Kaip užtikrinti pjovimo tikslumą ir ritinio skersmens nuoseklumą dirbant dideliu{0}}greičiu?

Siekiant užtikrinti pjovimo tikslumo ir ritinėlio skersmens nuoseklumą dirbant dideliu greičiu, uždarojo ciklo valdymo sistema turi būti sudaryta iš trijų aspektų: įrangos tikslumo valdymo, proceso parametrų optimizavimo, proceso stebėjimo ir grįžtamojo ryšio reguliavimo. Sistema sujungia daugiadisciplines žinias apie mechaninį dizainą, elektrinį valdymą ir medžiagų savybes, kad būtų pasiekta dinaminė pusiausvyra. Konkretūs techniniai sprendimai yra tokie:

I. Įrangos tikslumo valdymas: standumas Mechaninių sistemų optimizavimas
1.Bifurkacinės velenų sistemos projektavimas
Nukreipimo ašis: pavienės ašys, kaltos iš legiruotojo plieno (pvz., . 42CrMo), kurių skersmuo yra didesnis nei 80 mm (reguliuojamas pagal segmentų plotį), užtikrina aa įlinkį, mažesnę nei 0,02 mm/m arba lygi 0,02 mm/m sukimosi metu dideliu greičiu.
Veleno paviršius yra itin-smulkiai šlifuotas (mažesnis arba lygus 0,4 mikrono), kad būtų sumažinta guolių ir ašmenų trintis ir vibracija.
Ašmenų montavimas ir atstumo valdymas: hidraulinis arba pneumatinis ašmenų laikiklis. Ašmenų slėgis (paprastai 0,2–0,5 MPa) realiu laiku stebimas slėgio jutikliu, kad būtų užtikrintas stabilus peilio ir medžiagos kontaktas.
Atstumas tarp lapų aptiktas internete naudojant lazerinį tolimatį, kurio atstumo paklaida yra mažesnė arba lygi 1 mikronui (dinamiškai kompensuojama servovarikliu,{1}}varomu tiksliu{2}}derinimo varžtu).
2.Atsukimo sistemos dizainas
Pastovios įtampos kontrolė: uždaros grandinės valdymas su magnetiniu milteliniu stabdžiu + įtempimo jutiklis su įtempimo svyravimų diapazonu ± 1 % (pvz., įtempimas nustatytas į 50 N skilimo metu, faktinis svyravimas Mažesnis arba lygus 0,5 N).
Kelių-segmentų įtempimo valdymas: nukreiptas įtempimas automatiškai koreguojamas atsižvelgiant į būgno skersmens pasikeitimą (pavyzdžiui, kai būgno skersmuo padidėja nuo φ100 mm iki 800 mm, įtempimas mažėja tiesiškai).
Ritinio skersmens apskaičiavimas realiuoju-laiku: tikrojo-laikinio ritinio skersmens apskaičiavimas (D yra ritinio skersmuo mm), matuojant apvijos veleno greitį (n) ir medžiagos linijinį greitį (v) naudojant formulę D=(vx 60) / (pi xn).
Klaidų kompensavimas: naudojamas Kalmano filtro algoritmas, kuris pašalina kodavimo įrenginio signalo triukšmą.
Kūginio įtempimo valdymas: Didėjant ritinėlio skersmeniui, įtempimas palaipsniui mažinamas pagal kūgio koeficientą (paprastai 0,5–2%), kad šerdis nesugriūtų arba paviršiaus galas neišsipūstų.

II. Proceso parametrų optimizavimo optimizavimas: medžiagos ir greičio suderinimas
1. Medžiagos savybių pritaikymas
Tamprumo modulio kompensacija:
Labai elastingoms medžiagoms, tokioms kaip BOPP plėvelė, reikalingas išankstinis apdorojimas (tempimo greitis 1% ~ 3%), kad būtų pašalintas vidinis įtempis.
ašmenų slėgis buvo sureguliuotas pagal medžiagos tamprumo modulį (E), naudojant formulę P=K x E * t (P – geležtės slėgiui, K – koeficientui, t – medžiagos storiui).
Paviršiaus trinties koeficiento valdymas:
Užpurkškite keraminę dangą arba guminę movą ant ritinėlio paviršiaus, kad trinties koeficientas būtų nuo 0,3 iki 0,5, kad medžiaga neslystų.
2. Greičio ir pagreičio planavimas
S-Kreivės pagreitis ir lėtėjimas:
Penkių -segmentų S kreivė (vienodas pagreičio pagreitis → kintamas greitis → vienodas → kintamas lėtėjimas → vienodas lėtėjimas) naudojama planuojant kėlimo veleno judesį, kai pagreičio kitimo greitis yra mažesnis arba lygus 5 m/s3, siekiant sumažinti inercinį poveikį.
Rezultatai: ritinėlio skersmens paklaida sumažėjo 40 %, o galinio paviršiaus tvarkingumas padidėjo vienu įpjova (ty nuo ±1,5 mm iki ±0,9 mm). Pjovimo greitis ir vyniojimas Pjovimo greitis turi atitikti v2=v 1 v1 × (D0/D) (D 0 pradiniam ritinio skersmeniui ir D realiojo laiko ritinio skersmeniui).
Sinchronizacijos valdymas: Elektroninis krumpliaračio sinchronizavimas tarp pjovimo veleno ir apvijos ašių pasiekiamas servo pavara, kurios fazės paklaida yra mažesnė arba lygi ±0,1 laipsnio.

III. Proceso stebėjimas ir grįžtamojo ryšio koregavimas: uždaro{1}ciklo valdymo sistemos taikymas
1. Interneto aptikimo technologija
Lazerinis poslinkio jutiklis: sumontuotas virš slinkties, stebi ritinėlio skersmens pokyčius realiuoju laiku (atrankos dažnis didesnis arba lygus 1 kHz) ir perduoda duomenis į PLC dinaminiam kompensavimui.
Tikslumas: 0,01 mm skiriamoji geba matuojant nuo 0 iki 100 mm.
Mašininio matymo sistema: didelės raiškos kameros (didesnė arba lygi 5 megapikseliai) yra naudojamos norint fotografuoti ritinėlio medžiagos pabaigą, o vaizdo apdorojimo algoritmai (pvz., Canny krašto aptikimas) buvo naudojami galutiniam impulsui apskaičiuoti.
Slenksčio nustatymas: kai galinis išsiveržimas > 1 mm, suaktyvinamas aliarmas ir automatiškai reguliuojamas įtempimas.
2. Adaptyvaus valdymo algoritmai
Apytikslis PID valdymas: PID parametrai (Kp, Ki, Kd) buvo dinamiškai koreguojami pagal neaiškias taisykles, naudojant ritinio skersmens paklaidą (e) ir paklaidos pasikeitimo greitį (de/dt).
Rezultatai: ritinio skersmens konsistencija padidėjo 25 % (standartinis nuokrypis sumažėjo nuo 0,8 mm iki 0,6 mm), lyginant su tradiciniu PID.
Nuspėjamasis modelio valdymas: Sukurtas dinaminis apvijų sistemos modelis (įskaitant inercijos, elastingumo ir trinties parametrus), kad būtų galima numatyti būsimus ritinio skersmens pokyčius ir iš anksto reguliuoti įtempimą.
Taikymo scenarijai: MPC gali sumažinti viršijimą daugiau nei 50 % didelio{1}}greičio pjovimo greičio (linijos greitis > 200 m/min).