张力控制基础篇

引入张力控制带来的效果
提高了印刷品质
张力正合适 张力过小
张力过大
防止了偏色
张力控制良好
张力控制不良
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
引入张力控制带来的效果
收卷状态的改善
菊花状
凹陷状
减少后道工序的材料 损失 ●收卷状态良好时
弯弧状
竹笋状
坍肩状
●收卷状态不佳时
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张力控制装置讲座
基础篇
三菱电机株式会社
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
何谓张力控制？
做什么（目标）
纸张、胶片 → 称为 Web 线材、丝线 etc.
为什么（目的）
提高加工精度、提高时效、提高材料利用率
如何做（手段）
控制材料放卷、收卷、中间部分拉伸状况
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
1987
1992 ＺZＫKBＢ－－NＮ系シ列リ发ー售ズ発売 1994 ＺZＫKBＢ－－HＨBNＢＮ系シ列リ发ー售ズ発売
ＺZＡA－－□□1１系シ列リ发ー售ズ発売 Ｉ取Ｓ得Ｏ９IS０O０90１0取1 认得证 1995
1998 ＺZＸX－ －YＹシ系リ列ー发ズ售発売 Ｉ取Ｓ得Ｏ１IS４O０14０0０00取认得证
进行张力控制，需要作哪些准备？
传感器＝眼、鼻、耳、触觉
张力检测器 卷轴转速检测 材料速度检测 etc
执行机＝肌肉
产生驱动机械的动力
控制装置＝头脑
利用传感器和控制输入信号对控制指令进行演算
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放卷控制
卷毛线
卸下货物
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
ＬLＥE－－3３0C０TＣNＴ发Ｎ售発売 ＬLＤD－－4４0P０SＰUＳ发Ｕ售発売
その其他他
自汽動 车用車磁用粉で离パ合ウ器ダ开ク始ラ使ッ用チ使用開始
自汽车動无車级用变無速段器変用速 磁粉機离用合パ器ウ开ダ始ク生ラ产ッチ 生産開始
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控制器、磁粉离合器和制动器情况
加工材料的表面
涂装、粘贴、压模、电镀、照射、加热
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哪些机械使用张力控制？
改变材料的形状 切开、切断、冲剪、焊接、捻线 材料的检查 … etc.
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三菱电机张力控制产品业务的发展
手手動动式式张張力力控制制御装装置置 发售発（売Z（KＺDＫ）Ｄ）
1964
1966 ＺZＫKＧG シ系リ列ー发ズ售発売
全全自自动動张張力力控制制御装装置置 发售発（売Z（KＺEＫ）Ｅ）
1979
マ微イ型ク计ロ算コ机ン内ピ置ュ张ー力タ控内制蔵装張置力发售制御 装 （L置E－発P売M（AＬ）Ｅ－ＰＭＡ）
1982 ＺZＡAシ系リ列ー发ズ售発売
Ｍ 巻收取卷モ电ー机タ
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张力控制系统的基础
机械各部分的称呼
张力检测器（LX-TD）
收卷轴
张力检测器（LX-TD） 张力检测器（LX-TD）
扭矩控 制信号
放卷轴
张Leabharlann Baidu信号
AC伺 服电机
扭矩控 磁粉制动器 制信号 （ZKB-HBN）
张力控制器 （LE-30CTN）
三菱电机张力控制产品业务的发展历程
年度 パウ磁ダ粉ク离ラ合ッチ器、和ブ制レー 动キ器
張张力制 力御 控装 制置装置
1962 英 通过国与SM英I国THSM社ITとH公電司磁进粒行子电式磁ク粒ラ子ッ チ式の 离合技器術的提技携术に合よ作り开量始産量产開始
1963 ZZKKAA,Ｚ、KZBKシB リ系ー列ズ发售発売
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执行机的种类和特征
磁粉制动器、离合器
电流扭矩成正比关系
可连续滑差运转
120
100
传 递 80
扭
矩 （
60
％
） 40
20
20 40 60 80 100 120 励磁电流（％）
40
30
扭 矩 20 （ Nm ）
10
0
励磁电流 1.24A(一定)
●例如，两辆车的同步驾驶
