1  前言

雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線是塑料類產(chǎn)品生產(chǎn)機械中的大型成套設(shè)備。這類設(shè)備在我國早期均依賴進口。隨著國內(nèi)工業(yè)自動化的高速發(fā)展，目前國內(nèi)企業(yè)業(yè)已開發(fā)出了年產(chǎn) 6000 噸，薄膜厚度為 12 至 70 微米的拉膜生產(chǎn)線。

雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線主要工藝有上料、模頭、擠出機系統(tǒng)，縱向拉伸系統(tǒng)、橫向拉伸系統(tǒng)及牽引收卷系統(tǒng)。本文主要介紹圍繞牽引收卷系統(tǒng)展開介紹。牽引收卷是電氣控制的核心部分，其控制好壞直接關(guān)系到膜的質(zhì)量。

2  Lenze 解決方案

在遷移收卷系統(tǒng)中有兩個伺服電機控制兩個軸 A、B 輪流進行收卷，在收卷過程中要始終保持薄膜張力恒定或隨著卷徑的增大，薄膜張力按一定的規(guī)律遞減即張力錐度控制。還要保證漫卷之后自動換卷，換卷過程中當(dāng)薄膜被切斷時要平穩(wěn)地過渡到備用收卷輥收卷，收卷輥和備用收卷輥之間，自動完成張力控制和速度控制的轉(zhuǎn)換。收卷跟緊輥采用接觸收卷和間隙收卷二種工作方式，但都要保證隨著卷徑的增大，跟緊輥能自動后退。在接觸收卷時，要保證跟緊輥的壓力是恒定并且可調(diào)。

圖 1 基于張力傳感器的收卷控制原理圖

3  Lenze 主要算法

（1)卷徑計算：在收卷過程中卷徑是在不停的逐漸增加的，要保證膜的線速度及張力的恒定就必須使用卷徑計算使線速度和電機轉(zhuǎn)速進行匹配。計算出來的卷徑再作用到張力的設(shè)定值，根據(jù)轉(zhuǎn)徑的增到把計算出來的阻力扭力疊加到扭力設(shè)定上。

(2)錐度計算：根據(jù)材料的不同和工藝的要求，在不同的場合錐度曲線是不同的。倫茨提供了三種錐度曲線模式：直線模式、曲線模式、自定義模式。有多種參數(shù)進行設(shè)置，其中自定義模式客戶可以設(shè)定 64 個點描述自動義曲線，基本滿足了所有場合的使用。曲線模式的錐度曲線如下圖，D0 為錐度開始點，HW 為錐度設(shè)置值。

(3)摩擦補償：摩擦主要作用于傳動裝置和導(dǎo)軌上。特別是在啟動和加減速時需要的力比正常運轉(zhuǎn)時需要的力大得多,這樣在啟動或加減速的時候就會產(chǎn)生更大的跟隨誤差摩擦嚴(yán)重影響伺服系統(tǒng)的速度精度。對摩擦進行補償就是根據(jù)摩擦的形式和性質(zhì),利用各種控制方法抑制或者消除摩擦對系統(tǒng)性能的影響。 9400HL 自帶有摩擦補償功能塊

L_WndFrictionCompensation 能夠自動識別系統(tǒng)的摩擦系數(shù)。

(4)傳動慣量識別：轉(zhuǎn)動慣量是剛體繞軸轉(zhuǎn)動時慣性（回轉(zhuǎn)物體保持其勻速圓周運動或靜止的特性）的量度，其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。在收放卷應(yīng)用中要分別計算空卷時的轉(zhuǎn)動慣量和滿卷時的轉(zhuǎn)動慣量。9400HL 伺服控制器可以通過現(xiàn)成的功能塊 L_WndIdentMInertia 自動識別轉(zhuǎn)動慣量，為工程人員減少了繁瑣的計算。

4 Lenze 方案亮點

(1)9400HL 在收放卷應(yīng)用已經(jīng)是非常的成熟了，有現(xiàn)成的模板使用，客戶只需要修改幾個參數(shù)即可以實現(xiàn)收放卷功能。模板功能豐富，有些功能可隨時切除或投入。

(2)9400HL 是個自由編程的伺服控制器，使用 Lenze Engineer 軟件具有豐富的功能塊可視化編程，可以為每一個項目量身定做對應(yīng)的功能。

(3)9400HL 最多可以有三個任務(wù)同時執(zhí)行，最快的執(zhí)行周期為 1ms，其編程功能不亞于小型的 PLC，在許多場合可以節(jié)省 PLC，即減少了成本又減少了故障點。

(4)9400HL 有多種通信形式進行選擇，包括 CANOpen、ProfiBus、ProfiNet、EtherNet、EtherCAT 等?？梢耘c世面上大部分的 PLC 和觸摸屏的產(chǎn)品進行通信連接，開放性廣泛。

5  展望

9400 HL 在收放卷領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，包含包裝、紡織、塑料、印刷等領(lǐng)域。

9400 HL 收放卷模板運行速度快，精度控制高，靈活可靠，主要應(yīng)用于高精度控制領(lǐng)域。隨著中國制造水平的提高，這類應(yīng)用將會越來越多。