摘要：介紹鋼帶軋機(jī)的的作用和結(jié)構(gòu)，設(shè)備無(wú)張力傳感器，用張力開(kāi)環(huán)控制，使用吉泰科張力專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器GK800T，內(nèi)置卷徑計(jì)算，轉(zhuǎn)矩控制。

關(guān)鍵詞：軋機(jī)、無(wú)張力傳感器、張力開(kāi)環(huán)，卷徑計(jì)算，變頻器，驅(qū)動(dòng)器

一、鋼帶軋機(jī)簡(jiǎn)介

鋼帶軋機(jī)是通過(guò)壓榨部分機(jī)械加壓，將原料通過(guò)矯直，冷軋，形成鋼帶，并均勻收卷的工藝過(guò)程，系統(tǒng)圖如下：

放卷分部：被動(dòng)放卷，由于原料本身剛性很強(qiáng)，所以是靠后面壓軋部分拉動(dòng)，進(jìn)行被動(dòng)放卷，無(wú)控制。

矯直部分：由于材料是成卷扭曲的，材料本身會(huì)有扭曲，如果直接壓軋會(huì)導(dǎo)致最終壓軋后的鋼帶不平整，所以需要通過(guò)矯直部分進(jìn)行矯直。矯直原理如下圖：通過(guò)兩組的矯直器進(jìn)行四個(gè)維度的矯直，保證進(jìn)入壓軋部分的原料是平整的。

壓軋部分：由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速箱兩個(gè)出軸，分別帶動(dòng)上、下壓軋棍，通過(guò)調(diào)整上下壓軋輥之間的間隙來(lái)控制壓軋的壓力，滿(mǎn)足工藝要求，該部分采由PLC通過(guò)Modbus給定，進(jìn)行速度控制。原理如下

收卷部分：出于成本考慮，收卷部分機(jī)械未采用張力傳感器，完全由驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)完成中心收卷功能。GK800T驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)設(shè)定的初始卷徑和牽引的前饋及給定轉(zhuǎn)矩信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算出當(dāng)前收卷的線速度，保證收卷和壓軋部分之間在任何卷徑下張力保持一致。

二、系統(tǒng)控制的要點(diǎn)

1、壓軋輥由于需要將圓形原料直接冷軋為扁帶狀，壓力以噸位單位，對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō)負(fù)載極高，需要驅(qū)動(dòng)能提供足夠的轉(zhuǎn)矩，GK800驅(qū)動(dòng)器能在提供足夠輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)，并以平穩(wěn)的速度運(yùn)行。

2、收卷部分是采用的中心收卷，并且由于沒(méi)有張力傳感器，需要驅(qū)動(dòng)器通過(guò)內(nèi)部計(jì)算收卷的電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)適應(yīng)壓軋的線速度。解決此問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)壓軋到收卷之間的無(wú)傳感器張力控制。如何才能控制恒定的張力？首先看下面幾點(diǎn)：

什么是張力？

張力是材料延輥切線方向所受的拉力，Tension（張力）=Torque（轉(zhuǎn)矩）/r（收卷軸半徑）

什么是張力控制？

張力控制就是使實(shí)際張力保持在設(shè)定值一定誤差之內(nèi)，誤差越小，控制效果越好。

收卷過(guò)程中轉(zhuǎn)矩恒定會(huì)怎樣？如下圖，根據(jù)公式Tension（張力）=Torque（轉(zhuǎn)矩）/r（收卷軸半徑），如果收卷的卷徑越大，在恒轉(zhuǎn)矩的過(guò)程中，材料的實(shí)際張力會(huì)越來(lái)越小，并非恒張力收卷

4、系統(tǒng)為什么需要張力控制？

對(duì)于這套系統(tǒng)，由于張力很大，需要避免系統(tǒng)張力對(duì)機(jī)械的破壞

提高收卷的質(zhì)量，避免出現(xiàn)初期由于張力過(guò)大收卷較緊，到卷軸直徑變大后，導(dǎo)致外圈收卷很松，從而影響收卷效果。甚至?xí)?dǎo)致內(nèi)部已經(jīng)收好的材料在后期會(huì)崩開(kāi)。

三、吉泰科無(wú)傳感器張力解決方案

GK800T張力專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器，具有以下功能：

驅(qū)動(dòng)器自帶編碼器接口，無(wú)需另外配置板卡，節(jié)約成本；

可在無(wú)張力傳感器模式下，實(shí)現(xiàn)收卷卷徑計(jì)算，實(shí)現(xiàn)恒張力控制；

用戶(hù)可自行設(shè)置錐度張力控制曲線，；

具有滑動(dòng)和高速滑動(dòng)摩擦補(bǔ)償；

具有機(jī)械慣量補(bǔ)償系數(shù)；

通過(guò)設(shè)置卷軸初始卷徑、系統(tǒng)設(shè)定張力和壓軋的當(dāng)前線速度，驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)內(nèi)部實(shí)時(shí)計(jì)算卷徑，來(lái)調(diào)整電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，達(dá)到穩(wěn)定的張力控制效果。

驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置如下：

四、 結(jié)后語(yǔ)：

經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)試，收卷張力控制非常穩(wěn)定，解決客戶(hù)之前使用純轉(zhuǎn)矩方式收卷，需要操作工頻繁改變轉(zhuǎn)矩給定的工作方式，使設(shè)備全自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需在收卷過(guò)程中進(jìn)行人工干預(yù)，節(jié)省生產(chǎn)成本，設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，獲得客戶(hù)好評(píng)。