Detaljerad förklaring av arbetsprincipen för automatisk rullbyte av omrullaren

Som kärnutrustning för papperstillverkning och filmbearbetningsindustrin är valsmaskinen ansvarig för nyckeluppgiften att skära, linda och bearbeta råpapper eller filmrullar. Dess kärnfunktion är att uppnå högkvalitativ produktion av färdiga valsar genom exakt kontroll av valsspänning, hastighet och skärprecision. Traditionell spolmaskin kräver dock manuellt ingripande i återlindningsprocessen, vilket inte bara kommer att leda till produktionsavbrott och ineffektivitet, utan också orsaka materialavfall eller utrustningsfel på grund av felaktig drift. Till exempel kan materialspänning och brott på grund av oöverensstämmelse i hastighet under manuell återlindning, eller ojämn kant på färdig produkt på grund av felaktig placering, minska produktkvaliteten.

Lanseringen av den automatiska-volymändringen har helt ändrat det. Genom att integrera sensorer, PLC-kontrollsystem och ställdon kan omrullaren automatiskt växla mellan gamla och nya rullar när de når en förinställd tröskel eller när en kvalitetsdefekt upptäcks. Denna funktion förkortar inte bara tiden för tillbakaspolning, från minuter till sekunder, den förbättrar avsevärt produktiviteten, minimerar manuell drift och minskar mänskliga fel och säkerhetsrisker. Till exempel, i höghastighetsfilmproduktionslinje, kan automatisk återspolning undvika stillestånd orsakad av manuell återspolning och förbättra utrustningens totala effektivitet med mer än 30 %, vilket blir en oumbärlig intelligent uppgradering i modern industriell produktion.

(I) Fotoelektriska sensorer och korrigeringssystem

Noggrannheten i rullmaterialpositioneringen är grunden för automatiskt rullbyte. Fotoelektriska sensorer, allmänt kända som "optoelektroniska ögon", avger och tar emot infrarött ljus, upptäcker valsmaterialets kantposition i realtid, omvandlar signalen till digitala kvantiteter och överför den till PLC. PLC gör logiska bedömningar baserat på förutbestämda parametrar (t.ex. kantförskjutning) och driver korrigeringsmekanism (t.ex. styrrullar) för att justera förskjutning eller vinkel.

• Förskjutningsjustering: Detta innebär att styrrullarna flyttas i sin helhet, lämpligt för höghastighetsbyte av rullar. Den rör sig mycket, men reagerar snabbt. Till exempel, vid tunnfilmsbearbetning, när längden på rullmaterialet är mer än 0,5 mm, kan styrrullarna röra sig 10 mm inom 5 mm för att slutföra grovjusteringen.
• Vinkeljustering: Detta innebär att man roterar styrrullarna för att uppnå finjustering. Den har en liten amplitudrörelse och är mer lämplig för mellankorrigering eller mycket höga precisionskrav. Till exempel, vid produktion av optiska filmer, kan vinkeljusteringen nå ± 0,01 graders noggrannhet för att säkerställa att rullmaterialet alltid är i centrum.

Fallstudie: Vid filmbearbetning kan fotoelektriska sensorer detektera kantavvikelser på 0,1 mm, och servomotorn driver styrrullarna på 10 millisekunder. Processen åstadkommes genom sluten-slingstyrning med kontinuerlig återkoppling från sensorer och PLC PLC som justerar styrrullens positionssignaler för att säkerställa att valsmaterialets kantavvikelse alltid är mindre än 0,1 mm.

(II) Rulldiameterdetektering och dynamisk kompensation.

Förändringen av lindningsdiameter är ett vanligt fenomen i lindningsprocessen. Ultraljudssensorer eller kodare övervakar rulldiametern i realtid och matar tillbaka data till PLC. PLC justerar automatiskt återspolningshastigheten enligt variationen av valsdiameterändringarna, vilket säkerställer att den linjära hastigheten förblir densamma (dvs längden på materialpassage per tidsenhet förblir densamma), samtidigt som den dynamiskt kompenserar för spänningsfluktuationer.

• När lindningsdiametern ökar, minskar PLC hastigheten på lindningsvalsen för att förhindra att material sträcks eller går sönder på grund av för hög linjehastighet. Till exempel, inom pappersindustrin, kan PLC minska omlindningshastigheten från 500m/min till 167m/min när spoldiametern ökas från den ursprungliga 500mm till 1500mm.
• Spänningskompensation: genom att justera trycket på tryckrullarna eller vridmomentet på servomotorn kan effekten av att öka rullens diameter på spänningen kompenseras och det jämna flödet av material kan upprätthållas. Till exempel, vid tunnfilmsbehandling, när valsdiametern ökar, kan PLC öka trycket på tryckvalsen från 2 bar till 5 bar, samtidigt som servomotorns vridmoment justeras för att bibehålla konstant spänning.

