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摘要：本文主要介紹偉創(chuàng)張力專用型AC90 變頻器在印刷包裝行業(yè)復(fù)合機(jī)上面的應(yīng)用
關(guān)鍵字：AC90變頻器 張力 偉創(chuàng) 復(fù)合機(jī) 印刷包裝
一、前言
復(fù)合機(jī)是包裝印刷行業(yè)中重要設(shè)備，是將兩層或兩層以上相同或不同的材料如布和布，布和紙，布和人造革以及各種塑料、橡膠片材卷材把它們加熱到溶化、半溶化狀態(tài)或者用一種特制粘合劑復(fù)合為一體的機(jī)械。
一般說的復(fù)合機(jī)是指家紡、服裝、家具、汽車內(nèi)飾及其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)中一種復(fù)合設(shè)備，主要用于各類布料、皮革、膜、紙、海綿等二層或多層的貼合生產(chǎn)工藝。具體又分為有膠復(fù)合和無膠復(fù)合，有膠復(fù)合又分為水膠、PU油膠、熱熔膠等，無膠復(fù)合工藝多為材料之間直接熱壓粘合或用火焰燃燒復(fù)合。
常見的復(fù)合機(jī)的分類有：噴膠復(fù)合機(jī)、膠點(diǎn)轉(zhuǎn)移復(fù)合機(jī)、火焰復(fù)合機(jī)、網(wǎng)帶復(fù)合機(jī)和雙膠復(fù)合機(jī)。
1、控制系統(tǒng)現(xiàn)狀
行業(yè)中目前常用的方案：收卷張力通過磁粉離合器或力矩電機(jī)來控制，第一、第二放卷張力通過磁粉制動(dòng)器來控制。烘箱段張力的控制主要是通過浮輥電位器來檢測(cè)速度的偏差，通過電位器手動(dòng)或通過同步控制板來自動(dòng)調(diào)節(jié)復(fù)合電機(jī)與上膠電機(jī)速度的同步來保持恒張力。
2、目前存在的問題
A、在很多經(jīng)濟(jì)型復(fù)合機(jī)中還是采用滑差電機(jī)作為上膠電機(jī)和復(fù)合電機(jī)的首選，導(dǎo)致耗能大、維護(hù)繁瑣、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。
B、磁粉離合器因?yàn)樵谛【砑按缶頃r(shí)過大的滑差，以及在收大卷時(shí)需要輸出大轉(zhuǎn)矩即需要更大的電流，從而造成的磁粉發(fā)熱因而容易損壞。
C、力矩電機(jī)在控制收卷時(shí)由于在小卷及大卷時(shí)需要保持一定的張力錐度，所以經(jīng)常人為調(diào)節(jié)力矩大小，來保證內(nèi)緊外松的收卷效果。不同的操作人員生產(chǎn)出來的產(chǎn)品差別較大。而且力矩電機(jī)調(diào)速范圍較小。
D、用同步控制板來調(diào)節(jié)烘箱段張力調(diào)試較麻煩，一般在加減速過程中浮輥不穩(wěn)定，而且由于非專業(yè)制造此同步板是復(fù)合機(jī)的一個(gè)故障點(diǎn)。如果用電位器來手動(dòng)調(diào)節(jié)同步，操作比較麻煩，而且人為影響因素較大，造成同步失靈現(xiàn)象的發(fā)生。
三、復(fù)合機(jī)工藝及電氣方案
該設(shè)備放卷材料是厚度為0.08mm，寬度為900~1200mm 的薄膜，對(duì)放卷有如下要求：
- 收卷和放卷速度穩(wěn)定。收卷和放卷速度為20~200m/min，可平穩(wěn)啟動(dòng)停止
- 張力均衡并可調(diào)。按照設(shè)定的張力，保持最小的波動(dòng)范圍，保證紙張放卷的松緊度。同時(shí)，根據(jù)材料的寬幅和最大卷徑不同，可方便調(diào)節(jié)設(shè)定張力。
- 放卷輥力矩方向能切換。紙張上膠水面不同時(shí)，需要翻轉(zhuǎn)，力矩方向就必須改變。
- 由于是被動(dòng)放卷，放卷電機(jī)是工作在發(fā)電模式，為保證變頻器不過壓，必須加剎車電阻。
- 收卷張力隨卷徑的增大而減小，實(shí)現(xiàn)內(nèi)緊外松的最佳收卷效果。
此復(fù)合機(jī)是處理塑料薄膜工藝中(如薄膜印刷)的一個(gè)重要設(shè)備，如下圖所示。本系統(tǒng)中，薄膜卷通過放卷架放卷，然后通過涂膠槽涂膠，進(jìn)入復(fù)合牽引輥后，在復(fù)合控制箱中進(jìn)行加熱處理，再與另外一層薄膜進(jìn)行復(fù)合，最后由收卷電機(jī)進(jìn)行收卷。
系統(tǒng)方案說明：
偉創(chuàng)AC90最常用的是張力開環(huán)控制，無需張力檢測(cè)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。變頻器工作在轉(zhuǎn)矩模式下，所以首先變頻器應(yīng)該工作在閉環(huán)矢量模式下。需要加裝旋轉(zhuǎn)編碼器，而且編碼器的安裝最好是安裝在電機(jī)軸上。如果需要控制的張力較小，則編碼器的脈沖數(shù)不要低于1000，若需控制張力較大，用600線以上的編碼器則可。
1、 放卷結(jié)構(gòu)
一層放卷變頻器用偉創(chuàng)AC90張力專用型，功率為2.2kw。采用開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制模式，被動(dòng)放卷，并加編碼器，做閉環(huán)矢量控制，保證轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性。生產(chǎn)速度由系統(tǒng)涂膠驅(qū)動(dòng)變頻器給定。開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制不需要張力反饋，變頻器靠輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到控制張力的效果，故系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的輸出值依賴卷徑計(jì)算，設(shè)置好卷徑計(jì)算相關(guān)參數(shù)是非常重要的。在該設(shè)備中，采用線速度信號(hào)方法計(jì)算當(dāng)前卷徑。即采用系統(tǒng)涂膠驅(qū)動(dòng)變頻器給定的運(yùn)行頻率模擬輸出信號(hào)作為線速度信號(hào)，將的涂膠驅(qū)動(dòng)變頻器最高頻率對(duì)應(yīng)的最大線速度計(jì)算出來。
二層層放卷變頻器用偉創(chuàng)AC90張力專用型，功率為2.2kw。采用開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制模式，被動(dòng)放卷，并加編碼器，做閉環(huán)矢量控制，保證轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性。生產(chǎn)速度由系統(tǒng)復(fù)合驅(qū)動(dòng)變頻器給定。開環(huán)張力轉(zhuǎn)矩控制不需要張力反饋，變頻器靠輸出轉(zhuǎn)矩達(dá)到控制張力的效果，故系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但當(dāng)前轉(zhuǎn)矩的輸出值依賴卷徑計(jì)算，設(shè)置好卷徑計(jì)算相關(guān)參數(shù)是非常重要的。在該設(shè)備中，采用線速度信號(hào)方法計(jì)算當(dāng)前卷徑。即采用系統(tǒng)復(fù)合驅(qū)動(dòng)變頻器給定的運(yùn)行頻率模擬輸出信號(hào)作為線速度信號(hào)，將的復(fù)合驅(qū)動(dòng)變頻器最高頻率對(duì)應(yīng)的最大線速度計(jì)算出來。
2、收卷結(jié)構(gòu)
偉創(chuàng)AC90變頻器是一種可以實(shí)現(xiàn)收卷或放卷過程的恒張力控制的變頻器�？梢酝ㄟ^變頻器內(nèi)部的計(jì)算，獲得材料的實(shí)際卷徑，通過控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩來獲得恒張力控制。偉創(chuàng)變頻器可以通過設(shè)置系統(tǒng)慣量補(bǔ)償、摩擦補(bǔ)償及材料慣量補(bǔ)償來補(bǔ)償由于系統(tǒng)慣量、磨擦阻力及材料慣量引起的起動(dòng)或加速過程中速度不均勻的情況，獲得非常平穩(wěn)的張力控制效果。方案簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。AC90還可以通過設(shè)置張力錐度系數(shù)，使得收卷張力隨卷徑的增大而減小，實(shí)現(xiàn)內(nèi)緊外松的最佳收卷效果。
3、涂膠機(jī)構(gòu)和復(fù)合機(jī)構(gòu)
由于系統(tǒng)的線速度較高，涂膠和復(fù)合機(jī)構(gòu)采用偉創(chuàng)AC80B高性能矢量變頻器，頻率通道均主加輔的模式，主速度運(yùn)用UP/DOWN的方式，能夠同時(shí)幾個(gè)地方增減車速，輔助速度由電位器給定，系統(tǒng)中的涂膠輥和復(fù)合輥上都有精密測(cè)速裝置，兩輥的線速度可以通過電位器進(jìn)行微調(diào)，使得車速在高速時(shí)得到穩(wěn)定運(yùn)行。
另外在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，一定要注意機(jī)身要良好的接地。特別是一些干燥少雨的地區(qū)，對(duì)接地端要進(jìn)行特殊處理。否則，變頻器工作時(shí)機(jī)器表面積聚的靜電可能會(huì)引起火災(zāi)。
四、系統(tǒng)方案優(yōu)勢(shì)
1、系統(tǒng)速度響應(yīng)迅速,電機(jī)之間運(yùn)行同步，保證了復(fù)合材料的恒張力傳送。
2、生產(chǎn)線速度在高速運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定、張力穩(wěn)定。
3、電機(jī)加減速過程平緩，降低了設(shè)備故障率。
4、偉創(chuàng)變頻器能低速穩(wěn)定性好，可在0.3HZ以上平穩(wěn)運(yùn)行。
5、系統(tǒng)操作運(yùn)行方便，節(jié)點(diǎn)少，調(diào)試簡(jiǎn)單，方便維護(hù)。
五、總結(jié)
實(shí)踐證明本方案具有良好的電機(jī)同步控制性能，使線速度保持一致，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的恒張力傳送，使復(fù)合材料在生產(chǎn)過程中松緊度一致，提高了復(fù)合產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。
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