薄膜分切机放卷至卷取的张力控制
薄膜分切机的废边收卷机实用控制应用
第47卷 第10期·46·CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)橡塑技术与装备（塑料）作者简介：张帆（1989-），男，机电助理工程师，从事纸张、薄膜、吹膜类自动化设备设备电气设计工作。
收稿日期：2021-02-26废边收卷机广泛应用于薄膜分切机的裁切废边卷取，配套此设备可以减少分切机浪费两个工位用来卷取裁切的废边的现象，可以有效提高分切机的工作效率。
张力控制是卷绕系统的核心重点，良好的张力控制能有效地使载带收卷到卷筒上，并控制张力的稳定，不发生张力波动，避免发生载带挤压、断裂等现象。
1 收卷机械组成该设备机械部分由分切机刀槽辊和收卷机组成，如图1所示。
R1为刀槽辊，也做为系统的速度辊，由电动机驱动，辊面上有分切刀，可以将放卷过来的薄膜材料分切为不同的规格，其中两边的废边条由废边收卷机的卷绕辊卷R2取收集，卷绕辊也由电动机进行驱动。
可以注意到的是，废边载带在卷取之前有经过摆辊机构R3，摆辊以支架中心做来回摆动，其往废边载带卷取的方向安装有气缸，当气缸接入压缩空气时，作用于载带上的张力为辊重力在卷取方向分力与气缸对其作用力之和。
由于摆辊摆角较小，摆动过程中重力分力基本不变，因此直接改变气缸的压力就能调整薄膜的张力，张力大小与膜卷直径无关。
气缸旁装有滑动变阻器，可以随着摆辊摆动改变施加在变阻器的反馈电压，控制器接收反馈电压信号可以检测出张力的变化，从而进行PI 调整后控制卷取速度，保持薄膜张力恒定。
此外，废边收卷机有一个横向摆动丝杆，在废边卷取时可以进行横向来回游动，丝杆由电机和行程开关等部件进行左右正反转运动以实现来回游动，以保证废边在卷绕辊卷取的横向均匀性。
采用浮动辊测量张力，能有效克服张力突变，缓冲载带的拉伸，防止载带断裂，有利于提高生产效率。
图 1 废边收卷机系统简图2 张力控制实现方法所谓载带卷取张力，其实从本质上来看就是收卷在卷绕时卷材保持与速度辊载带主速度形成一定的微小正速度差，要控制张力稳定，则需要控制卷材的线速度基本恒定，即卷材线速度V 2=V 1+d V ，V 1为速度辊主速度，d V 为速度差，也就是形成张力的表现。
薄膜卷取恒线速度及恒张力控制系统
薄膜卷取恒线速度及恒张力控制系统荣获“2004年度工控及自动化领域优秀论文”有奖评选三等奖【专家点评】：由于吹塑薄膜挤出机生产线上的牵引电机和卷从而可实现薄膜正常卷取。
论文作者找出了形的闭环控制并以卷取电机转速和张力作为校正度不同步造成薄膜厚度不均的弊端。
该系统对【作者心得】：中国工控网和中国自动化学会主办的这次征文国自动化学会表示由衷的感谢！同时非常感谢《薄膜牵引和卷取同步控制研究》的部分总结制”，因而这篇投稿取名为《薄膜卷取恒线速继续深入研究和进一步开展工作。
1 引言在吹塑薄膜挤出机生产线上，薄膜卷取是一道非常重要的工序。
收卷质量对塑料薄膜的二次加工至关重要常卷取和翻转架翻转过程中，要实现薄膜牵引和卷取的恒线速度及恒张力控制。
一种较好的解决方案是，在建的基础上，构成由计算机、可编程控制器、变频器等组成的硬件系统，并进行相应的软件设计，以实现计算机卷取的恒线速度及恒张力控制。
2 方案设计生产线中的薄膜线速度和张力的调节可以通过牵引电机、卷取电机和翻转架电机的转速和转矩的调节来反映1.1 正常卷取过程分析对不同的卷绕过程，薄膜的张力和线速度v随薄膜的材质、规格、厚度、冷却温度及卷径比等因素的不同绕直径D的逐渐增大要求卷轴转速成反比例地减少；另一方面，又要求薄膜的张力恒定[1]。
