锥度张力公式
变频器在薄膜卷绕机上的应用
森兰SB80B变频器在薄膜卷绕机上的应用（提供：成都希望森兰变频器制造有限公司）【在线联系作者】工业上常见的薄膜卷绕主要包括布、纸张、塑料薄膜等。
通过实地考察，可以发现薄膜卷绕机对于张力的精度要求比拉丝机高，而且卷径的变化范围很大，如果像拉丝机的设计方案一样只采用PID修正从机转速的话，PID修正量很大，PID参数不易调节，控制性能不能保证。
而且薄膜卷绕机与拉丝机有一个不同在于：薄膜卷绕机对于薄膜的张力要求是随卷径增大而不断变化的，这样就不能像拉丝机那样使用固定的张力给定，即需要张力锥度控制，防止损伤卷轴或造成内部褶皱。
因此薄膜卷绕机的张力控制方案必然要比拉丝机的方案复杂。
但是我们认为，森兰SB80B机器完全可以通过对现有功能进行设置，充分利用算术单元和计数器等功能，实现薄膜卷绕所要求的张力控制。
方案如下：由代表薄膜线速度的主机（加工机）运行频率和卷绕薄膜的实时卷径计算出相应的从机（收卷机）主给定频率，以此作为前馈；同时用PID调节器控制薄膜的张力PID输出，对给定频率进行不断修正，将修正后的频率作为收卷电机的给定频率。
这种前馈和反馈共用的复合控制方法控制精度很高，很多张力控制专用的变频器都使用了这种方法。
而森兰SB80B可以通过可编程模块来编程实现这种控制，使用方便，方法灵活。
系统控制框图如下：森兰SB80B薄膜卷绕机张力控制系统图注：图中D0为初始卷径百分比值，以最终卷径为100％；T0为初始张力值，以张力传感器最大张力为100％；K为张力锥度系数，由用户设定，范围为0～100％；主机的模拟运行频率（代表线速度）由AI1输入计圈信号使用光电开关由“计数器增”输入。
PID反馈值由张力传感器向AI2输入；外加卷径复位信号对计数值进行预置初值。
下面分两部分来说明这种组合方法。
第一部分：收卷机给定频率的计算。
用户需要知道三个值，分别是初始卷径、最终卷径和薄膜厚度。
根据这三个值，计算出参数设置所需要的几个数值，具体包括：1．初始卷径百分比值D0＝初始卷径/最终卷径。
锥度换算公式
锥度（Taper）是指物体一端逐渐变细或变粗的形状，通常用于描述圆锥形或圆柱形物体的逐渐变细的部分。
锥度的换算通常涉及直径或半径的变化。
以下是一些常见的锥度换算公式：
1. 锥度角（Taper Angle）与锥径比（Taper Ratio）的换算：
锥度角是指锥形物体顶点与底面之间的夹角，而锥径比是指顶径与底径的比值。
锥度角\( \theta \)（度）与锥径比\( r \) 的关系：
\[ \tan(\theta/2) = \frac{1}{r} \]
或者
\[ r = \frac{1}{\tan(\theta/2)} \]
2. 锥度（Taper Perpendicular）与锥径比的换算：
锥度是指锥形物体顶点到底面的垂直距离与底面半径的比值。
锥度\( t \)（垂直距离/底面半径）与锥径比\( r \) 的关系：
\[ t = \frac{1}{r} - 1 \]
或者
\[ r = \frac{1}{1+t} \]
3. 锥度（Taper）与斜率的换算：
锥度的斜率是指锥形物体侧面的倾斜程度，可以用斜率\( m \) 来表示。
锥度\( T \)（1/长度）与斜率\( m \) 的关系：
\[ T = \frac{1}{m} \]
或者
\[ m = \frac{1}{T} \]
请注意，这些公式适用于理想的圆锥形物体，实际情况中，物体的锥度可能会因制造公差、磨损或其他因素而有所不同。
在进行锥度换算时，需要根据实际情况选择合适的公式和单位。
锥度控制在软包装材料卷取中应用
Proceedings of the Huayuan Packing Control ConferenceMarch 18-20,2014，ZhangYangming，Dongguan，Guangdong，China锥度控制在软包装材料卷取中的应用张阳明，韩立强，史增涛，许跃武卓技 软包装设备机械电气维护中心 联合讨论小组Email：2890647836@摘要：针对于软包装行业卷材在收卷过程中，因为收卷锥度设定或控制不当，从而导致软包装卷取材料卷芯起皱的现象在行业中普遍存在，所以卓技软包装设备机械电气维护中心联合行业资深电气系统开发工程师为此做深入的探讨和研究。
通过对大量客户使用的机器的不同形式的锥度输入以及输出的特点，统计了不同的锥度计算和表示方法，来分别探讨锥度张力的正确使用和控制，从而减少对材料的浪费，以及提高产品质量。
