驅動器在真空鍍膜機上的應用
驅動器在真空鍍膜機上的應用
懸浮式高真空卷繞式鍍膜機是包裝工業(yè)的關鍵設備之一,其卷繞控制對張力精度、加減速時間要求都很高。丹佛斯FC302系列伺服性能驅動器加上新一代MCO305高速運動控制器,能以分布式的方式實現快速轉速檢測和卷徑計算,并提供高精度的轉矩控制,很好地滿足了真空鍍膜機的卷繞控制要求。本文就丹佛斯FC302系列驅動器在真空鍍膜機上的應用加以詳細論述。關鍵詞:中心卷繞 張力控制
懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的卷繞控制要求高精度的轉矩控制,以前一般采用直流驅動,但是隨著交流驅動技術的飛速發(fā)展,現在逐步采用交流永磁同步伺服電機或交流異步電機驅動。
驅動器具有伺服級的驅動性能,驅動交流異步電機也有實現平穩(wěn)的轉矩控制,為這個行業(yè)提供了一種易用的解決方案,用戶只需要設置幾個簡單的參數,就能滿足實際生產需求,操作和調試也非常簡便。一、懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的傳動結構:
放卷轉向為正
放卷轉向為負鍍膜機的傳動機構 驅動懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的典型傳動結構,其中:M1為冷卻輥,直徑恒定,由一臺FC302驅動,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FC302驅動,提供收卷張力。M3為放卷輥,中心卷繞,直徑逐步變小,由一臺FC302驅動,提供放卷張力。冷卻輥和收卷輥的轉向是固定的,但是放卷輥由于卷筒卷繞方向不同,工作時有正、反兩種轉向,對應反、正兩種轉矩。真空鍍膜機傳動系統(tǒng)的特點:1. 由于真空室狹小,無法安裝張力檢測裝置,所以收、放卷張力完全要靠收、放卷驅動的電機直接控制。因此收、放卷驅動器都工作于轉矩工作模式。對于較輕較薄的材料,收卷還必須有張力錐度功能。2. 由于工藝方面的原因,起主傳動作用的冷卻輥上沒有壓輥,因此冷卻輥只能靠摩擦力帶動薄膜;收、放卷張力相差較大時,薄膜很容易在冷卻輥上打滑。如何防止打滑是驅動控制方面的難題。
控制系統(tǒng)結構電氣自控系統(tǒng)
主編碼器接口信號來自冷卻輥電機編碼器,負責采集線速度信號;從編碼器信號來自本機電機編碼器,采集本機轉速,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。冷卻輥控制相對比較簡單,主要負責恒線速度控制與計米。PLC負責一般的數字邏輯控制,所有計算全部在運動控制器MCO305內完成。運動控制器MCO305的詳細資料請參見參考文獻[2]。 卷徑計算: 根據線速度相同原理:可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。 收卷張力錐度控制: 有了當前卷徑值,和張力錐度設定值,就能計算當前張力。張力與卷徑的關系如圖3所示,當張力錐度為0時,張力保持恒定不變,相當于恒張力控制;當張力錐度為100%時,卷徑每增大1倍,張力就下降一半,相當于恒轉矩控制。 計算公式如下:
張立錐度曲線
其中:D為當前卷徑 Dmin為最小卷徑 Tap為張力錐度 Tref為追小卷徑時的張力錐度參考值當Tap=0時,Ttap = Tref當Tap=1時,Ttap = 加減速轉矩和摩擦轉矩: 為了實現高精度的張力控制,程序中還必須加入摩擦轉矩和加減速轉矩補償。加速轉矩Tβ = β×J其中,β為角加速度;轉動慣量
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