1、張力控制講座廣州中化日貿(mào)易有限公司,三菱電機(jī)株式會社,廣州中化日貿(mào)易有限公司 . 希望了解那些需要張力控制的新型機(jī)械設(shè)備。 積層陶瓷電容器制造裝置 液晶薄膜制造裝置 . 希望了解張力控制產(chǎn)品之間的性能差異以及與其它公司的比較。 尤其希望了解三菱電機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。 . 希望了解下述的性能差異及其理由 1）恒定張力控制 2）錐度控制 3）扭矩控制 . 對于裁切機(jī)及腹膜機(jī)而言，在放卷軸和收卷軸之間，一定需要中間軸或者夾輥嗎？ 由于設(shè)備結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)工藝（材料等）原因，有時(shí)不能使用中間軸或者夾輥，這時(shí)如何才能進(jìn)行理想 的張力控制？ . 卷徑變化及線速度較大時(shí)，通過矢量變頻器和電機(jī)的組合進(jìn)行張力控制，是否比磁

2、粉離合器和張力控 制器的張力控制更理想？ . 對繞線機(jī)及捻線機(jī)進(jìn)行張力控制時(shí)，使用三菱的哪種張力控制器產(chǎn)品比較好。 現(xiàn)在只使用磁粉產(chǎn)品對繞線機(jī)和捻線機(jī)進(jìn)行張力控制，三菱張力控制器一臺也沒使用，該如何使用呢？ . 對于裁切機(jī)而言，和哪個(gè)較好呢？其理由是什么？ 放卷收卷恒定張力控制收卷錐度控制放卷恒定張力控制 . 收卷進(jìn)行錐度控制，與降低收卷扭矩有什么不同？ 其理由是什么？ . 選定張力檢測器時(shí)，安裝在檢測器上的輥?zhàn)拥闹亓?，占檢測器檢測范圍的60%，當(dāng)實(shí)際檢測范圍為 40%時(shí)，是否要選擇更高等級的檢測器？,有哪些新設(shè)備需要使用張力控制！,房間里有哪些東西使用了張力控制呢？,在日常用品的制造工藝中使

3、用了張力控制。,有哪些新設(shè)備需要使用張力控制！,移動電話的零部件,陶瓷電容,陶瓷電容的制造工藝,涂膜,糊狀衍生物 (漿料),陶瓷片,內(nèi)部電極,涂層,加熱干燥,印刷內(nèi)部電極,裁切剝離,截面,陶瓷電容的制造工藝,涂膜,糊狀衍生物 (漿料),陶瓷片,內(nèi)部電極,涂層,加熱干燥,印刷內(nèi)部電極,裁切剝離,陶瓷電容涂布機(jī) Coater for ceramic capacitor,裝零食的袋子,零食,原來有6層結(jié)構(gòu)！,零食袋的制造工藝,制造,基體材料,一次加工,印刷,聚丙烯,制造,蒸發(fā)鍍膜,PET,制造,聚丙烯,覆膜,裁切,制袋,二次加工,DPP (雙軸拉伸聚丙烯),墨水,鋁,DES (雙軸拉伸PET薄膜),

4、CPP (Cast聚丙烯),聚乙烯,聚乙烯,薄膜截面圖,雙軸拉伸薄膜制造裝置,復(fù)卷機(jī) Winder,T模 T-Die,橫向拉伸機(jī) Transversal Stretching Machine,縱向拉伸機(jī) Longitudinal Stretching Machine,第二壓出機(jī) 2nd Extruder,收線機(jī) Take Up Unit,第一壓出機(jī) First Extruder,澆鑄膜制造裝置,鋼帶 Steel belt,制膜干燥裝置 Casting and dryer,干燥熱處理裝置 Dryer and heating,復(fù)卷機(jī) Winder,壓件 Casting die,出口縫隙 Die r

5、ip gap,凹板印刷機(jī),墨水裝置 Ink pan,壓印滾筒 Press roll,刮墨刀 Doctor blade,墨轆 Graver roll,真空鍍膜機(jī),真空罐外觀 Outer view of vacuumed tank,真空鍍膜機(jī),真空罐內(nèi)部 Inside of vacuumed tank,薄膜與機(jī)械 Film and machine,覆膜機(jī),DPP (雙軸拉伸聚丙烯),墨水,鋁,DES (雙軸拉伸PET薄膜),CPP (Cast聚丙烯),聚乙烯,聚乙烯,薄膜截面圖,覆膜機(jī) Laminator,裁切機(jī),薄膜用裁切機(jī) Slitter for film,裝袋機(jī),裝袋機(jī) Bagging ma

