分條機改造方案及調(diào)試總結(jié)

         近日，我司在佛山南海xx金屬復合材料公司改造了一臺分條機，改造效果較為理想。經(jīng)改造后，分條全程張力穩(wěn)定，操作簡單，不需人為調(diào)節(jié)張力，分條出來的產(chǎn)品端面平整，尺寸誤差小，滿足客戶要求。

一、設備原狀

        設備在改造前的現(xiàn)狀如下圖所示，鋁板（該公司的分條機主要用于鋁板分條）從放卷輥出來后在經(jīng)過切刀輥處縱切成若干條鋁條后收卷到收卷輥上。其收放卷分別采用磁粉離合器控制和通用變頻器控制，壓輥起張力隔斷作用，收放卷的張力分別由壓輥前后的磁粉控制。收卷變頻器工作在速度控制模式下，這樣，在不調(diào)節(jié)收卷電機速度的情況下，隨著收卷卷徑的逐漸變大，整機的線速度會越來越快，而磁粉離合器在高速場合下張力控制不穩(wěn)，分條出來的鋁條幅寬誤差范圍較大（50個絲），端面粗糙不平，甚至出現(xiàn)鋁條跑偏現(xiàn)象，所以在分條過程中需要人為的進行減速。這樣，不僅設備無法實現(xiàn)高速分條，而且對操作工的要求較高，不同的操作工生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量不一樣，生手的操作工做出來的產(chǎn)品合格率較低。這對廠家來說不僅生產(chǎn)效率低，而且還造成了資源浪費。改造前，該設備已經(jīng)無法正常生產(chǎn)。

三、改造方案

      根據(jù)客戶的要求以及設備的狀況，我們提出采用以匯川MD330卷曲變頻器為中心的恒張力控制方案。系統(tǒng)的傳動示意圖如下：放卷部分不做改動，仍然使用磁粉離合器控制；在原壓輥處加入主牽引電機，采用匯川MD380變頻器驅(qū)動，用于控制整機的工作速度；而收卷輥采用匯川MD330張力變頻器驅(qū)動，用于收卷端的恒張力控制。

四、方案說明

系統(tǒng)的電氣原理示意圖如下：

1、主引使用匯川通用變頻器MD380驅(qū)動，工作在開環(huán)矢量速度模式控制下，控制分條機的運行速度，用電位器R1來調(diào)節(jié)速度的大小，其AO1端口作為運行頻率的輸出，作為收卷變頻器的線速度給定；

2、收卷輥使用匯川張力專用變頻器MD330驅(qū)動，工作在張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式下，該工作模式下，電機需安裝編碼器。MD330是一種可以實現(xiàn)恒張力控制的變頻器，變頻器通過接收來自主牽引MD380變頻器AO1端口輸出的線速度信號后進行內(nèi)部的計算，可以獲得料卷的實時卷徑，通過算出的卷徑控制變頻器的輸出力矩來獲得恒張力控制。系統(tǒng)的收卷張力通過電位器R2來調(diào)節(jié)；

3、MD330變頻器為了避免在收卷時出現(xiàn)菜心狀（尤其是薄膜和紙張），在內(nèi)部計算時加入了一定的錐度計算，張力會隨著卷徑的變大而相應的衰減，這會是分條后的產(chǎn)品幅寬隨著卷徑的變大而越來越寬，為了避免這種情況，PLC通過通訊的方式從MD380讀取料卷的當前卷徑，然后根據(jù)卷徑的逐漸變化線性的補償這一部分衰減的張力，使張力保持恒定。

五、主要參數(shù)的計算

主牽引部分：電機n=1460，50Hz，傳動比i=10，輥徑D=175mm
收卷部分：電機n=1460，50Hz，傳動比i=15，初始卷徑D=165mm
1、最大線速度Vmax=π×n×d/i=3.14×1460×0.175/10=80.227m/min；
2、收卷最大張力Fmax=9550×P×i/(n×Rmax)=9550×11×15/（1460×0.5）=2158.56N；
3、收卷運行的最高頻率=Vmax×p×i/（π×D×60）=80.227×2×15/（3.14×0.165×60）=77.43Hz;