Fallstudie: Inom pappersindustrin, när valsdiametern ökar från 500 mm till 1500 mm, använder PLC sluten kretsstyrning genom spänningsspänningssignalsensorer för att säkerställa att spänningsfluktuationer inte överstiger ±5 N.

(I) Utlösningsvillkor för automatisk återspolning.

Automatiskt rullbyte om något av följande villkor är uppfyllt:

• Förinställt tröskelvärde: Den aktuella rullens längd eller diameter når den övre gränsen som ställts in av PLC (t.ex. . 10 000 m lång eller 1 500 mm i diameter).
• Nödsituation: Sensorer upptäcker ett avskuret huvud, rynkor eller kvalitetsdefekter och utlöser omedelbart en ersättningsrulle för att undvika en defekt produkt. Till exempel, vid membranbearbetning, om hål eller repor upptäcks på materialets yta, kommer PLC omedelbart att stoppa strömlindningen och initiera rullbytesprocessen.

(II) Konvertering av gamla och nya rullande material

• Avlastning av gamla rullar: En pneumatisk eller hydraulisk anordning för att trycka på chuckfrigöringen, slutföra lossningen av rullen och överföra den genom transportbandet till det färdiga produktområdet. Inom pappersindustrin, till exempel, kan chuckens utlösningstid under avlastning av gamla rullar kontrolleras till mindre än 0,5 sekunder för att säkerställa smidig rullning.
• Ny pappersmatningsmekanism: Den skaftlösa koniska toppmekanismen lokaliserar automatiskt den nya papperskärnan för att passa olika diametrar (t.ex. 76 mm, 152 mm) och är pneumatisk eller mekanisk låsning. Till exempel, vid tunnfilmsbearbetning, kan den axellösa koniska toppmekanismen anpassas till papperskärnor med olika diametrar genom pneumatisk tryckjustering, med en låskraft på upp till 500 N.

3. Materialbindning:

• Smältlimning: lämplig för plastfilm, genom uppvärmning och smält materialyta för att uppnå sömlös anslutning. Till exempel, vid framställning av polyetenfilm, kan limningstemperaturen för smältan kontrolleras mellan 150 och 200 grader Celsius, och bindningsstyrkan kan nå över 90 % av modermaterialet.
• Ultraljudsbindning: Högfrekvent vibration används för att generera värme genom friktion mellan materialmolekyler, vilket är lämpligt för flerskiktskompositmaterial. Till exempel, vid tillverkning av aluminiumplastkompositmembran, möjliggör ultraljudsbindning bubbelfri -mellanskiktsvidhäftning i upp till 0,1 sekunder.
• Tejpbindning: snabblim med hög hållfast tejp, lämplig för papper och andra ömtåliga material. Till exempel i tidningspappersproduktion kan den självhäftande tejpen vara upp till 50 mm bred och vidhäftningshållfastheten kan uppfylla kraven på hög-återlindning.

4. Spänningsövergång: PLC styr rullningshastigheten gradvis minska, medan den nya rullningshastigheten accelererade. Materialbrottet som orsakas av den plötsliga hastighetsändringen kan förhindras genom justering av spänningssensorn med sluten slinga. Till exempel, vid tunnfilmsbearbetning, kan spänningsövergångstiden kontrolleras till mindre än en sekund för att säkerställa en mjuk övergång av materialet.

(III) Lagerstyrd logik.

• Bottenkontroll: PLC bearbetar sensorsignaler (som fotoelektriska sensorer och diameterkodare) i realtid och driver servomotorer, cylindrar och andra ställdon till millisekunders respons. Till exempel kan PLC slutföra signalbehandling och driva servomotorn för att justera styrrullens position inom 1 ms under bankorrigeringsprocessen.
• Konfigurera mellanskiktskoordination: HMI-gränssnittet ställer in parametrar (som hastighet, spänning och rulldiametertrösklar) och övervakar enhetens status (som temperatur och tryck) för att stödja manuella ingrepp. Till exempel kan operatören justera lindningshastigheten eller spänningsbörvärdet i realtid via HMI-gränssnittet för att passa olika material- eller produktionsbehov.
• Upper Layer Optimization: Registrering av produktionsdata (t.ex. rullbytesfrekvens och felfrekvens) via industriell Ethernet eller molnplattform. Algoritmer för artificiell intelligens används för att optimera logiken för rullbyte och minska stilleståndstiden. Genom att analysera historiska data, till exempel, kan artificiell intelligens algoritmer förutsäga risken för rullbrott och justera rullbytesparametrar i förväg, vilket ökar enhetens totala effektivitet till över 95 %.

