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《真空鍍膜機卷繞系統(tǒng)中張力控制的研究_邵文韞碩士》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、機床與液壓2004No12123真空鍍膜機卷繞系統(tǒng)中張力控制的研究邵文韞,王陽明(上海大學機械電子工程與自動化學院,上海200072)摘要:本文對真空鍍膜機卷繞系統(tǒng)進行了分析,找到了影響張力控制的機械環(huán)節(jié),設計采用了放膜和收膜的全自動閉環(huán)式張力控制方式。關鍵詞:卷繞系統(tǒng);張力控制;全自動閉環(huán)控制中圖分類號:TH605文獻標識碼:A文章編號:1001-3881(2004)12-123-2StudyonTensionControlinWindingSystemofVacuumCoatingMach
2、ineSHAOWen-yun,WANGYang-ming(SchoolofMechanicalandElectronicEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Theunwinding/windingsystemofvacuumcoatingmachinewasanalyzed,themechanicalfactorsthatimpairtensioncontrolwerefoundout,andtheau
3、tomaticclosed-loopcontrolmodeofunwindingfilmandwindingfilmsystemwasdesigned.Keywords:Theunwinding/windingsystem;Tensioncontrol;Automaticclosed-loopcontrolmode0引言圖1中,未鍍膜母卷安裝在放膜輥1上,母卷最此次開發(fā)的真空鍍膜機主要用于PET、OPP、大直徑550mm,經(jīng)過如圖1所示的穿膜方式,在主輥BOPP等塑料薄膜上連續(xù)蒸鍍單面金屬膜,可用于生5底部位置
4、上鍍膜,最終由收卷輥10收成成品電容產(chǎn)鍍鋁及鍍鋅鋁電容膜。其中卷繞張力控制技術是真膜卷?？斟兡C中的關鍵技術,卷繞張力控制的精度、穩(wěn)定性直接影響真空鍍膜機對原料膜的適應能力和產(chǎn)品的質量。在設備運行過程中材料行走的穩(wěn)定性直接影響鍍膜質量,要防止橫向滑移、起伏、輥軸間的滑動。材料張力小,則材料和輥軸間摩擦力小,容易發(fā)生相對滑動,且材料可能會產(chǎn)生皺紋;張力大,同樣也會產(chǎn)生皺紋且材料會在拉伸的狀態(tài)下鍍膜。無論是在有皺紋的情況下鍍膜,還是在拉伸的狀態(tài)下鍍膜都會影響鍍膜精度。若材料張力不合適且經(jīng)常變動則鍍膜精度大大降低。另外
5、,若鍍膜精度問題解決得好,但收膜時張力圖1真空鍍膜機卷繞系統(tǒng)的結構簡圖控制不好亦會使電容膜產(chǎn)生皺紋、橫向錯位及間隙。圖1中主輥5的速度決定了整機的鍍膜速度,與影響收卷緊密度和收卷直徑,并最終影響到電容膜的張力無關,只是張力大的話,馬達的輸出功率將變精度。大。為了保證鍍膜精度,該速度應盡可能保持穩(wěn)定,1系統(tǒng)設計為此,采用伺服電機保證主輥的恒定速度。電機與主該系統(tǒng)包括三大部分:放膜張力控制、主輥速度輥之間通過齒輪系進行運動傳遞,以便實現(xiàn)減速和增[1,2]控制、收膜張力控制。大力矩的目的,圖2是主輥控制的原理圖。1
6、1放膜/收膜時張力F和卷徑D的關系:放膜/收膜時施加在卷繞軸上的轉矩T和卷徑D有如下關系:T=FD/2=DF/2(1)DF=T=2T/D(2)2圖2主輥控制的原理圖由(1)式可以看出,當轉矩一定時,張力與卷圖2中伺服電機的轉矩Mm,主輥轉矩ML,齒輪徑呈反比,由(2)式可以看出,當張力保持一定時,1轉矩M1,齒輪2轉矩M2,齒輪1和齒輪2轉速、轉矩與卷徑成正比。因此在放膜和收膜時為了保持張齒數(shù)、粘性摩擦系數(shù)和轉動慣量分別用1,Z1,f1,力恒定,就必需使轉矩隨卷徑的變化而變化。J1和2,Z2,f2,J
7、2表示,然后用力學中定軸轉動12真空鍍膜機卷繞系統(tǒng)的動靜法分別寫出齒輪1和齒輪2的運動方程:124機床與液壓2004No12d1此采用了三菱LE-齒輪1:J1+f11+M1=Mmdt40MTB-E型張力控齒輪2:Jd2+f+M=M制器進行閉環(huán)控制。2dt22L2因為電容膜收消去中間變量2,M1,M2圖3放膜卷張力控制框圖卷質量和鍍膜質量可得主輥系統(tǒng)微分方程式:22均受收卷張力的影響,所以收卷時在收膜過程中通過Z1d1Z1Mm=J1+J2+f1+f21+使用LE-40MD型卷徑計算單
8、元與LE-40MTB-E型Z2dtZ2[4,5]Z2張力控制器聯(lián)合使用,采用外部錐度控制可高精1ML(3)Z2度地進行張力控制?？刂瓶驁D如圖4所示。從(3)式可以看出:對于主輥而言,由于1是保持不變的,所以齒輪系的機械損耗轉矩的變動和加速減速時速度變動的慣性影響很有限。然而在放膜輥和收膜輥上由于卷徑是時刻變化的,為了保持定張力,放膜和收膜的速度也必定是時刻變化的,這樣一