因此，作用在卷恒线速度、恒张力传动即恒功率传动。
由于卷取辊在卷取薄膜时，其卷绕直径D是逐渐增大的，在牵引速度恒定不变的情况下，要维持卷取张力取线速度不变[2]。
1.2 翻转过程中卷取电机的调速规律翻转架翻转时，薄膜的线速度是膜卷切入处的卷取切向速度和翻转切向速度的矢量和，如图1所示。
也就不对卷取线速度加以修正，势必影响薄膜线速度控制的稳定性和准确性，进而造成卷取初始时刻出现较大的超要。
根据图1可知，卷取电机此时的期望转速(r/s )应为：式中：为与的相角差。
可见，除了随卷径D变化而变化外，还随翻转线速度和变化而变化。
设翻转引起的卷取线速度变化量为，则化的曲线如图2所示。
锥度张力控制在包装机械上收放卷成功应用
锥度张力控制在包装机械上收放卷成功应用收放卷控制基本要求在高速收卷和放卷时输出恒定张力，对于薄膜收卷实现“内紧外松”。
硬件结构完整结构有放卷,放卷牵引,收卷牵引,收卷等工位放卷有传统浮辊加张力调整或者张力磁粉放卷,也可以采用变频加张力做力矩调整(被动和主动放卷)牵引电机常为一台变频控制,速度也可以由外部AIO来输入或者通过外部总线输入收卷由牵引给同步线速信号,外加张力检测做闭环控制,收卷加卷经直接计算和外部检测计算实现锥度调整,算法精确,稳定,响应时间在1ms内系统构成张力系统: 包括放卷张力,收卷张力,过渡张力放卷,送料,牵引,收料,收卷系统收卷系统:收卷通过测量送料速度、放卷速度控制收卷速度同步,同时，根据通过设定张力进行力矩计算,从而实现恒定张力的目的,另外通过外部检测直径计算卷径或者同步控制自动检测实现锥度和直径线性速度同步调整。
收卷分单/双工位收卷,有收卷张力辊做双向给定反馈,自由选择,单动/联动自行配合另外此收卷控制可以变上下轴控制实现分切机收卷应用,此方案在包装薄膜行业首次以欧洲核心技术产品和专用收放卷功能自主研发,在塑料包装行业沉淀8年积发,希望在PET,OPTT,光哑膜,复膜机机械上得到深入推广,为民族工业技术提升带来借鉴和生机概论:借鉴成功案例,在收卷中的效果做到幅宽2米,280米线速(跟机械功率设计有关,可以上到400m/min,国际水平),得到资深包装行业客户认可,在锥度和断面齐整方面尤其突出过程花絮:经过过一个月,一位日本客户和意大利客户看到了这台机器所做的薄膜,真是感受到这个锥度控制带来的实际价值.客户的反馈给我们带来一个启发点,之前所有控制方案都有plc控制器与变频或者磁粉控制,外加张力传感器做反馈调整.由于这种材料属于复膜后处理,同时外加冷料工序,膜熟后会有空气跑掉,另外在给外贸的时间周期中,自然会出现菊花纹现象,由此多种原因,在设备的控制里要求最关键的是,我们在收卷的控制中对锥度的调整和实时张力控制精度和速度要求.开机正常运行通过2个多月的磨合和客户需求,逐步完善了在断料接驳功能,停机选择有当前张力启动或者是初始直径启动,非常方便操作,启动平稳性好,另外在无plc控制的基础上我们采用收卷计长,替换了plc采集编码器的信号,同时节约了plc和编码器的成本小结这套系统属于改造项目,之前配置由传统的HMI+PLC+安川G7+编码器+张力检测控制, 现在系统由LENZE控制器直接+张力检测,成本没有上升,精度和响应精度更高更快,并在行业中实现真正的直径计算加锥度功能,断面更加齐整,以上图片(从光度和折射线)都可以实证此系统的高性能.愿给包装行业同仁带来更多的技术参考和创新,同时热诚希望行业前辈给出指点意见,谢谢!附分切成品和收卷成品,。