6、chine,液晶板,液晶電視機(jī),薄膜電容,LCD/偏光板的結(jié)構(gòu),偏光板的結(jié)構(gòu),LCD的結(jié)構(gòu),偏光片,位相差板,玻璃基板,彩色濾光片,ITO,玻璃基板,偏光片,增亮膜,擴(kuò)散板,導(dǎo)光板,表面處理,間隔物,棱鏡膜,冷陰極管,保護(hù)層的結(jié)構(gòu),PET,防靜電劑,膠粘劑,處理劑 防腐劑 抗擦傷劑,PET鍍膜,膠粘劑,防靜電劑,PET(基材),處理層,PET(剝離膜),膠粘劑,防靜電劑,PET(基材),處理層,一次加工,腹膜,裁切,二次加工,涂層,涂層機(jī)（鍍膜機(jī)）,無塵室內(nèi)的涂層機(jī) Coater in the clean room,分切機(jī),光學(xué)膜分切機(jī) Slitter for optical film,2張力

7、控制方式,使用調(diào)節(jié)輥進(jìn)行扭矩控制,使用調(diào)節(jié)輥進(jìn)行速度控制,使用張力檢測器進(jìn)行扭矩控制,使用張力檢測器進(jìn)行速度控制,張力控制的基礎(chǔ),張力、卷徑和扭矩的關(guān)系,左圖中,F（張力）,（D2r）,外徑（D）,張力（F）,扭矩（T）,張力控制的基礎(chǔ),張力、卷徑和扭矩的關(guān)系,即使速度變化，張力、卷徑和扭矩的關(guān)系也不變化。,這個(gè)關(guān)系在速度控制中也成立。,外徑（D）,張力（F）,扭矩（T）,扭矩控制和速度控制,扭矩控制,制動力與張力直接相關(guān) 張力控制精度較高 卷軸轉(zhuǎn)速由進(jìn)給電機(jī)牽引情況決定 會造成進(jìn)給電機(jī)和卷軸的同步偏差,扭矩控制和速度控制,速度控制,不能控制張力 張力調(diào)節(jié)輥受力決定張力 卷軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給電機(jī)同步

8、 張力穩(wěn)定,速度控制,扭矩控制,扭矩控制和速度控制,使用磁粉制動器和離合器,張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),只是相互拉拔無法進(jìn)行張力控制！,張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),通過主軸控制進(jìn)給速度,張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),通過卷軸控制收卷速度,張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),通過卷軸控制放卷速度,張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),張力調(diào)節(jié)輥的種類和張力,重錘張力調(diào)節(jié)裝置,彈簧張力調(diào)節(jié)裝置,張力等于砝碼重量的1/2 張力調(diào)節(jié)位置和張力無關(guān) 張力調(diào)節(jié)位置取決于輸入輸出速度,彈簧的彈力等于張力 張力調(diào)節(jié)位置因張力大小而變化 張力調(diào)節(jié)位置與速度差異無關(guān),通過張力調(diào)節(jié)輥進(jìn)行速度控制,即使在加減速時(shí)，也容易獲得穩(wěn)定的張力 即使通過長度較長，也

9、容易同步 還有吸收沖擊的作用 張力精度取決于氣壓和機(jī)械機(jī)構(gòu),張力調(diào)節(jié)輥位置和張力,臂式重錘張力調(diào)節(jié)裝置 即使氣壓一定，如果張力調(diào)節(jié)輥位置變化，張力也會發(fā)生變化 如果張力調(diào)節(jié)輥移動，由于張力調(diào)節(jié)輥機(jī)構(gòu)的重量慣性，張力也發(fā)生變化,若張力調(diào)節(jié)輥不能一直保持靜止，則張力也不能保持穩(wěn)定,利用張力調(diào)節(jié)輥進(jìn)行扭矩控制,它的張力控制精度比重錘張力調(diào)節(jié)裝置高 也有吸收沖擊的作用 張力精度比張力檢測器控制的精度低 需要保持彈簧穩(wěn)定,利用張力檢測器進(jìn)行扭矩控制,張力控制精度較高 保持一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，則張力也會穩(wěn)定 加減速時(shí)，需要進(jìn)行控制補(bǔ)償 通過長度較長時(shí)，不利于控制,利用張力檢測器進(jìn)行速度控制,結(jié)構(gòu)簡單，易于進(jìn)行速