Taper Control Applied in Flexible Packaging Material Reel upZhang Shaofeng,Han LiQiang,Xu YaoWu,Shi ZengTaoZhuo Tech. Flexible Packaging Equipment & Electric Maintenance Center; Unit Discussion GroupEmail：2890647836@Abstract:About the common roll film wrinkle issues during rewind process as improper rewind taper or fixed, we made a deep discussion and research. By all different kind of taper input & output prosperity with different customers’ machines, sorted out a different taper calculation & expressive methods. And respectively to discuss the taper correction use & control then reduced the raw material loss, increased the product quality.关键词：锥度 张力 收卷 控制Key words: Taper Tension Rolling Control1 引言：（Introduction）收卷锥度控制的目的：不同的设备制造厂家张力锥度的算法几乎不同，但是最终的结果是，随着卷径的变化，收卷的表面张力递减，避免在中心卷取的过程中，卷芯变形或者起皱；锥度控制卷取张力的困惑： 由于计算方法的不同，导致在生产过程中的工艺控制标准就很难就张力锥度来形成统一的标准，这样给使用单位和设备操作人员带来了一定的困难，不同的设备制定不同的工艺标准，在实际应用的过程中是很难实现；在没有行业标准的前提下,各个设计开发人员根据自己的爱好和编程手法和习惯进行,都能实现锥度控制，这段时间通过对各种计算方法进行比较，统计了目前设备的张力锥度输入控制方法，分别做分析，从而使广大用户对自己的设备锥度控制有较深的理解，正确设定锥度相关的参数，以及出现收卷效果差的时候进行分析和故障检查。
玻璃布浸渍加工锥度收卷中的内张力分布及其参数确定
张 获 高 能 控 效 〔］ 力 得 性 的 制 果３０ ， ４
张力控制器采用锥度张力收卷模型， 收卷卷径 为Ｒ时， 模型控制的张力ｆ 设定值为：
１ 浸渍干燥工序的收卷张力控制
为保证作为增强材料的玻璃布质量， 提高其与
０ ８一２ ５ 收稿日期： ５一０ ２ ０
Ｊ ｏ１ ａ ｌ Ｒ／ ） ＝ ｌ一 ｌ一 ｏ 〕 ｆ Ｒ
甘
ｑｉ台 ｌ
ｒａ 口 ｝
树脂的粘合性 ， 需要进行浸渍偶联剂、 干燥等后处 理工序。
玻璃纤维织物（ 玻璃布） 纺织后对其进行浸渍 干燥处理是保证其品质的重要的工序， 与其他许多 具有放卷 、 收卷的工序一样， 该工序从空卷装到满 卷装的收卷过程中， 必须对布材的收卷张力值进行 控制。然而 ， 收卷后筒内布材实际所处的张力状态
璃布泊松比ｙ ．６ 取０３。由图３ 可以看出： ①收卷 半径增加， 内张力Ｔ。 ｉ ． 随之呈上升趋势， 即越靠近
０ Ｏ ．
Ｒ ＝Ｒ ． ７
３ ４ ５ ６ ７
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ｎ／
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得：
的 力； 是 应力。 ， 表示在收 第ｊ 张 三 环向 ‘它 。 卷 层玻
璃布时， 其内部第 ｉ 层位置上所承受的环向应力
Ｔ Ｉ， Ａ ； 「 ，二｛ Ｒ ｝Ｉ一一 飞 ６， ＝ 一—
Ｒ ＋ Ｌ ｉ 夕 Ａ Ｒ 」 ＜
值， 很明显， ｉ二 ｉ ０ 有Ｔ ，； 。 ｈ
２ ｀ Ａ 又 Ｒ少 Ｒ ＋ 厂 ；
（听 ｘ） 只 半 长
０５ ．５
０ 石
由 ７可知， 若卷芯半径 Ｒ 给定， 式（） 。 则布卷内 张力分布与最大卷装半径 Ｒ 有关。图３ 。 给出了几
锥度计算
台湾
NO
华鹰
NO
F0 预设张力&F小