收放卷张力控制定义及应用
收放卷张力控制定义及应用收放卷张力控制定义及应用张力控制是指能够持久地控制原料在设备上输送时的张力的能力。
这种控制对机器的任何运行速度都必须保持有效，包括机器的加速、减速和匀速。
即使在紧急停车情况下，也应有能力保证被分切物不破损。
张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。
若张力不足,原料在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,原料又易被拉断,使分切复卷后成品纸断头增多。
张力控制系统主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制。
例如，为了提高产品质量，使所卷带材表面平整、厚度均匀和带卷紧而且齐，必须对卷取机（或开卷机）和压延机之间的张力进行控制，使之恒定。
控制张力的方法分为间接法和直接法两类。
间接法又可采用两种方式：一种是在保持驱动电动机的电枢电流恒定的条件下，通过调节使电动机的磁通量随带卷（或线卷）直径成比例地变化，维持张力的恒定；另一种方式是调节电动机电枢电压，使电枢电流随带卷直径成比例变化来保持张力恒定。
直接法是对张力的直接反馈控制。
用张力计测量实际的张力值,作为反馈信号,以控制张力恒定。
直接法的优点是控制系统简单，可避免卷径变化、速度变化和空载转矩等对张力的影响，精度较高。
缺点是张力计的响应速度较慢。
在实际工业生产中，间接法远比直接法应用为广。
所谓的张力控制，通俗点讲就是要能控制电机输出多大的力，即输出多少牛顿。
反应到电机轴即能控制电机的输出转距。
真正的张力控制不同于靠前后两个动力点的速度差形成张力的系统，靠速度差来调节张力的实质是对张力的PID控制，要加张力传感器。
而且在大小卷启动、停止、加速、减速、停车时的调节不可能做到象真正的张力控制的效果，张力不是很稳定。
肯定会影响生产出产品的质量。
闭环式全自动张力控制是由张力传感器直接测定料带的实际张力值，然后把张力数据转换成张力信号反馈回张力控制器，通过此信号与控制器预先设定的张力值对比，计算出控制信号，自动控制执行单元则使实际张力值与预设张力值相等，以达到张力稳定目的。
分切机张力正确调法对照表
分切机张力正确调法对照表分切机在印刷行业中是一种非常重要的设备，它可以将大型卷材切割成所需的小型卷材。
在日常使用中，正确的张力调整对于保证切割品质和延长设备寿命非常重要。
本文将介绍常见的几种分切机张力调整方法和注意事项，同时给出一个对照表供大家参考。
张力调整方法以下是常用的几种分切机张力调整方法：1. 调整张力控制器分切机通常配备有张力控制器，调整张力控制器可以改变分切机上下卷轴之间的张力。
一般来说，操作人员可以通过控制器上的按钮调整张力大小。
具体方案应根据实际情况进行调整。
2. 调整卷轴参数根据不同的材料，我们可以通过调整卷轴参数来确保正确的张力大小。
卷轴参数涉及到切割速度和停车时间等，需要依据实际情况进行设置。
如果张力过大可能会导致切割品质下降，反之则可能容易损坏设备，因此需要仔细调整。
3. 替换纠偏器件在长时间运行后，纠偏器件可能会发生损坏，导致分切机无法正确进行切割。
在此情况下，我们需要将损坏的部件进行更换。
这样可以保证分切机的正常工作。
注意事项对于分切机的正常运行来说，以下是需要注意的几个问题：1. 材料的选择不同的材料应选择不同的分切机，如果分切机无法治理较厚的材料可能会造成设备烧坏。
