驱动器在真空镀膜机上的应用
驱动器在真空镀膜机上的应用
悬浮式高真空卷绕式镀膜机是包装工业的关键设备之一，其卷绕控制对张力精度、加减速时间要求都很高。丹佛斯FC302系列伺服性能驱动器加上新一代MCO305高速运动控制器，能以分布式的方式实现快速转速检测和卷径计算，并提供高精度的转矩控制，很好地满足了真空镀膜机的卷绕控制要求。本文就丹佛斯FC302系列驱动器在真空镀膜机上的应用加以详细论述。关键词：中心卷绕 张力控制
悬浮式高真空卷绕式镀膜机的卷绕控制要求高精度的转矩控制，以前一般采用直流驱动，但是随着交流驱动技术的飞速发展，现在逐步采用交流永磁同步伺服电机或交流异步电机驱动。
驱动器具有伺服级的驱动性能，驱动交流异步电机也有实现平稳的转矩控制，为这个行业提供了一种易用的解决方案，用户只需要设置几个简单的参数，就能满足实际生产需求，操作和调试也非常简便。一、悬浮式高真空卷绕式镀膜机的传动结构：
放卷转向为正
放卷转向为负镀膜机的传动机构 驱动悬浮式高真空卷绕式镀膜机的典型传动结构，其中：M1为冷却辊，直径恒定，由一台FC302驱动，冷辊的速度即为镀膜的线速度。M2为收卷辊，中心卷绕，直径逐步变大，由一台FC302驱动，提供收卷张力。M3为放卷辊，中心卷绕，直径逐步变小，由一台FC302驱动，提供放卷张力。冷却辊和收卷辊的转向是固定的，但是放卷辊由于卷筒卷绕方向不同，工作时有正、反两种转向，对应反、正两种转矩。真空镀膜机传动系统的特点：1. 由于真空室狭小，无法安装张力检测装置，所以收、放卷张力完全要靠收、放卷驱动的电机直接控制。因此收、放卷驱动器都工作于转矩工作模式。对于较轻较薄的材料，收卷还必须有张力锥度功能。2. 由于工艺方面的原因，起主传动作用的冷却辊上没有压辊，因此冷却辊只能靠摩擦力带动薄膜；收、放卷张力相差较大时，薄膜很容易在冷却辊上打滑。如何防止打滑是驱动控制方面的难题。
控制系统结构电气自控系统
主编码器接口信号来自冷却辊电机编码器，负责采集线速度信号；从编码器信号来自本机电机编码器，采集本机转速，并作磁通矢量控制的反馈源。放卷的配置与控制方法与收卷的基本相同。冷却辊控制相对比较简单，主要负责恒线速度控制与计米。PLC负责一般的数字逻辑控制，所有计算全部在运动控制器MCO305内完成。运动控制器MCO305的详细资料请参见参考文献[2]。 卷径计算： 根据线速度相同原理：可以推算收卷卷径和放卷卷径。 收卷张力锥度控制： 有了当前卷径值，和张力锥度设定值，就能计算当前张力。张力与卷径的关系如图3所示，当张力锥度为0时，张力保持恒定不变，相当于恒张力控制；当张力锥度为100%时，卷径每增大1倍，张力就下降一半，相当于恒转矩控制。 计算公式如下：
张立锥度曲线
其中：D为当前卷径 Dmin为最小卷径 Tap为张力锥度 Tref为追小卷径时的张力锥度参考值当Tap=0时，Ttap = Tref当Tap=1时，Ttap = 加减速转矩和摩擦转矩： 为了实现高精度的张力控制，程序中还必须加入摩擦转矩和加减速转矩补偿。加速转矩Tβ = β×J其中,β为角加速度；转动惯量
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