се постига чрез управление на затворен -контур с непрекъсната обратна връзка от сензори и PLC PLC, регулиращи позиционните сигнали на водещата ролка, за да се гарантира, че отклонението на ръба на ролковия материал винаги е по-малко от 0,1 mm.

(II) Откриване на диаметъра на ролката и динамична компенсация.

Промяната на диаметъра на навиване е често срещано явление в процеса на навиване. Ултразвукови сензори или енкодери наблюдават диаметъра на ролката в реално време и подават данните обратно към PLC. PLC автоматично настройва скоростта на пренавиване в зависимост от промените в диаметъра на ролката, като гарантира, че линейната скорост остава същата (т.е. дължината на преминаване на материала за единица време остава същата), докато динамично компенсира колебанията на опъна.

• Когато диаметърът на навиване се увеличи, PLC намалява скоростта на ролката за навиване, за да предотврати разтягане или счупване на материала поради прекомерна скорост на линията. Например, в хартиената промишленост, PLC може да намали скоростта на пренавиване от 500m/min до 167m/min, когато диаметърът на бобината се увеличи от първоначалните 500mm на 1500mm.
• Компенсация на опън: чрез регулиране на натиска на притискащите ролки или въртящия момент на серво мотора, ефектът от увеличаване на диаметъра на ролката върху опъна може да бъде компенсиран и може да се поддържа постоянен поток от материали. Например, при обработка на тънък филм, с увеличаване на диаметъра на ролката, PLC може да увеличи налягането на притискащата ролка от 2 бара до 5 бара, като същевременно регулира въртящия момент на сервомотора, за да поддържа постоянно напрежение.

Казус от практиката: В хартиената промишленост, когато диаметърът на ролката се увеличи от 500 mm на 1500 mm, PLC използва затворен контур за управление чрез сензори за сигнал за напрежение, за да гарантира, че колебанията на напрежението не надвишават ±5 N.

(I) Условия за задействане на автоматично пренавиване.

Автоматична смяна на ролката, ако е изпълнено едно от следните условия:

• Предварително зададен праг: Текущата дължина или диаметър на ролката достига горната граница, зададена от PLC (напр. . 10,000 m дължина или 1500 mm диаметър).
• Спешно: Сензорите откриват отрязана глава, бръчки или дефекти в качеството и незабавно задействат ролка за спешна смяна, за да избегнат дефектен продукт. Например, при обработка на мембрана, ако се открият дупки или драскотини по повърхността на материала, PLC незабавно ще спре текущото навиване и ще започне процеса на смяна на ролката.

(II) Преобразуване на стари и нови валцувани материали

• Разтоварване на стари ролки: Пневматично или хидравлично устройство за натискане на освобождаването на патронника, завършване на разтоварването на макарата и прехвърлянето й през конвейерната лента до зоната за готов продукт. В хартиената промишленост, например, времето за освобождаване на патронника по време на разтоварване на стари ролки може да се контролира до по-малко от 0,5 секунди, за да се осигури плавно търкаляне.
• Нов механизъм за подаване на хартия: Конусовидният горен механизъм без вал автоматично локализира новото хартиено ядро, за да отговаря на различни диаметри (напр. 76 mm, 152 mm) и е с пневматично или механично заключване. Например, при обработката на тънък филм, безваловият коничен горен механизъм може да бъде адаптиран към хартиени сърцевини с различни диаметри чрез пневматично регулиране на налягането, със сила на заключване до 500 N.

3. Свързване на материали:

• Лепене с горещо топене: подходящо за пластмасово фолио, чрез нагряване и повърхност на разтопен материал за постигане на безпроблемно свързване. Например, при производството на полиетиленово фолио, температурата на свързване на горещата стопилка може да се контролира между 150 и 200 градуса по Целзий, а якостта на свързване може да достигне над 90% от основния материал.
• Ултразвуково свързване: Вибрацията с висока честота се използва за генериране на топлина чрез триене между молекулите на материала, което е подходящо за многослойни композитни материали. Например при производството на алуминиеви пластмасови композитни мембрани ултразвуковото свързване позволява адхезия на междинен слой без мехурчета за до 0,1 секунди.
• Залепване на ленти: лепяща лента с висока якост, бързо залепване, подходяща за хартия и други чупливи материали. Например, при производството на вестникарска хартия, самозалепващата лента може да бъде широка до 50 mm и силата на залепване може да отговори на изискванията за високо-скоростно пренавиване.

4. Преход на опън: PLC контролира скоростта на валцоване постепенно да намалява, докато новата скорост на валцоване се ускорява. Счупването на материала, причинено от внезапната промяна на скоростта, може да бъде предотвратено чрез регулиране на затворения контур на сензора за напрежение. Например, при обработка на тънък слой, времето за преход на опън може да се контролира до по-малко от една секунда, за да се осигури плавен преход на материала.

(III) Многослойна контролна логика.

