Podrobné vysvětlení principu funkce automatické výměny role převíječe

Jako základní vybavení papírenského a filmového průmyslu je válcovací stroj zodpovědný za klíčový úkol řezání, navíjení a přepracování surového papíru nebo rolí fólie. Jeho hlavní funkcí je dosáhnout vysoce kvalitní finální výroby válců přesným řízením napětí válce, rychlosti a přesnosti řezání. Tradiční navíjecí stroj však vyžaduje ruční zásah do procesu převíjení, což povede nejen k přerušení výroby a neefektivitě, ale také způsobí plýtvání materiálem nebo poruchy zařízení v důsledku nesprávné obsluhy. Například pnutí materiálu a lom v důsledku nesouladu rychlosti při ručním převíjení nebo nerovný okraj hotového výrobku kvůli nepřesnému umístění může snížit kvalitu výrobku.

Zavedení automatické{0}}změny hlasitosti to zcela změnilo. Díky integraci senzorů, řídicího systému PLC a akčních členů může převíječka automaticky přepínat mezi starými a novými svitky, když dosáhnou přednastavené prahové hodnoty nebo když je zjištěna kvalitativní závada. Tato funkce nejen zkracuje dobu převíjení z minut na sekundy, výrazně zvyšuje produktivitu, minimalizuje ruční ovládání a snižuje lidskou chybu a bezpečnostní rizika. Například na vysokorychlostní lince pro výrobu filmů může automatické převíjení zabránit prostojům způsobeným ručním převíjením a zlepšit celkovou účinnost zařízení o více než 30 %, což se stává nepostradatelným inteligentním upgradem v moderní průmyslové výrobě.

(I) Fotoelektrické senzory a korekční systém

Přesnost polohování materiálu role je základem automatické výměny role. Fotoelektrické senzory, běžně známé jako „optoelektronické oči“, vysílají a přijímají infračervené světlo, zjišťují polohu hrany materiálu role v reálném čase, převádějí signál na digitální veličiny a přenášejí jej do PLC. PLC provádí logické úsudky na základě předem stanovených parametrů (např. odsazení hran) a pohání korekční mechanismus (např. vodicí válečky) pro úpravu posunutí nebo úhlu.

• Úprava posunu: Zahrnuje pohyb vodicích válečků jako celku, což je vhodné pro vysokorychlostní{0}}výměnu válečků. Hodně se pohybuje, ale rychle reaguje. Například při zpracování tenkého filmu, kdy je délka materiálu role větší než 0,5 mm, se vodicí válečky mohou posunout o 10 mm v rámci 5 mm, aby dokončily hrubé ladění.
• Nastavení úhlu: Zahrnuje otáčení vodicích válečků pro dosažení jemného doladění. Má malou amplitudu pohybu a je vhodnější pro střední korekci nebo požadavky na velmi vysokou přesnost. Například při výrobě optických filmů může nastavení úhlu dosáhnout přesnosti ± 0,01 stupně, aby bylo zajištěno, že materiál role bude vždy uprostřed.

Případová studie: Při zpracování filmu dokážou fotoelektrické senzory detekovat okrajové odchylky 0,1 mm a servomotor pohání vodicí válečky za 10 milisekund. Procesu je dosaženo řízením s uzavřenou-smyčkou s nepřetržitou zpětnou vazbou ze senzorů a PLC PLC, které nastavuje signály polohy vodícího válečku tak, aby odchylka hrany materiálu role byla vždy menší než 0,1 mm.

(II) Detekce průměru válce a dynamická kompenzace.

Změna průměru navíjení je běžným jevem v procesu navíjení. Ultrazvukové senzory nebo kodéry monitorují průměr role v reálném čase a předávají data zpět do PLC. PLC automaticky upravuje rychlost převíjení podle změn průměru role, čímž zajišťuje, že lineární rychlost zůstává stejná (tj. délka průchodu materiálu za jednotku času zůstává stejná), přičemž dynamicky kompenzuje kolísání napětí.

• Když se průměr navíjení zvětší, PLC sníží rychlost navíjecího válce, aby se zabránilo natažení nebo zlomení materiálu v důsledku nadměrné rychlosti linky. Například v papírenském průmyslu může PLC snížit rychlost převíjení z 500 m/min na 167 m/min, když se průměr cívky zvětší z původních 500 mm na 1500 mm.
• Kompenzace tahu: úpravou přítlaku přítlačných válečků nebo točivého momentu servomotoru lze kompenzovat vliv zvětšení průměru válečku na napětí a lze udržet stálý tok materiálů. Například při zpracování tenkého filmu může PLC s rostoucím průměrem válce zvýšit tlak přítlačného válce z 2 barů na 5 barů, přičemž upravuje točivý moment servomotoru tak, aby se udrželo konstantní napětí.

