Detaljeret forklaring af arbejdsprincippet for automatisk rulleskiftefunktion på oprulleren

Som kerneudstyr i papirfremstillings- og filmforarbejdningsindustrien er valsemaskine ansvarlig for nøgleopgaven med at skære, vikle og oparbejde råpapir eller filmruller. Dens kernefunktion ligger i at opnå højkvalitets færdigrulleproduktion ved præcis kontrol af rullespænding, hastighed og skærepræcision. Traditionel spolemaskine kræver dog manuel indgriben i processen med tilbagespoling, hvilket ikke kun vil føre til produktionsafbrydelser og ineffektivitet, men også forårsage materialespild eller udstyrsfejl på grund af forkert drift. For eksempel kan materialespænding og brud på grund af manglende hastighed under manuel tilbagespoling eller ujævn kant på færdigt produkt på grund af unøjagtig placering reducere produktkvaliteten.

Udrulningen af ​​den automatiske-lydstyrkeændring har fuldstændig ændret det. Ved at integrere sensorer, PLC-kontrolsystem og aktuatorer kan oprulleren automatisk skifte mellem gamle og nye ruller, når de når en forudindstillet tærskel, eller når en kvalitetsfejl opdages. Denne funktion forkorter ikke kun tilbagespolingstiden fra minutter til sekunder, den forbedrer produktiviteten markant, minimerer manuel betjening og reducerer menneskelige fejl og sikkerhedsrisici. For eksempel kan automatisk tilbagespoling i høj-filmproduktionslinje undgå nedetid forårsaget af manuel tilbagespoling og forbedre udstyrets samlede effektivitet med mere end 30 %, hvilket bliver en uundværlig intelligent opgradering i moderne industriel produktion.

(I) Fotoelektriske sensorer og korrektionssystem

Nøjagtigheden af ​​rullematerialepositionering er grundlaget for automatisk rulleskift. Fotoelektriske sensorer, almindeligvis kendt som "optoelektroniske øjne", udsender og modtager infrarødt lys, registrerer kantpositionen af ​​rullematerialet i realtid, konverterer signalet til digitale mængder og sender det til PLC. PLC foretager logiske vurderinger baseret på forudbestemte parametre (f.eks. kantforskydning) og driver korrektionsmekanisme (f.eks. styreruller) for at justere forskydning eller vinkel.

• Forskydningsjustering: Dette involverer flytning af styrerullerne som helhed, velegnet til udskiftning af ruller med høj-hastighed. Den bevæger sig meget, men reagerer hurtigt. For eksempel, i tyndfilmsbehandling, når længden af ​​rullematerialet er mere end 0,5 mm, kan styrerullerne bevæge sig 10 mm inden for 5 mm for at fuldføre grovjusteringen.
• Vinkeljustering: Dette involverer rotation af styrerullerne for at opnå finjustering. Den har en lille amplitudebevægelse og er mere velegnet til mellemkorrektion eller meget høje præcisionskrav. For eksempel ved produktion af optiske film kan vinkeljustering nå ± 0,01 graders nøjagtighed for at sikre, at rullematerialet altid er i centrum.

Casestudie: Ved filmbehandling kan fotoelektriske sensorer registrere kantafvigelser på 0,1 mm, og servomotoren driver styrerullerne på 10 millisekunder. Processen opnås ved lukket-sløjfestyring med kontinuerlig feedback fra sensorer og PLC PLC, der justerer styrerullens positionssignaler for at sikre, at rullematerialets kantafvigelse altid er mindre end 0,1 mm.

(II) Detektion af rullediameter og dynamisk kompensation.

Ændringen af ​​viklingsdiameter er et almindeligt fænomen i viklingsprocessen. Ultralydssensorer eller indkodere overvåger rullediameteren i realtid og sender dataene tilbage til PLC. PLC justerer automatisk tilbagespolingshastigheden i henhold til variationen af ​​rullediameterændringerne, hvilket sikrer, at den lineære hastighed forbliver den samme (dvs. længden af ​​materialepassage pr. tidsenhed forbliver den samme), mens den dynamisk kompenserer for spændingsudsving.

• Når viklingsdiameteren øges, reducerer PLC hastigheden på viklingsvalsen for at forhindre, at materiale strækkes eller knækker på grund af for høj linjehastighed. For eksempel i papirindustrien kan PLC reducere tilbagespolingshastigheden fra 500m/min til 167m/min, når spolediameteren øges fra de oprindelige 500mm til 1500mm.
• Spændingskompensation: Ved at justere trykket på trykrullerne eller drejningsmomentet på servomotoren kan effekten af ​​at øge rullens diameter på spændingen udlignes, og den konstante strøm af materialer kan opretholdes. For eksempel ved tyndfilmsbehandling, når rullediameteren øges, kan PLC øge trykket på trykrullen fra 2 bar til 5 bar, mens servomotorens drejningsmoment justeres for at opretholde konstant spænding.