此外，操作人员也需要注意材料的质量和厚度等因素，以确保其能够顺畅进行切割。
2. 维护保养分切机通常需要定期进行维护和保养。
在此过程中，操作人员可以检查设备的状态和部件是否有损坏。
如果发现问题，则需要及时进行修复，以确保设备正常的运行。
3. 安全操作在对分切机进行操作时，一定要非常注意安全。
在设备运行时需要将手放在安全区域之外，并且对于一些细节问题也要进行注意，以避免伤害。
分切机张力正确调法对照表张力大小调整方法太大降低切割速度或提高切割卷材卷裂度太小升高切割速度或提高停车时间失稳检查是否需要更换纠偏器件结论分切机的正确使用和操作可以确保其正常运转并延长设备寿命，而张力调整也是其中一个重要环节。
通过本文提供的张力对照表，我们可以更好地控制张力大小，并对设备产生的问题进行及时的处理，从而保证切割品质和设备寿命的同时提高工作效率。
薄膜分切机的组成及工作原理
本文摘自再生资源回收-变宝网（）薄膜分切机的组成及工作原理
变宝网9月21日讯
薄膜分切机是一种广泛应用于包装等行业的设备，主要有处理聚酯薄膜、镀铝薄膜等薄膜，今天就带大家简单了解薄膜分切机的相关特性。
一、薄膜分切机的工作原理
PLC完成运算，控制各部分动作，实现系统的自诊断功能；
触摸屏作为人机界面，接受操作者指令，设定和显示各种运行参数；
变频器驱动主拖动电机，为各传动机构提供运动和动力；
放卷张力控制系统采用恒张力放卷，保证原材料在分切过程中不变形，不起皱；
收卷张力控制系统采用恒转矩收卷，使收卷好的成品料卷松紧适当，膜卷端面整齐；
纠偏控制系统纠正由于原料或传动过程中各种因素引起的偏差，使分切过程中刀口始终保持在金属化薄膜隔离带中心部位，确保留边精度的实现；
赋能电源输出0～900V可调的直流电压，经赋能辊施加在金属化薄膜的两面，在膜料传送过程中，将存在于薄膜介质中的各种导电与半导电杂质清除，可有效地提高电容器的质量；
传感器检测的信号送入PLC，记录分切后膜卷的长度、卷径及各种运动状态，实现系统的自动控制。
二、薄膜分切机的组成
薄膜分切机由放卷机构、切割机构、收卷机构、各功能辊以及张力控制纠偏控制和检测装置组成。
其工作原理为：从放卷机构放出的金属化薄膜原料，经展平辊，张力检测辊，赋能辊，纠偏系统，进入切割机构，原材料经分切后，由收卷机构分别收卷成符合标准的膜卷。
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本文摘自变宝网-废金属_废塑料_废纸_废品回收_再生资源B2B交易平台网站；
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软包人必须要知道的收卷张力主要控制参数
软包人必须要知道的收卷张力主要控制参数【看点】薄膜经分切后，应立即进入收卷部。
薄膜收卷也是薄膜加工生产很重要的环节之一其加工质量的好坏影响到分切后成品的质量。
收卷控制张力对薄膜质量也起着至关重要的作用，所以说收卷张力控制系统主要控制参数是必须要知道的。
【正文】收卷张力控制系统主要控制参数1.张力设定。
薄膜收卷前，需要针对薄膜的性能及选用的收卷方式，设定收卷张力的大小。
通常，设备具备的张力调节范围为100~600N。
2.调节张力衰减值。
薄膜收卷后，随着收卷直径增大，如果卷芯旋转速度不变，薄膜的收卷张力就会越来越大。
而薄膜与薄膜之间又都夹着一定的空气，即使在恒定的张力条件下，外层薄膜也会将内层薄膜压皱，影响薄膜的表观质量。
解决问题的最好办法就是改变薄膜的收卷速度，根据薄膜的生产速度及薄膜的厚度，按一定的规律将薄膜的张力自动进行衰减。
收卷张力衰减控制的质量，也是衡量薄膜收卷质量的重要标准之一。
通常，不同直径下的张力值（张力衰减）在收卷之前要预先输入计算机内，在生产过程中，操作人员再根据薄膜收卷情况随时进行调节。
3.张力补充。
薄膜收卷时，薄膜的收卷张力在以下情况下会发生明显的变化：收卷工位转化时；将薄膜切断并转换到新的卷芯表面，卷径突然变化时；牵引速度有明显变化时；各系统的转动惯量不同时。
收卷过程中的张力变化，必然影响换卷的平稳过渡，经常出现换卷的平稳过渡，经常出现换卷断膜现象。
因此，必须设有张力补充装置，以实现软启动、软停止，防止收卷薄膜出现皱纹。
薄膜的张力是通过张力辊两端轴承下方的压力传感器进行检测的，检测的信号通过电子线路，控制收卷电机的转速。
放卷张力控制的原理
放卷张力控制的原理
张力控制器控制的原理是通过检测绕组的线速度来计算绕组直径，负载转矩=F * D/2（F是设定的张力，D是当前的绕组直径），因此当张力控制器设定张力由于可以通过计算确定当前绕组的直径，因此可以计算出负载转矩。
张力控制器可以输出与异步电动机的额定转矩相对应的标准0?10V模拟信号。
因此，我们使用模拟信号连接到变频器并选择转矩给定。
这样，在动态缠绕过程中，张力可以保持恒定。
在变频器的转矩模式下，速度受到限制。
在张力控制模式下，无论是直流电动机，交流电动机还是伺服电动机，都必须限制转速，否则当电动机产生的转矩可以克服负载转矩并运行时，会产生旋转加速度，并持续不断地旋转。
增加速度，速度达到高速，所谓超速。
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薄膜分切机放卷至卷取的张力控制
2007/2/1/11:47 来源：newmaker
1．分切机的重要选定要素
2．放卷至卷取的张力
3．接触辊及接触压力
4．卷取张力的自由选择及设定
5．在薄膜主要物性条件下所设定的卷取条件
1．分切机的重要选定要素
在分切机的选定方面最受关注的应该是分切卷取后的产品如何?也就是产品内部品质。从外观上来看，
无皱褶、无划痕、端面整齐、卷取表面硬度适当等，这些都应该是基本的。但是，我们认为仅关注这些还
不够。因为分切卷取后的产品其内部残留着很大的应力(内部张力)，这将会对后道工序带来各种不利影响，
比如说印刷的套印不准等。
这种内部品质的状况如何，将会很大程度地影响到用户的订购量、产品韵价格及用户对制膜厂家的信
赖和评价。
而这种选定要素却无法用肉眼看到，因此，对薄膜的张力控制及接触压力的控制是最重要的选定要素。
2 放卷至卷取的张力
分切机的放卷至卷取张力可分为以上3大部分。
2—2放卷张力
2—2—1内部张力
前道工序卷取下来的原膜母卷的内部含有残留应力，这残留应力的大小同生产线的设备性能有关，特
别同卷取机的性能有很大的关系。如卷取机的张力过大且张力的变动量也大时，会对分切机的放卷张力的
控制带来不利影响。另外，原膜母卷由于熟化的缘故几乎多少都存有偏芯，这就是放卷速度的变化而造成
放卷张力变化的原因所在。放卷张力发生变化会使薄膜内部产生应力，将存有内部应力的薄膜从牵引部传
送至卷取部，最终肯定会对卷取张力的变动带来影响。
为使放卷张力的变动量降低，放卷部采用浮动辊方式来控制放卷张力。该方式可使原膜母卷的内部应
力减少，可吸收放卷速度的变化，实现放卷张力保持稳定。
为使浮动辊的效果更佳，本公司研制开发了2根串联在一起浮动辊方式(已取得专利权)，该方式可使