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能进行这样的控制吗？
使用磁粉制动器和离合器
パ磁ウ粉ダ制ブ动レー器キ
パ磁ウ粉ダ离クラ合ッ器チ
Ｍ 巻收取卷モ电ー机タ
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能进行这样的控制吗？
不能只往自己的一边拉！
0.8A 0.5A
500 滑差转速（r/min）
1000
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×
产
耳端端位位置置控制制御装装置置
×
製
カラ彩ー色コ控ン制トロ器ーラ
×
品品
ＡＣAサC伺ー服ボ电モ机ータ
○
シーPLケCンサ
○
NニIRレEコKO
日日本本、、台湾湾、、韓韩国国 ○ ○ ○ × × ○ ○ × ×
そ其の他他WＷeｅb ｂ相関关連机機器器
－
画图像检検查査装装置置 切カ割ッタ刀位位置置制控御制装装置置
●磁粉制动器(Powder Brake)的放卷扭矩(Toraue)控制
被牵引车
牵引绳 (Rope)
牵引车
伺服电机 （Servo Motor）
进给电机(Motor）
调节辊 （Dancer Roll）
●伺服电机(Servo Motor)的放卷调节器(Dancer)机构
后续车
绳子
先行车
●例如，用牵引绳(Rope)牵引没有驱动装置 (Driver)的车子
放卷控制
パ磁ウ粉ダ制ブ动レ器ーキ
也称为展开（unwind）
一边制动，一边对材料 放卷
必须使制动的能量以热 的形式散发
在电机控制中，也有使 能量变成电源的方法
Ｍ
ＩＮＶ
巻 放出 卷モ电ー机タ
巻放出卷制控御制用 イ用ン变バ频ー器タ
回再生现オ选プ择ション
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扭矩控制的基础
张力、卷径、扭矩的关系 在左图中
外径(D)
T（扭矩）＝ F(张力)×D(卷径) 2
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张力控制的方法
扭矩控制
进给辊 （Roll）
速度控制
进给辊（Roll）
磁粉制动器 （Powder Brake）
进给电机 （Motor）
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张力控制系统的基础
机械各部分的称呼
张力检测器（LX-TD）
收卷轴
中间轴控制 张力检测器（LX-TD）
张力检测器（LX-TD）
扭矩控 制信号
放卷轴
张力信号
AC伺 服电机
扭矩控 磁粉制动器 制信号 （ZKB-HBN）
张力控制器 （LE-30CTN）
控制器、磁粉离合器和制动器的比较
公社司 名 名称
三三菱菱電电機机
主主要な销セ售ー国ル家ス和エ地リア区
日日本本、中,中国国、,台台湾湾,韩、韓国国
テンシ张ョ力ン控コン制ト器ローラ
○
張张力検检出测器
○
パウ磁ダ粉ク离ラ合ッ器チ／/ 制ブ动レ器ーキ
○
エ空ア气ク离ラッ合チ器／/ ブ制レ动ー器キ
×
電电磁磁ク离ラ合ッチ器／/ ブ制レ动ー器キ
何谓扭矩？
力的平衡
1m
1m
使物体绕旋转方向转 动的力
1m
1N
1N
1N
1N
扭矩 = 1(N) × 1(m) = 1Nm
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谁会赢？
转动棒球棒
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谁会赢？
粗头一侧的人赢了！
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调节辊位置
AC伺服 电机
AC伺服 电机
张力 信号
磁粉离合器 （ZKB）
张力
张力表 （LM-10PD）
AC伺服放大器
张力控制器 （LE-40MTB）
AC伺服放大器
变频器
进给轴 脉冲
收卷电机用 速度命令
主轴进给速度
主轴进给速度
卷轴脉冲
AC伺服放大器
进给轴 脉冲
卷径演算组件 （LE-40MD）
速度设定位置旋钮
储线器辊位置
AC伺 服电机
C伺 服电机
张力 信号
磁粉离合器 （ZKB）
张力
AC伺服放大器
张力控制器 （LE-40MTB）
AC伺服放大器
变频器
张力表 （LM-10PD）
进给轴 脉冲
收卷电机用 速度命令
主轴送进速度
主轴进给速度
卷轴脉冲
AC伺服放大器
进给轴 脉冲
卷径演算单元 （LE-40MD）
速度设定位置旋钮
调节辊位置
AC伺 服电机
C伺 服电机
张力 信号
磁粉离合器 （ZKB）
张力
AC伺服放大器