Casestudie: I papirindustrien, når rullediameteren stiger fra 500 mm til 1500 mm, bruger PLC lukket sløjfestyring gennem spændingsspændingssignalsensorer for at sikre, at spændingsudsving ikke overstiger ±5 N.

(I) Udløsningsbetingelser for automatisk tilbagespoling.

Automatisk rulleskift, hvis en af ​​følgende betingelser er opfyldt:

• Forudindstillet tærskel: Den aktuelle rullelængde eller -diameter når den øvre grænse, der er indstillet af PLC (f.eks. . 10.000 m i længden eller 1.500 mm i diameter).
• Nødsituation: Sensorer registrerer et afskåret hoved, rynker eller kvalitetsfejl og udløser straks en nødudskiftningsrulle for at undgå et defekt produkt. For eksempel, i membranbearbejdning, hvis der opdages huller eller ridser på overfladen af ​​materialet, vil PLC øjeblikkeligt stoppe den aktuelle vikling og starte rulleskifteprocessen.

(II) Konvertering af gamle og nye rullende materialer

• Aflæsning af gamle ruller: En pneumatisk eller hydraulisk anordning til at skubbe udløseren af ​​patronen, fuldføre aflæsningen af ​​rullen og overføre den gennem transportbåndet til det færdige produktområde. I papirindustrien, for eksempel, kan udløsningstiden for borepatronen under aflæsning af gamle valser styres til mindre end 0,5 sekunder for at sikre jævn rulning.
• Ny papirfremføringsmekanisme: Den skaftløse koniske topmekanisme lokaliserer automatisk den nye papirkerne, så den passer til forskellige diametre (f.eks. 76 mm, 152 mm) og er pneumatisk eller mekanisk låsende. For eksempel kan den akselløse koniske topmekanisme ved tyndfilmsbehandling tilpasses til papirkerner med forskellige diametre ved pneumatisk trykjustering med en låsekraft på op til 500 N.

3. Materialebinding:

• Hot Melt Bonding: velegnet til plastfilm, gennem opvarmning og smeltet materialeoverflade for at opnå sømløs forbindelse. For eksempel ved fremstilling af polyethylenfilm kan bindingstemperaturen af ​​hotmelten styres mellem 150 og 200 grader Celsius, og bindingsstyrken kan nå over 90% af modermaterialet.
• Ultralydsbinding: Højfrekvent vibration bruges til at generere varme gennem friktion mellem materialemolekyler, hvilket er velegnet til flerlags kompositmaterialer. For eksempel, i produktionen af ​​aluminium-plastkompositmembraner, muliggør ultralydsbinding boblefri -mellemlagsadhæsion i op til 0,1 sekund.
• Tape Bonding: hurtigklæbende tape med høj styrke, velegnet til papir og andre skrøbelige materialer. For eksempel i produktion af avispapir kan klæbebåndet være op til 50 mm bredt, og klæbestyrken kan opfylde kravene til høj-omspoling.

4. Spændingsovergang: PLC styrer rullehastigheden gradvist at falde, mens den nye rullehastighed accelererede. Materialebrud forårsaget af den pludselige hastighedsændring kan forhindres ved justering af spændingssensoren med lukket sløjfe. For eksempel ved tyndfilmsbehandling kan spændingsovergangstiden styres til mindre end et sekund for at sikre en jævn overgang af materialet.

(III) Lagdelt kontrollogik.

• Bundkontrol: PLC behandler sensorsignaler (såsom fotoelektriske sensorer og diameterkodere) i realtid, og driver servomotorer, cylindre og andre aktuatorer til millisekunders respons. For eksempel kan PLC fuldføre signalbehandling og drive servomotoren til at justere positionen af ​​styrerullen inden for 1 ms under banekorrektionsprocessen.
• Konfigurer koordinering af mellemlag: HMI-grænsefladen indstiller parametre (såsom hastighed, spænding og rullediametergrænser) og overvåg enhedsstatus (såsom temperatur og tryk) for at understøtte manuel indgriben. For eksempel kan operatøren justere viklingshastigheden eller spændingsindstillingspunktet i realtid gennem HMI-grænsefladen for at passe til forskellige materiale- eller produktionsbehov.
• Upper Layer Optimization: Registrering af produktionsdata (f.eks. rulleskiftfrekvens og fejlfrekvens) via industriel Ethernet eller cloud-platform. Kunstig intelligens-algoritmer bruges til at optimere roll change logic og reducere nedetid. Ved at analysere historiske data, for eksempel, kan kunstig intelligens algoritmer forudsige risikoen for rullebrud og justere parametre for rulleudskiftning på forhånd, hvilket øger den samlede enhedseffektivitet til over 95 %.

