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金属分条机张力控制系统


  金属分条机,是金属卷材开卷时常用的自动化生产线,而控制系统,又是分条机生产线中最关键的组成部分,在分条机控制系统中,一般采用涨力变频调速做恒张力控制。该专用变频器具备卷径计算、惯量补偿、摩擦系数补偿、张力锥度控制等功能。非常方便以低成本方式实现高性能、高可靠性的自动恒张力控制系统方案。


  一、系统组成介绍


  分条机,就是将金属大幅宽带材纵切成若干所需规格的小幅宽的带条的一种机械设备。在主牵引的驱动下,带材由放卷辊向收卷辊的方向运动,切刀辊上装有若干把切刀,带材在经过切刀辊时分切成若干的窄幅宽的带条,将分切后的带条收卷在收卷辊上,收卷方式为中心收卷。其中放卷部分由磁粉离合器控制张力,主牵引和收卷辊分别用变频器驱动。


  二、改造方案介绍(以变频器为例)


  1、主牵引使用通用变频器MD380驱动,工作在开环矢量速度模式控制下,控制金属分条机的运行速度,用电位器R1来调节速度的大小,其AO1端口作为运行频率的输出,作为收卷变频器的线速度给定;


  2、收卷辊使用专用变频器MD330驱动,工作在张力开环转矩控制模式下,该工作模式下,电机需安装编码器。MD330是一种可以实现恒张力控制的变频器,变频器通过接收来自主牵引MD380变频器AO1端口输出的线速度信号后进行内部的计算,可以获得料卷的实时卷径,通过算出的卷径控制变频器的输出力矩来获得恒张力控制。系统的收卷张力通过电位器R2来调节;


  3、MD330变频器为了避免在收卷时出现菜心状(薄板收卷时),在内部计算时加入了一定的锥度计算,张力会随着卷径的变大而相应的衰减,这会是分条后的产品幅宽随着卷径的变大而越来越宽,为了避免这种情况,PLC通过通讯的方式从MD380读取料卷的当前卷径,然后根据卷径的逐渐变化线性的补偿这一部分衰减的张力,使张力保持恒定。


  三、方案优势分析


  1、和原系统相比,切削尺寸精度由 0.5mm 提高到0.2mm;

  2、引入线性张力补偿,提高分条产品的质量稳定性;

  3、系统简洁,调试简单,恒张力控制基本不受速度影响;

  4、分条过程张力恒定,无需人为调节张力;

  5、克服了磁粉收卷固有的弱点,可实现高速分条,同时提高了设备的可靠性。

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