张力控制器 （LE-40MTB）
AC伺服放大器
变频器
张力表 （LM-10PD）
进给轴 脉冲
收卷电机用 速度命令
主轴进给速度
主轴进给速度
卷轴脉冲
AC伺服放大器
进给轴 脉冲
卷径演算单元 （LE-40MD）
速度设定位置旋钮
－
－
5% ×
EエIKイOコ测ー量測仪器器
日日本本、、韩韓国国 ○ ○ × × × × × × ×
モーシ移ョ动ン控コ制ント器ローラ （（WＷeｅbｂ控制制御用用））
－
5% ○ ＡＣサAーC伺ボ服や及シPーLCケンサ は三三菱菱电電机機的の客顧户客
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そ其の他他FＦAＡ产製品品
モーシ移ョン动コ控ン制ト器ローライ ン变バ频ー器タ表显示示器器等 等
－
张力テン控コ制ン器の的シ市ェ场ア份（予额測(预）计)
50%
40%
シス系テ统ム兼対容応性
×
×
备備 考注
画正像着力検于査图装像置检に查注装力置中
神神鋼钢電电機机
日日本本、、米美国国 ○ ○ ○ × ○ × × ○ ×
各种长尺寸材料
纸类 塑料薄膜、胶片 铝箔、压制品 铜箔、金属箔、电线类 纤维
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哪些机械使用张力控制？
材料的制造
抄纸、胶片成型、拉线、轧制
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哪些机械使用张力控制？
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张力控制系统的基础
机械各部分的称呼
张力检测器（LX-TD）
收卷轴 收卷控制
张力检测器（LX-TD） 张力检测器（LX-TD）
扭矩控 制信号
放卷轴
张力信号
AC伺 服电机
扭矩控 磁粉制动器 制信号 （ZKB-HBN）
张力控制器 （LE-30CTN）
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
张力控制系统的基础
机械各部分的称呼
张力检测器（LX-TD）
收卷轴
张力检测器（LX-TD）
张力检测器（LX-TD）
扭矩控 制信号
放卷控制
放卷轴
张力信号
AC伺 服电机
扭矩控 磁粉制动器 制信号 （ZKB-HBN）
张力控制器 （LE-30CTN）
调节辊位置
C伺 服电机
AC伺 服电机
张力 信号
磁粉离合器 （ZKB）
张力
张力表 （LM-10PD）
AC伺服放大器
张力控制器 （LE-40MTB）
AC伺服放大器
变频器
进给轴 脉冲
收卷电机用 速度命令
AC伺服放大器
主轴送进速度
主轴进给速度
进给轴 脉冲
卷轴脉冲
卷径演算组件 （LE-40MD）
速度设定位置旋钮
2001 2002 ＺZＡA－－AＡNＮ系シ列リ发ー售ズ発売 2003 2005
Ｉ取Ｓ得Ｏ９IS０O０9１00取1 认得证
ＬLＥE－ －4４0０MＭT 系Ｔシ列リ发ー售ズ発売 ＬLＸX－－TＴDＤ系シ列リー 发售ズ発売 ＬLＤD－－3３0F０TＦAＴ发Ａ発 售 売 Ｉ取Ｓ得Ｏ１IS４O０14０0０00取认得证 ＬLＭM－－1１0０PDＰ系Ｄ発 列发売售
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需要决定进给速度的部分！
通过主轴控制进给速度
パ磁ウ粉ダ制ブ动レ器ーキ
Ｍ
主主軸轴モ电ー机タ
パ磁ウ粉ダ离クラ合ッ器チ
Ｍ 巻收取卷モ电ー机タ
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需要决定进给速度的部分！
由卷轴控制收卷速度
パ磁ウ粉ダ制ブ动レ器ーキ
ＩＮＶ
巻收取卷制控御 制用用 イン变バ频ー器タ
Ｍ 巻收取卷モ电ー机タ
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
需要决定进给速度的部分！
由卷轴控制放卷速度
Ｍ
ＩＮＶ
巻放出卷モ电ー机タ
放巻卷出控制制御用用 イ变ン频バ器ータ
回生再オ现プ选シ择ョン
パウ磁粉ダ离ク合ラッ器チ
收卷控制
提起货物
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收卷控制
パ磁ウ粉ダ离ク合ラッ器チ
Ｍ 巻收取卷モー电タ机
也称绕紧（wind）
拉紧材料进行收卷
必须加力（能量） 进行收卷
ＩＮＶ
巻收取卷制控御制用 用イン变バ频ー器タ
Ｍ 巻收取卷モ电ー机タ
MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION