跳动辊装置在开卷机张力控制中的应用

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跳动辊装置在开卷机张力控制中的应用作者：张琳琳

来源：《学园》2014年第24期

【摘要】张力控制是提高产品合格率、改善产品质量的关键技术，而开卷段控制系统的主要任务就是保持张力的恒定，它是开卷段控制系统的核心部分。本文在开卷机后增加了一个跳动辊装置，通过中间辊轮的高度即可判断出张力的变化，然后再通过调节开卷机的转速从而保证开卷段张力的恒定。

【关键词】张力控制开卷机跳动辊辊轮高度转速

【中图分类号】G717 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）24-0099-02 张力，即物体在受到拉力作用时，存在于其内部而垂直于两邻部分接触面上的相互牵引力。张力控制系统的效果直接关系到产品的质量，张力太大，会导致材料表面起皱严重甚至会断裂；张力太小，会导致材料偏移运行轨道，使系统出现严重问题。因此，在自动化控制系统中，应尽量保持张力的恒定。

一张力控制系统

常采用的张力控制系统主要有：直接张力控制和间接张力控制。

直接张力控制，是一种最有效的控制方法。其控制方法如下：将张力计测量出的实际张力值反馈到控制器输入端，通过与张力设定值进行比较，得出的误差再通过张力调节器对张力进行控制，它属于闭环控制系统。其不足之处在于，整个系统的精度取决于张力计的精度和响应速度，目前国产压磁式张力计的精度仅为±5%，动态响应为50ms 。利用这种张力计，控制精度的精度是不可能高于±5%。另外，该系统在此过程中可能会产生较大的偏差，易产生振荡，严重时甚至会将带材拉断。

间接张力控制，只要得到张力驱动电机的电流、电压及转速等参数，就可能算出张力力矩，然后进行反馈，选择合理的控制参数，就能实现张力控制。这就不需要使用张力计，从而避免了系统精度受张力计精度制约的情况。因此，在本文中采用的是间接张力控制法，通过跳动辊的高度判断张力的变化，通过对开卷线速度进行补偿即可保持张力的恒定，从而避免张力计带来的精度瓶颈。

二跳动辊数学模型的建立

通过对跳动辊的数学模型进行分析，就能很容易得出开卷段张力的变化情况。本文中，对跳动辊数学模型的分析是基于右图进行的，其中，跳动辊的高度可通过激光测距仪测出。