Případová studie: V papírenském průmyslu, když se průměr role zvětší z 500 mm na 1500 mm, PLC používá řízení s uzavřenou smyčkou prostřednictvím snímačů napětí napětí, aby bylo zajištěno, že kolísání napětí nepřekročí ±5 N.

(I) Spouštěcí podmínky pro automatické převíjení.

Automatická výměna role, pokud je splněna jedna z následujících podmínek:

• Přednastavený práh: Aktuální délka nebo průměr role dosáhne horního limitu nastaveného PLC (např. délka . 10 000 m nebo průměr 1 500 mm).
• Nouzový stav: Senzory detekují uříznutou hlavu, záhyby nebo vady kvality a okamžitě spustí nouzový náhradní válec, aby se zabránilo vadnému produktu. Například při zpracování membrán, pokud jsou na povrchu materiálu detekovány díry nebo škrábance, PLC okamžitě zastaví aktuální navíjení a zahájí proces výměny role.

(II) Konverze starých a nových válcovaných materiálů

• Vykládání staré role: Pneumatické nebo hydraulické zařízení pro zatlačení uvolnění sklíčidla, dokončení vyložení cívky a její přesun přes dopravníkový pás do oblasti hotového výrobku. Například v papírenském průmyslu může být doba uvolnění sklíčidla během vykládání starých válců řízena na méně než 0,5 sekundy, aby bylo zajištěno hladké válcování.
• Nový mechanismus podávání papíru: Bezhřídelový kónický horní mechanismus automaticky umístí nové jádro papíru tak, aby vyhovovalo různým průměrům (např. 76 mm, 152 mm) a je pneumatické nebo mechanické uzamykání. Například při zpracování tenkých vrstev lze bezhřídelový kuželový horní mechanismus přizpůsobit papírovým jádrům různých průměrů pneumatickým nastavením tlaku s uzavírací silou až 500 N.

3. Lepení materiálu:

• Hot Melt Bonding: vhodné pro plastovou fólii, prostřednictvím ohřevu a povrchu roztaveného materiálu pro dosažení bezproblémového spojení. Například při výrobě polyethylenové fólie lze teplotu spojování horké taveniny řídit mezi 150 a 200 stupni Celsia a pevnost spoje může dosáhnout více než 90 % základního materiálu.
• Ultrazvukové lepení: Vysokofrekvenční vibrace se používají k vytváření tepla prostřednictvím tření mezi molekulami materiálu, což je vhodné pro vícevrstvé kompozitní materiály. Například při výrobě hliníkových plastových kompozitních membrán umožňuje ultrazvukové spojování adhezi mezivrstvy-bez bublin po dobu až 0,1 sekundy.
• Lepení pásek: vysoce pevná lepicí páska, rychlé lepidlo, vhodné pro papír a jiné křehké materiály. Například při výrobě novinového papíru může být lepicí páska široká až 50 mm a její lepivost může splňovat požadavky na vysokorychlostní převíjení-.

4. Přechod napětí: PLC řídí postupné snižování rychlosti válcování, zatímco nová rychlost válcování se zrychluje. Rozbití materiálu způsobené náhlou změnou rychlosti lze zabránit nastavením snímače tahu v uzavřené smyčce. Například při zpracování tenkého filmu lze dobu přechodu napětí řídit na méně než jednu sekundu, aby se zajistil hladký přechod materiálu.

(III) Vrstvená řídicí logika.

• Spodní ovládání: PLC zpracovává signály snímačů (jako jsou fotoelektrické snímače a snímače průměru) v reálném čase a pohání servomotory, válce a další akční členy na milisekundy odezvy. Například PLC může dokončit zpracování signálu a pohánět servomotor tak, aby během procesu korekce pásu upravil polohu vodícího válečku do 1 ms.
• Konfigurace koordinace střední vrstvy: Rozhraní HMI nastavuje parametry (jako jsou prahové hodnoty rychlosti, napětí a průměru válce) a monitoruje stav zařízení (jako je teplota a tlak) pro podporu ručního zásahu. Operátor může například upravit rychlost navíjení nebo požadovanou hodnotu napětí v reálném čase prostřednictvím rozhraní HMI tak, aby vyhovovaly různým materiálovým nebo výrobním potřebám.
• Optimalizace horní vrstvy: Záznam výrobních dat (např. frekvence výměny rolí a četnost poruch) prostřednictvím průmyslového Ethernetu nebo cloudové platformy. Algoritmy umělé inteligence se používají k optimalizaci logiky výměny rolí a ke snížení prostojů. Na základě analýzy historických dat mohou například algoritmy umělé inteligence předvídat riziko zlomení role a předem upravit parametry výměny role, čímž se celková účinnost zařízení zvýší na více než 95 %.