(I) Drivsystem

Omrullaren använder en oberoende motordrivenhet, såsom avrullningsrulle, stripper, bottenrulle, etc. Variabel frekvenshastighetskontrollteknik, såsom SINAMIC S120-växelriktaren, ger en exakt matchning mellan hastighet och vridmoment. Till exempel:

· Rulla av rullmotor: Det krävs mycket vridmoment för att övervinna rullmaterialets tröghet. Till exempel, inom papperstillverkningsindustrin, kan vridmomentet för en utrullningsmotor nå 1000 Nm för att möta utrullningskraven för rullar med stor diameter.

Att välja och distribuera Slitter Motor: kräver hastigheten snabbt, garanterar skärnoggrannhet. Till exempel, vid tunnfilmsbearbetning kan skäraren rotera med 5000 rpm ett skärbreddfel på mindre än 0,05 mm.

(II) Ställdon

• Pneumatiska/hydrauliska enheter: används för att reglera trycket på tryckvalsen (t.ex. 0-10 bar lufttryck), skärverkan (t.ex. . 0.1 mm nivåpositionering) och valsklämman (t.ex. 5000 N klämkraft). inom papperstillverkningsindustrin, till exempel, kan tryckvalsar ha ett tryckjusteringsområde på 0-10 bar för att tillgodose krav på omlindning av material med olika tjocklek.
• Servomotor: Driv styrrulle med bankorrigering, positioneringsnoggrannhet ± 0,1 mm, dynamisk svarsfrekvens upp till 1 kHz. Till exempel, vid tunnfilmsbehandling kan servomotorn svara på PLC-kommandon för att justera styrrullens position på en millisekund.

Installera spänningssensor: Ge real-feedback om materialspänning (t.ex. 0-500N-intervall), stödja kontroll med sluten slinga och se till att spänningsfluktuationer inte överstiger ±1 %. Till exempel, vid produktion av optisk film, kan spänningssensorn vara ±0,1 N i noggrannhet, vilket säkerställer smidig drift av materialet.

(III) Säkerhetsskyddsanordningar

• Nödstoppsknapp: Bryter omedelbart av strömförsörjningen i en nödsituation och stoppar alla rörliga delar. Till exempel, när utrustningen inte fungerar eller personal är i fara, kan operatörer trycka på nödstoppsknappen för att säkerställa att enheten slutar fungera inom 0,1 sekunder.
• Tätningsskydd: förhindrar att operatören rör vid roterande delar och undviker mekanisk skada. Till exempel kan ett genomskinligt skyddskåpa på en nyckeldel av en rulle installeras för att observera utrustningens driftstatus och samtidigt förhindra människor från att röra roterande delar.
• Fotoelektriskt skydd: säkerhetsljusridåer upptäcker människor eller hinder som kommer in i farliga områden och utlöser automatiskt ett nödstopp. Till exempel skulle en säkerhetsljusridå installeras runt haspelmaskinen, som skulle upptäcka signaler och utlösa ett nödstopp när en person eller ett hinder kommer in i ett riskområde, vilket garanterar säkerheten.

Driven av Industry 4.0 och Intelligent Manufacturing, går automatisk lindning av spolar mot snabbare, mer exakt och smartare:

• Välj hög hastighet: över 2000m/min, med stöd av optimerad transmission och ställdon. Till exempel, på höghastighetsfilmproduktionslinjer, kan automatisk återspolning nå 2 000 m/min, vilket uppfyller behovet av massproduktion.
• Dynamisk intelligens: AI-algoritmer kan förutsäga risken för rullbrott, automatiskt justera rullbytesparametrar och förbättra enhetens totala effektivitet till över 95 %. Genom att analysera historiska data, till exempel, kan artificiell intelligens algoritmer förutsäga när en rulle kommer att gå sönder och justera rullens återspolningshastighet eller spänningsparametrar i förväg för att förhindra att den går sönder.
• ·Modulär design: snabbt utbytbara rullar, skärmaskin och anslutningsmodul för att möta behoven för produktion av flera-små serier. Till exempel, med en modulär design, kan rullen ersättas med en annan storlek på rulle eller skärare på mindre än 10 minuter till m