10、度控制 張力精度高于張力調(diào)節(jié)裝置 張力的穩(wěn)定性較低 控制精度受材料特性影響較大,3. 恒定張力、錐度和恒定扭矩控制,染整加工產(chǎn)品的最終階段是“收卷”。 需要保證產(chǎn)品“收卷”階段的最終品質(zhì)為最優(yōu)。品質(zhì)產(chǎn)品價(jià)值 收卷時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)因材料卷緊引起“菊花花紋”等問題。 膠片、薄膜等薄的材料。,恒定張力、錐度張力和恒定扭矩,因張力控制方式不同而引起的差異,一 定,遞減,反比例,恒定張力引起的問題,菊花花紋恒定張力控制時(shí)的不良現(xiàn)象 因外層卷收緊引起內(nèi)層張力下降 （壓縮），而導(dǎo)致出現(xiàn)這種情況。,卷緊,膠片內(nèi)側(cè)受損。,卷緊問題,卷緊對策 通過錐度張力控制，防止卷緊現(xiàn)象 發(fā)生。,卷緊,正常,恒定扭矩引起的問題,卷偏

11、移（竹筍形、望遠(yuǎn)鏡形） 層間壓縮力過小，層間含有許多空氣層，導(dǎo)致卷松弛現(xiàn)象，而發(fā)生卷偏移。,卷偏移,膠片偏向一側(cè)。,張力控制方式引起的差異,恒定張力控制“張力控制器” 放卷和中間軸印刷、噴涂和裁切等 成本：中卷比26 錐度張力控制 “張力控制器”“卷徑檢測” 收卷最終工藝（后加工） 成本：高卷比29 恒定扭矩控制“手動電源” 中間軸和收卷剪切機(jī)的邊部收卷 成本：低 只收卷,三菱電機(jī)株式會社,線控制篇,（速度控制和張力控制）,4張力控制和速度控制,速度控制和張力控制,速度控制裝置 通過速度反饋，來保持恒定 利用PLG（編碼器）檢測轉(zhuǎn)速及線速度,張力控制裝置 通過張力反饋，來保持恒定 利用張力檢測

12、器檢測張力,通用變頻器,張力控制器,傳感器,PLG（編碼器） 速度傳感器,張力檢測器 張力傳感器,帶PLG的三相電機(jī),編碼器,線控制,張力控制必須與速度控制配合進(jìn)行 機(jī)械必須有主軸（主軸=速度基準(zhǔn)） 通常夾輥連接電機(jī) 對有主軸的機(jī)械，對其主軸進(jìn)行速度控制 ，在放卷軸和收卷軸進(jìn)行張力控制 無主軸的機(jī)械，在收卷軸進(jìn)行速度（1）控制 ，在放卷軸進(jìn)行張力（2）控制 （1速度和2張力可替換）,線控制,有主軸的機(jī)械,無主軸的機(jī)械,張力恒定,張力恒定,張力恒定,速度恒定,速度恒定,線控制主軸的速度控制,速度由通用變頻器感應(yīng)電機(jī)（三相電機(jī)） 控制。 主軸由于沒有卷徑變化，卷徑也比較小，因此電機(jī)容量較小。 P（

13、W） 0.105N（r/min）T（Nm）,線控制放卷有主軸,放卷張力控制 放卷為“制動器控制” 扭矩控制 代表性執(zhí)行機(jī)有： 磁粉制動器 矢量電機(jī)（再生） AC伺服電機(jī)（再生）,收卷張力控制 收卷“離合器控制” 扭矩控制 代表性執(zhí)行機(jī)有： 磁粉離合器 矢量電機(jī)（動力運(yùn)轉(zhuǎn)） AC伺服電機(jī)（動力運(yùn)轉(zhuǎn)）,線控制收卷有主軸,線控制收卷無主軸,收卷速度控制 收卷為“轉(zhuǎn)速控制” 代表性執(zhí)行機(jī)有： 通用變頻器 AC伺服電機(jī),線控制收卷無主軸,收卷速度控制 轉(zhuǎn)速一定時(shí)，由于收卷軸變粗，所以 線速度提高。 因此，為了確保線速度一定，隨著收卷軸 變粗，需要控制轉(zhuǎn)速放慢。 PLC演算 N（r/min）V（m/min

14、）D（m）, 線速度一定,D 卷徑 大,N 轉(zhuǎn)速 小,線控制執(zhí)行機(jī),磁粉制動器 放卷：磁粉制動器 最簡單的結(jié)構(gòu)（低成本）,線控制執(zhí)行機(jī),磁粉離合器 收卷：磁粉離合器三相電機(jī) 放卷：磁粉離合器（逆轉(zhuǎn)輸入）三相電機(jī) 超低速的線速度（反張力、停止）,逆旋轉(zhuǎn),反 轉(zhuǎn),線控制執(zhí)行機(jī),變頻器、AC伺服電機(jī) 收卷：矢量電機(jī)、AC伺服電機(jī),線控制執(zhí)行機(jī),變頻器、AC伺服電機(jī) 放卷：矢量電機(jī)、AC伺服電機(jī) 再生選擇（大空間、高成本）,線控制變頻器,變頻器的種類 1）通用變頻器速度控制 FR-S500、FR-E500、FR-A500、（FR-A700） VS MINI J7、VS MINI V7（安川電機(jī)） 2）