■
锥度变量（各种算法中，只取其中5个变量进行计算）
F大
D小
K 张力锥度
D1 张力锥度补偿
□
■
■
■
D 实时
■
173.78
174.41
180
120
98
30.00%
0
150
167.81
169.03
180
120
98
30.00%
0
200Βιβλιοθήκη 161.83136.76
180
120
98
30.00%
0
500
125.98
131.38
180
120
98
30.00%
0
550
120.00
126.00
180
120
98
30.00%
0
600
114.02
120.62
180
120
说明：
98
30.00%
0
650
一.收卷锥度控制的目的：不同的设备制造厂家张力锥度的算法几乎不同，但是最终的结果是，随着卷径的变化，收卷的表面张
进行比较，笔者认为：认为汇川技术的锥度计算是最为完美，这种算法不受最大卷径的限制，而且通过设定张力锥度补偿可以获得不
同的锥度曲线来达到最佳效果。
张
阳明 @ 东莞市华源包装有限公司
2012年3月25日
200.00 180.00 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00
汇川变频器张力控制功能参数说明
卷曲张力控制专用变频器MD330用户手册第一章概述本手册需与《MD320用户手册》配合使用。
本手册仅介绍与卷曲张力控制有关的部分，其他的基本功能请参考《MD320用户手册》。
当张力控制模式选为无效时，变频器的功能与MD320完全相同。
MD330用于卷曲控制，可以自动计算卷径，在卷径变化时仍能够获得恒张力效果。
在没有卷径变化的场合实现恒转矩控制，建议使用MD320变频器。
选用张力控制模式后，变频器的输出频率和转矩由张力控制功能自动产生，F0组中频率源的选择将不起作用。
第二章张力控制原理介绍一、典型收卷张力控制示意图二、张力控制方案介绍对张力的控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这两个途径，MD330设计了两种张力控制模式。
A、开环转矩控制模式开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与开环矢量或闭环矢量无关。
转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率，输出频率是跟随材料的速度自动变化。
根据公式F=T/R（其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出，如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷轴的转矩主要作用于材料上。
MD系列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩，使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配PG卡）。
与开环转矩模式有关的功能模块：1、张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。
张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减，用于改善收卷成型的效果。
2、卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。
3、转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转动惯量，变频器中关于惯量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。
凹版印刷机中的锥度张力控制研究
凹版印刷机中的锥度张力控制研究
Taper tension in gravure printing machine 彭 燕 PENG Yan
（渭南师范学院 物理与电气工程学院电气工程系，渭南 714000） 要：针对凹印机中的锥度张力运行情况，详细分析张力的产生及其锥度张力原理，利用近似方法对 锥度张力运行进行建模，张力控制器采用积分分离PID的办法，给出了锥度张力整个系统运行 原理，采用matlab进行仿真，从仿真结果可以看出锥度张力能满足凹印机生产要求，凹印 机正常运行且不会出现褶皱等问题。 关键词：锥度张力；积分分离PID；MATLAB仿真；凹版印刷机 中图分类号：TS803.6 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2016)12-0081-04 摘