• Долен контрол: PLC обработва сензорни сигнали (като фотоелектрични сензори и енкодери за диаметър) в реално време, задвижвайки серво мотори, цилиндри и други задвижващи механизми до милисекунди отговор. Например PLC може да завърши обработката на сигнала и да задвижи серво мотора, за да регулира позицията на водещата ролка в рамките на 1 ms по време на процеса на коригиране на лентата.
• Конфигуриране на координацията на средния слой: HMI интерфейсът задава параметри (като прагове на скоростта, опъна и диаметъра на ролката) и наблюдава състоянието на устройството (като температура и налягане), за да поддържа ръчна намеса. Например, операторът може да регулира скоростта на навиване или зададената точка на опън в реално време чрез HMI интерфейса, за да отговаря на различни материални или производствени нужди.
• Оптимизация на горния слой: Записване на производствени данни (напр. честота на смяна на ролки и процент на отказ) чрез индустриален Ethernet или облачна платформа. Алгоритмите с изкуствен интелект се използват за оптимизиране на логиката за смяна на рула и намаляване на времето за престой. Чрез анализиране на исторически данни, например, алгоритмите за изкуствен интелект могат да предскажат риска от счупване на ролката и предварително да коригират параметрите за смяна на ролката, повишавайки общата ефективност на устройството до над 95%.

(I) Задвижваща система

Пренавиващото устройство приема независим моторен задвижващ блок, като развиваща ролка, стрипер, долна ролка и т.н. Технологията за контрол на скоростта с променлива честота, като инвертора SINAMIC S120, осигурява точно съответствие между скорост и въртящ момент. Например:

· Развиващ ролков двигател: Необходим е голям въртящ момент, за да се преодолее инерцията на материала на ролката. Например в хартиената промишленост въртящият момент на двигател за разгръщане може да достигне 1000 Nm, за да отговори на изискванията за разгръщане на ролки с голям диаметър.

Избор и разпространение на мотор за рязане: изисква бърза скорост, гарантира точност на рязане. Например, при обработка на тънък филм, ножът може да се върти с 5000 оборота в минута с грешка на ширината на рязане по-малка от 0,05 mm.

(II) Актуатори

• Пневматични/хидравлични устройства: използвани за регулиране на натиска на притискащата ролка (напр. 0-10 бара въздушно налягане), действие на рязане (напр. . 0.1 mm позициониране на ниво) и затягане на ролката (напр. 5000 N сила на затягане). в производството на хартия, например, притискащите ролки могат да имат диапазон на регулиране на налягането от 0-10 бара, за да отговарят на изискванията за пренавиване на материали с различна дебелина.
• Сервомотор: Задвижвана водеща ролка с корекция на мрежата, точност на позициониране ± 0,1 mm, динамична честота на реакция до 1 kHz. Например, при обработката на тънък филм, серво моторът може да реагира на PLC команди, за да регулира позицията на водещата ролка за една милисекунда.

Инсталирайте сензор за опън: Осигурете- обратна връзка в реално време за напрежението на материала (напр. 0-500N обхват), поддържайте управление на затворен контур и гарантирайте, че колебанията на напрежението не надвишават ±1%. Например, при производството на оптични филми сензорът за напрежение може да бъде с точност ±0,1 N, осигурявайки безпроблемна работа на материала.

(III) Защитни устройства за безопасност

• Бутон за аварийно спиране: При авария незабавно прекъсва захранването и спира всички движещи се части. Например, когато оборудването или персоналът са изложени на риск, операторите могат да натиснат бутона за аварийно спиране, за да гарантират, че устройството спира да работи след 0,1 секунди.
• Защитен капак на уплътнението: не позволява на оператора да докосва въртящи се части и избягва механични повреди. Например, може да се монтира прозрачен защитен капак върху ключова част на макара, за да се наблюдава работният статус на оборудването, като същевременно се предотвратява докосването на въртящи се части от хора.
• Фотоелектрическа защита: защитните светлинни завеси откриват хора или препятствия, навлизащи в опасни зони и автоматично задействат аварийно спиране. Например, предпазна светлинна завеса ще бъде инсталирана около машината за макари, която ще открива сигнали и ще задейства аварийно спиране, когато човек или препятствие навлезе в опасна зона, гарантирайки безопасността.

Водено от Industry 4.0 и Intelligent Manufacturing, автоматичното навиване на бобини се движи към по-бързо, по-точно и по-интелигентно:

• Изберете висока скорост: над 2000 м/мин, поддържана от оптимизирана трансмисия и задвижващ механизъм. Например при високо{2}}скоростни производствени линии за филми автоматичното пренавиване може да достигне 2000 м/мин, отговаряйки на необходимостта от масово производство.
• Динамичен интелект: AI алгоритмите могат да предскажат риска от счупване на ролки, автоматично да коригират параметрите за смяна на ролки и да подобрят общата ефективност на устройството до над 95%. Чрез анализиране на исторически данни, например, алгоритмите за изкуствен интелект могат да предскажат кога една ролка ще се счупи и предварително да коригират скоростта на навиване на ролката или параметрите на опън, за да предотвратят счупването ѝ.
• ·Модулен дизайн: бързо сменяеми ролки, машина за рязане и свързващ модул за посрещане на нуждите на много{0}}разновидност, производство на малки партиди. Например, с модулен дизайн, макарата може да бъде заменена с различен размер макара или нож за по-малко от 10 минути до m