(I) Pohonný systém

Převíječka využívá nezávislou motorovou pohonnou jednotku, jako je odvíjecí válec, stahovač, spodní válec atd. Technologie řízení rychlosti s proměnnou frekvencí, jako je invertor SINAMIC S120, poskytuje přesnou shodu mezi rychlostí a točivým momentem. Například:

· Motor odvíjení role: Překonání setrvačnosti materiálu role vyžaduje velký krouticí moment. Například v papírenském průmyslu může točivý moment vyvíjecího motoru dosáhnout 1000 Nm, aby byly splněny požadavky na válečky s velkým průměrem.

Výběr a distribuce Slitter Motor: vyžaduje rychlost rychle, zaručuje přesnost řezání. Například při zpracování tenkého filmu se řezačka může otáčet rychlostí 5000 otáček za minutu s chybou šířky řezu menší než 0,05 mm.

(II) Akční členy

• Pneumatická/hydraulická zařízení: používají se k regulaci tlaku přítlačného válce (např. tlak vzduchu 0-10 barů), řezacího účinku (např. . 0.1 mm vodorovné umístění) a upínky válce (např. upínací síla 5000 N). například v papírenském průmyslu mohou mít přítlačné válce rozsah nastavení tlaku 0 až 10 bar, aby vyhověly požadavkům na převíjení materiálů různé tloušťky.
• Servomotor: Poháněný vodicí váleček s korekcí pásu, přesnost polohování ± 0,1 mm, dynamická frekvence odezvy do 1 kHz. Například při zpracování tenkých vrstev může servomotor reagovat na příkazy PLC a upravit polohu vodícího válečku během jedné milisekundy.

Instalace snímače tahu: Poskytujte v reálném čase{0}}zpětnou vazbu o napětí materiálu (např. rozsah 0-500 N), podporujte řízení v uzavřené smyčce a zajistěte, aby kolísání napětí nepřesáhlo ±1 %. Například při výrobě optických filmů může mít snímač napětí přesnost ±0,1 N, což zajišťuje hladký chod materiálu.

(III) Bezpečnostní ochranná zařízení

• Tlačítko nouzového zastavení: V případě nouze okamžitě přeruší napájení a zastaví všechny pohyblivé části. Například, když jsou ohroženy poruchy zařízení nebo personál, mohou operátoři stisknout tlačítko nouzového zastavení a zajistit, že zařízení přestane fungovat do 0,1 sekundy.
• Ochranný kryt těsnění: zabraňuje obsluze v dotyku rotujících částí a zabraňuje mechanickému poškození. Například průhledný ochranný kryt na klíčovou část navijáku lze nainstalovat, aby bylo možné sledovat provozní stav zařízení a zároveň zabránit lidem v dotyku rotujících částí.
• Fotoelektrická ochrana: bezpečnostní světelné závory detekují osoby nebo překážky vstupující do nebezpečných oblastí a automaticky spustí nouzové zastavení. Kolem navíjecího stroje by byl například instalován bezpečnostní světelný závěs, který by detekoval signály a spustil nouzové zastavení, když osoba nebo překážka vstoupí do nebezpečné oblasti, čímž zajistí bezpečnost.

Díky Průmyslu 4.0 a Intelligent Manufacturing se automatické navíjení cívek posouvá směrem k rychlejšímu, přesnějšímu a chytřejšímu:

• Vyberte si vysokou rychlost: více než 2000 m/min, podporovanou optimalizovaným převodem a pohonem. Například na vysokorychlostních linkách pro výrobu filmů může automatické převíjení dosáhnout 2 000 m/min., což odpovídá potřebě hromadné výroby.
• Dynamická inteligence: Algoritmy umělé inteligence dokážou předvídat riziko zlomení role, automaticky upravit parametry výměny válce a zlepšit celkovou účinnost zařízení na více než 95 %. Analýzou historických dat mohou například algoritmy umělé inteligence předvídat, kdy se role zlomí, a předem upravit rychlost převíjení nebo parametry napětí role, aby se zabránilo jejímu prasknutí.
• ·Modulární design: rychle vyměnitelné role, řezací stroj a spojovací modul splňující potřeby multi-různé malosériové výroby. Například s modulární konstrukcí lze cívku vyměnit za jinou velikost cívky nebo řezačky za méně než 10 minut na m