15、專用變頻器風(fēng)扇用矢量控制 FR-F500風(fēng)扇用 FR-V500矢量專用 FR-A700通用或矢量（需FRA7AP） Varispeed F7 、Varispeed G7通用或矢量（安川）,線控制轉(zhuǎn)換器,通用變頻器速度控制、位置控制、（扭矩控制） FR-S500、FR-E500、FR-A500、（FR-A700） VF控制 磁通矢量控制 高級磁通矢量控制 2）專用變頻器扭矩控制、位置控制、速度控制 FR-V500、FR-A700、Varispeed F7 、Varispeed G7 無實(shí)時(shí)傳感器的矢量控制 帶PLG矢量控制 矢量控制,5. 磁粉控制和電機(jī)控制,變頻器控制 需要根據(jù)控制方法決定變頻

16、器的等級。卷軸控制時(shí)，一般需要選定矢量變頻器以上的等級。,磁粉控制和電機(jī)控制,扭矩控制范圍為： 只需計(jì)算（最大張力最小張力）（最大卷徑最小卷徑），即可計(jì)算扭矩范圍。,磁粉控制和電機(jī)控制,轉(zhuǎn)速范圍為：只需計(jì)算（最大速度最小速度）（最大卷徑最小卷徑），即可計(jì)算轉(zhuǎn)速范圍。但在扭矩控制時(shí)，需要盡量減小齒輪比。,轉(zhuǎn)速控制范圍是否合適？,最低可控制的轉(zhuǎn)速為：V500 : 1.2HzA700 : 3Hz,變頻器控制選定上的注意事項(xiàng),變頻器控制注意事項(xiàng),注意變頻器的控制方法 選定合適的齒輪比 注意低轉(zhuǎn)速區(qū)域的控制性 注意感應(yīng)電機(jī)的扭矩特性 考慮再生容量 注意低扭矩指令時(shí)的啟動特性,6繞線機(jī),在繞線筒上卷線的設(shè)

17、備,專用張力控制器,磁滯制動器,繞線機(jī),繞線機(jī)的結(jié)構(gòu),捻線機(jī),將復(fù)數(shù)以上芯線捻合在一起的設(shè)備,繞線機(jī)和捻線機(jī)的控制,材料：細(xì)、柔軟、易斷的線材 傳感器：特殊的結(jié)構(gòu) 線速度：有加減速、速度較快 收卷：把線纏繞到繞線管 張力控制：廠家開發(fā)專用張力控制器 控制較難需要專業(yè)技術(shù) 機(jī)械制造：專業(yè)繞線公司 與其選用三菱電機(jī)的張力控制器不如選用其他公司的專用張力控制器,7裁切機(jī),薄膜用裁切機(jī) Slitter for film,分切機(jī),光學(xué)膜分切機(jī) Slitter for optical film,分切機(jī)的控制, 收卷放卷都進(jìn)行恒定張力控制 收卷錐度控制 放卷恒定張力控制 比好 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 錐度控制的必要性

18、卷收緊、卷偏移 取決于 材料厚度、種類和最大卷徑 其他控制方法 摩擦輥 接觸壓輥,收卷時(shí)，卷徑和扭矩的關(guān)系 因錐度比率、最小直徑和最大直徑 不同而變化 扭矩為二次方程式，其曲線為 向右方上升的曲線 上方凸出的曲線,8收卷錐度控制,收卷錐度控制,收卷時(shí)的扭矩和張力的關(guān)系 向右方上升上方凸出,收卷錐度控制,收卷時(shí) 卷徑和扭矩的關(guān)系為 二次方程式。 因此，在錐度控制中降低張力時(shí)， 扭矩不一定也同樣減小。,檢測器的選定 輥載荷 60% 張力載荷 40% 總載荷100% 在選定程序上 （輥張力）載荷 額定的80%,9檢測器的選定,檢測器的選定 在選定程序上 載荷 額定的80%的理由 對應(yīng)張力的非平衡狀態(tài) 張力在右端和左端不同時(shí)。 材料只在輥的單側(cè)時(shí)。 EPC動作時(shí)。,檢測器的選定,結(jié)論 在選定程序上 載荷 額定 時(shí)，最好使用高一等級的檢測器。 例外 廠家保證100%可以使用時(shí),檢測器的選定,10實(shí)用系統(tǒng)的介紹,放卷控制的機(jī)械損耗抵消,機(jī)械損耗,實(shí)用系統(tǒng)的介紹,放卷控制的機(jī)械損耗抵消,機(jī)械損耗,