七色凹印机二级张力控制系统的改造 (2)

　　1．改造总体方案

　　改造总体方案主要有如下2种。

　　(1)基本利用原有的机械结构，主要进行电气控制系统史新换代。该方案对机器的改动少，费用低，准备时间短，但联机调试所花费的时间较长，原系统的可恢复性差。

　　(2)重新制作大部分机构及全部电气控制系统，并在原机器上增加必要的机构，形成两套完整的张力控制系统。该方案费用高，准备时间较长，安装空间受到一定的限制，但对机器的改动更少，可离线调试，联机调试所花费的时间短，不存在原系统的恢复性问题。

　　由于公司的生产任务非常繁重，为缩短安装调试时间，尽可能不影响生产，确定采用第二种方案。

　　2．功率放大与执行机构的选择

　　功率放大与执行机构的选择方案主要有如下3种。

　　(1)直流可逆变换器+直流马达。此方案技术成熟，稳定性及可控性好，可利用现有马达，费用低，但辅助控制电路较复杂，且直流马达维护较困难。

　　(2)交流变频器+交流马达。此方案费用最低，辅助控制电路简单，且马达维护容易，但用于四象限运行的技术不全面，低速稳定性及可控性差，基本上不用于要求大范围．高精度控制的场合。

　　(3)伺服驱动器+伺服马达。该项技术也已经成熟，稳定性及可控性好，辅助控制电路简单，马达容易维护，但费用最高。
本次改造确定采用伺服驱动器+伺服马达的第三种方案。

　　3．驱动器与电机的确定

　　原机生产速度为1 00米／分钟，最大可设置张力F=100kgf，按瞬时最高速度为V=140米／分钟．同步皮带传动效率n=0．93、驱动电机最高转速N=2000转／分钟。驱动辊直径D=185mm计算，则驱动辊所应提供的平均功率P为：

　　P1=f *V=F * g *V

　　其中，f为张力，单位为N；g为重力加速度，单位为米’／秒，则有：

　　Pi=FxgxV二100x 9．8x140／60=2286(W)二2．286(kW)

　　驱动辊转速Nl=1000xV／3．14／D=1000x140／3．14／

　　185=241(转／分钟)

    采用两级同步皮带传动减速，则电机输出的最小功率P为：

    P= P1／n’二2．286／0．93／0．93=2．643(kW)

　　考虑到快速响应对加减速的要求，比照原驱动系统对电机的选择，在此选择功率为5．OkW伺服驱动系统。

　　4．二级张力控制系统的构成

　　参考原机及其他多种凹印机二级张力的控制方式，考虑到客观条件的限制以及笔者对张力控制系统的理解和把握程度，选择WARNER ELECTRIC公司的浮动辊张力传感器MCS-605E．张力控制器MCS2000-CTDA用于Infeed张力检测与控制，而选择Mitsubishi公司双压力传感器LX-100TD、张力控制器LE-40MTA-E用于Outfeed张力检测与控制，执行部件都选择PANASONIC交流伺服电机驱动器MHD503A1V。电机MHM502A1，加上相应的机械部件，组成完整的二级张力控制系统。

来源：中国自动网