放卷张力的变动量降低到最低限度。
2—2—2为实现放卷张力变动量最小而采取的对策
串联浮动辊的控制
偏芯原膜母卷回转时，靠浮动辊的摆动来吸收，但是，浮动辊的质量成为惯性抵抗使薄膜产生松弛，
并使张力也增加。由于此惯性抵抗会给每一时间上的变动量及浮动辊的质量本身带来很大的影响。现在，
本公司研发开发了把2根浮动辊组合在一起的串联浮动方式，可实现低张力条件下的高速运转。
串联浮动辊的方式相对于1根浮动辊来说，偏芯原膜母卷每回转1次，薄膜偏芯量的1／2通过浮动辊
的位置变化来吸收，同时，由于浮动辊及惯性力的变动所产生的作用于薄膜的张力，因每一根浮动辊的质
量是原来1根的1／2，可使得总体上放卷张力的变动量减少到原来1根浮动辊张力变量的1／4。
下列是CPP薄膜的参考计算例。
[参考例]
薄膜 CPP 20μ 拉伸弹性率E＝50kg／mm2
原膜母卷直径D 1200mm
薄膜宽度 W 4300mm
原膜偏芯量a25mm／1200mm
原膜母卷直径最大时的偏芯量
浮动辊重 70kg
速度 600m／min
放卷所需最低张力4kg／min
整个宽度最低张力 To＝4kg×4.3m＝17.2kg
2—3牵引张力
薄膜在各辊之间传送时，进膜辊的速度同出膜辊的速度还是有些差异的。由于薄膜弹性的缘故会产生
张力。通常各分切机厂家会在不影响薄膜的范围内设计各牵引辊的速度，但是，薄膜的物性各有不同，仍
然会出现速度差这个问题，目前采用各辊单独马达驱动且数字式速度控制方式。
2—4卷取驱动
2—4—1卷取驱动的稳定
最终产品卷的品质如何，同卷取张力有关。卷取时的速度变化、卷取产品的重量变化，接触压力的变
化等都会使张力产生变化。因此，通过外部条件的补正来对应张力的变化，使卷取张力始终保持稳定所必
须的。这种补正是肉眼所看不见的，含有很多专有技术的非常重要的要素。
2—4—2获取最佳卷取张力的各种张力补正
为了保证卷取张力从初卷至终卷整个过程中的张力稳定，有必要进行多种张力的补正。 引起卷取张力
变动的主要原因如下：
①机械方面的机械损耗所引起的变化(回转数和卷取重量)
②接触辊的接触压力(接压量和卷取速度)
③加减速时的卷轴惯性(加减速时间和卷芯及卷取重量)
④卷取电动机的特性
以上这些因素可以通过速度、接触压力、重量的变化自动补正来获得最适合的张力。
3．接触辊及接触压力
3—1接触压力的控制
在卷取品质方面，产品卷的表面硬度及卷取时的皱褶同接触压力有关。
在卷取过程中，在接触辊表面及薄膜内面、接触辊上部的薄膜表面及产品卷的表面都带进空气，如图
所示a、b。
带入的空气同速度有关，a处最好不要带人空气，但b处，由于带入的空气同产品卷的硬度有关，在初
卷至终卷的整个过程中对整个产品宽度需适量及均等地带人空气才能满足对产品卷的表面硬度的要求。当
然为得到理想的表面硬度，接触压力的控制及接触辊的形状是非常重要的。
4．卷取张力的自由选择设定
卷取控制是将传送部传送过来的薄膜从初卷到终卷，根据速度及卷取直径不断变化对应合适条件进行
卷取。
本公司非常重视这点，研究开发出FPC软件系统(FUJI—Flexiible patem control system)。
采用该软件系统，卷取张力和接触压力不断对应从初卷到终卷不断变粗的整个过程，可自由设定在各
个直径上的最佳卷取张力和接触压力，也可将合适数据储存下来，为下次卷取同类产品时提供方便。
特别对于需要在低张力、低接触压力条件下卷取的薄膜也能进行最佳条件的设定。
5．主要物性条件下所设定的卷取条件。