【82】 第38卷 第12期 2016-12
其中，MR是收卷辊的制动力矩，ω 为收卷卷辊的角 速度，T是总张力，单位kN， M F = B f ω 是阻尼力矩，Bf 为阻尼系数， J 是转动惯量。卷绕过程中，收卷辊的直 径越来越大，所以卷辊的转动惯量也越来越大，很明显 这是个非线性的时变系统。 J 由两部分组成，一部分是 卷材的转动惯量，一部分是卷芯的转动惯量。收卷段张 力T主要受速度和卷辊半径变化的影响，设制动力矩和 摩擦力矩为恒定值，当卷径不变时，收卷辊张力T与速 度的传递函数可以简化为： 2.2 摆辊模型 摆辊的两端安装了电位计，摆辊摆动带动电位计运 动，不同的摆幅反映了不同的张力变化，具体摆辊的位 置反映为不同的电位值。因此，摆辊的摆角 θ 直接反映 了卷材张力的波动∆T 。
j =0
k
(2)
式中e(k)是k时刻输入输出的差值，T1是采样周期， kp、ki和kd分别为比例、积分、微分系数， γ 是积分项的 开关系数， ε 为实际系统设定的阈值。
锥度的计算公式全部
锥度的计算公式全部锥度的计算公式。
引言。
锥度是指圆锥形物体的侧面与底面之间的夹角。
在工程和科学领域中，我们经常需要计算锥度，以便更好地设计和制造各种圆锥形物体。
本文将介绍几种常见的锥度计算公式，并讨论它们的应用。
圆锥的侧面角计算公式。
圆锥的侧面角是指圆锥侧面与底面的夹角。
它的计算公式如下：tan(α) = r / h。
其中，α为侧面角，r为圆锥底面半径，h为圆锥的高度。
这个公式可以帮助我们计算出圆锥的侧面角，从而更好地理解和设计圆锥形物体。
圆锥的体积计算公式。
圆锥的体积是指圆锥所包含的空间大小。
它的计算公式如下：V = (1/3)πr^2h。
其中，V为圆锥的体积，r为圆锥底面半径，h为圆锥的高度。
通过这个公式，我们可以计算出圆锥的体积，从而更好地进行材料和空间的规划和利用。
圆锥的侧面积计算公式。
圆锥的侧面积是指圆锥侧面的表面积。
它的计算公式如下：S = πr√(r^2 + h^2)。
其中，S为圆锥的侧面积，r为圆锥底面半径，h为圆锥的高度。
通过这个公式，我们可以计算出圆锥的侧面积，从而更好地了解圆锥的表面特征和性能。
圆锥的母线计算公式。
圆锥的母线是指连接圆锥顶点和底面圆心的直线。
它的计算公式如下：l = √(h^2 + r^2)。
其中，l为圆锥的母线，r为圆锥底面半径，h为圆锥的高度。
这个公式可以帮助我们计算出圆锥的母线长度，从而更好地理解圆锥的形状和结构。
圆锥的表面积计算公式。
圆锥的表面积是指圆锥所有表面的总面积。
它的计算公式如下：A = πr(r + l)。
其中，A为圆锥的表面积，r为圆锥底面半径，l为圆锥的母线长度。
通过这个公式，我们可以计算出圆锥的表面积，从而更好地了解圆锥的表面特征和性能。
结论。
通过以上介绍，我们了解了几种常见的圆锥计算公式，并讨论了它们的应用。
这些公式对于工程和科学领域中的圆锥形物体的设计、制造和应用具有重要意义。
在实际工作中，我们可以根据具体情况选择合适的公式，进行准确的计算和分析，从而更好地实现我们的设计和制造目标。
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*1: 锥度张力的公式:（1）1－A{(D-D0)/(Dmax-D0)}=C (2) C×T=锥度张力
其中A为张力系数,D为实时卷径,D0为卷取最小卷径,Dmax为卷取最大卷径,T为设定张力
最小卷径为(D0)610 mm,最大卷径为1900 mm,张力系数(A)为10,张力设定(T)为10000KG.
根据公式
当实时卷径(D)为710mm时张力为9923KG=9.923吨
当实时卷径(D)为810mm时张力为9845KG=9.845吨
当实时卷径(D)为1900mm时张力为9000KG=9吨
当把张力系数增加到20时
卷径(D)为710mm时的张力为9.845吨
卷径(D)为1900mm时的张力为8吨
当张力系数为10时,卷径以100mm的刻度增加时的张力以77KG减小.
*2: 锥度公式:锥度要求=张力设定值*(1-锥度系数*(1-最小卷径/直径)),这样计算很方便的。