(I) Drivsystem

Oprulleren anvender en uafhængig motordrevenhed, såsom afrulningsrulle, stripper, bundrulle osv. Variabel frekvenshastighedsstyringsteknologi, såsom SINAMIC S120 inverteren, giver et nøjagtigt match mellem hastighed og drejningsmoment. For eksempel:

· Afrul rullemotor: Det kræver meget drejningsmoment at overvinde rullematerialets inerti. For eksempel i papirfremstillingsindustrien kan drejningsmomentet for en udrulningsmotor nå 1000 Nm for at opfylde udrulningskravene for ruller med stor diameter.

Valg og fordeling af Slitter Motor: kræver hurtig hastighed, garanterer skærenøjagtighed. For eksempel ved tyndfilmsbehandling kan skæreren rotere med 5000 rpm en skærebreddefejl på mindre end 0,05 mm.

(II) Aktuatorer

• Pneumatiske/hydrauliske enheder: bruges til at regulere tryk på rullen (f.eks. 0-10 bar lufttryk), skærevirkning (f.eks. . 0.1 mm niveaupositionering) og rulleklemme (f.eks. 5000 N spændekraft). papirfremstillingsindustrien, for eksempel, kan trykvalser have et trykjusteringsområde på 0-10 bar for at imødekomme oprulningskrav til materialer af forskellig tykkelse.
• Servomotor: drevet styrerulle med banekorrektion, positioneringsnøjagtighed ± 0,1 mm, dynamisk responsfrekvens op til 1 kHz. For eksempel ved tyndfilmsbehandling kan servomotoren reagere på PLC-kommandoer for at justere styrerullens position på et millisekund.

Installer spændingssensor: Giv feedback i realtid- om materialespænding (f.eks. 0-500N rækkevidde), understøt kontrol med lukket sløjfe, og sørg for, at spændingsudsving ikke overstiger ±1 %. For eksempel ved optisk filmproduktion kan spændingssensoren have en nøjagtighed på ±0,1 N, hvilket sikrer en jævn drift af materialet.

(III) Sikkerhedsbeskyttelsesanordninger

• Nødstopknap: I en nødsituation afbryder strømforsyningen øjeblikkeligt og alle bevægelige dele standses. For eksempel, når udstyrsfejl eller personale er i fare, kan operatører trykke på nødstopknappen for at sikre, at enheden holder op med at fungere efter 0,1 sekund.
• Tætningsbeskyttelsesdæksel: forhindrer operatøren i at røre ved roterende dele og undgår mekanisk skade. For eksempel kan et gennemsigtigt beskyttelsesdæksel på en nøgledel af en rulle installeres for at observere udstyrets driftsstatus og samtidig forhindre folk i at røre ved roterende dele.
• Fotoelektrisk beskyttelse: Sikkerhedslysgardiner registrerer personer eller forhindringer, der kommer ind i farlige områder og udløser automatisk et nødstop. For eksempel vil et sikkerhedslysgardin blive installeret rundt om rullemaskinen, som vil registrere signaler og udløse et nødstop, når en person eller forhindring kommer ind i et farligt område, hvilket sikrer sikkerheden.

Drevet af Industry 4.0 og Intelligent Manufacturing bevæger automatisk oprulning af spoler sig mod hurtigere, mere præcis og smartere:

• Vælg høj hastighed: over 2000m/min, understøttet af optimeret transmission og aktuator. På højhastighedsfilmproduktionslinjer kan den automatiske tilbagespoling f.eks. nå 2.000 m/min, hvilket opfylder behovet for masseproduktion.
• Dynamisk intelligens: AI-algoritmer kan forudsige risiko for rullebrud, automatisk justere parametre for udskiftning af ruller og forbedre den samlede enhedseffektivitet til over 95 %. Ved at analysere historiske data, for eksempel, kan kunstig intelligens algoritmer forudsige, hvornår et rulle vil bryde og justere rullens tilbagespolingshastighed eller spændingsparametre på forhånd for at forhindre, at det går i stykker.
• ·Modulært design: hurtigt udskiftelige ruller, skæremaskine og forbindelsesmodul for at imødekomme behovene ved multi-sort, små batchproduktion. For eksempel, med et modulært design, kan rullen udskiftes med en anden størrelse af rulle eller skær på mindre end 10 minutter til m