4、卷徑計算最低線速度=15%Vmax=15%×80.227=12.03m/min；

六、調(diào)式過程

1、設置變頻器F1組參數(shù)，分別對兩電機進行調(diào)諧，在對收卷電機進行調(diào)諧時，電機出現(xiàn)抖動現(xiàn)象且無法提速，調(diào)換編碼器AB兩相的接線后重新調(diào)諧后，電機運行正常；
2、將MD330收卷變頻器設為轉(zhuǎn)矩模式，用手握收卷軸，通過改變給定轉(zhuǎn)矩的大小可以明顯感覺電機輸出扭矩也跟著變化，轉(zhuǎn)矩控制正常；
3、將MD330設為張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式，設置FH組參數(shù)后即拉料試機；
4、采用800m的鋁卷進行試機，分切出來的鋁條幅寬在誤差范圍內(nèi)且端面平整，達到客戶的要求，對操作工進行培訓后即離開現(xiàn)場；
5、客戶在試生產(chǎn)過程中，試生產(chǎn)用的是2500m的鋁卷，據(jù)客戶反映，在分條至約1000m處，鋁條幅寬明顯變大，端面也不平整，層次感分明。來到現(xiàn)場測得產(chǎn)品幅寬如表1；

6、考慮到之前因操作工操作不當出現(xiàn)飛車現(xiàn)象且收卷端有鋁板有明顯抖動現(xiàn)象，可能導致編碼器松動而造成張力控制不準，于是讓林工在編碼器連接軸兩端上些螺絲膠來固定；
7、在上了螺絲膠24小時后再次來到現(xiàn)場，經(jīng)過查看變頻器的電流和現(xiàn)場對編碼器聯(lián)軸器兩邊畫線定位的方法，確定編碼器與電機的連接沒有問題后，重新拉料試機，經(jīng)過測量，鋁條幅寬誤差依然過大且端面不平；
8、在排除了編碼器的問題后，經(jīng)現(xiàn)場觀察，放卷部分張力控制不穩(wěn)，抖動明顯，考慮到主牽引處壓輥包角較小，可能張力隔斷效果不好使放卷部分的張力對收卷部分的張力造成了影響，于是在牽引處改變了過渡方式，讓包角變大，改善張力隔斷的效果。經(jīng)重新拉料試機，雖然效果較之前有一點的改善，但問題還是存在；
9、在排除了編碼器和張力隔斷的問題后，我們推測MD330的張力計算可能已經(jīng)加入了一定的錐度計算使張力隨著卷徑的變大相應的減小，就該推想咨詢了匯川公司相關的開發(fā)人員并得到了肯定的答復；
10、針對這種張力減小的情況，我們采用PLC來做張力補償，PLC通過通訊的方式讀取收卷的卷徑，然后根據(jù)卷徑的變化做出響應的張力提升，來補償由于錐度計算后減去的那一部分張力，經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)試，在卷徑600左右幅寬明顯處已超出20個絲，所以在卷徑550時開始張力補償，取張力補償值為30%，鋁卷在走到200m處誤差再次超過20個絲，此時把張力補償值加到30%，鋁卷幅寬再次回到誤差范圍內(nèi)；
11、按照上面調(diào)試得到的補償起始位置550和張力補償值30%，換卷后重新收卷，這次測得鋁條的幅寬如表2，分條的效果得到明顯的改善，分條幅寬誤差控制在20個絲以內(nèi)，端面較之前明顯平整，達到客戶的要求。

七、改造效果

據(jù)回訪，該設備工作正常，因工藝要求，目前生產(chǎn)速度為60m/min（最高可達80m/min），速度較改造前提高了50%，且分條幅寬誤差在20個絲以內(nèi)，整體端面平整。
       

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