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浅聊R2R过程中的纠偏学习

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发表于 2020-3-26 11:45:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 magicnie 于 2020-3-26 11:49 编辑

        用R2R方式进行柔性帯或者膜的高速生产是目前性价比很高的一种方式,在R2R生产方式中,除了张力控制之外,薄膜跑偏位置控制也是一件重要的事情、
        以前对于跑偏,最直接的措施就是在跑偏的边缘做法兰片进行阻挡,但效果并不明显,反而导致薄膜边缘磨损。
        要进行跑偏控制,就需要对跑偏产生的原因进行了解:
        1,从运动学约束的角度看,把薄膜在2个辊筒间进行截断分析,薄膜受到的约束由3维空间可以转换为平面状态分析,薄膜是平面坐标系中的一块板,2个辊筒的摩擦力约束相当于平行的2个约束,由于在约束定义,2个平行的约束相当于限制了一个平移自由度和转动自由度,剩下的就是沿运动方向的平移自由度,而这个剩下的平移自由度理论上等效于无穷大半径R的转动;如果是理想状态,由于R无穷大,平动会沿直线一直运动,但实际由于各种原因,R的尺寸是个有限值,所以跑偏会存在。另外当2个辊筒 之间存在第三个平行的辊筒时,约束是过约束状态。

       2. 从力学角度去看,薄膜跑偏最根本的还是因为垂直于薄膜运动方式出现了力,改变了运动状态。在最早的研究中,如果2个滚筒在水平面上α的夹角,发现薄膜跑偏后在一定时间和距离后会自动进入下一个平衡稳定状态,针对这个现象的研究,运用力学平衡方式,出现了以下四个方程去分析背后一些运动特性:
1. 偏移曲线方程: Y=C1cosh(Kx)+C2sinh(Kx)+C3x+C4,C1,C2,C3,C4,根据薄膜进出辊筒的初始条件而定,K=T/EI
2. 偏移速度方程:dy/dt=V(dy/dx)
3. 偏移加速方程:d''y/dt''=V^2(d''y/dx'')
4. 进出滚筒力矩平衡:进入滚筒时θo=0,出辊筒时为偏移角度θL=dy/dx≈α

     由这四个方程进行一些定性分析:
1,偏移曲线与双曲线的变量Kx有关,x是指2个辊筒之间的跨距,T的大小也与跨度有关,跨距越大,张力也需要越大。因此,KX越大,偏移曲线波动越大
2,薄膜偏移速度与输送速度V成正比,输送线速度越大,所以控制线速度
3,偏移加速度与输送速度的平方成正比,速度越大,偏移曲线关于时间的二次导数的凹度越大
4,偏移曲线是指数函数和线性函数的组合,在离开辊筒时偏移曲线的导数会约等于辊筒的夹角,因此减少辊间夹角α也是有效措施


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发表于 2020-3-26 12:00:31 | 显示全部楼层
不错,要分析计算
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论坛元老

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发表于 2020-3-28 13:32:22 | 显示全部楼层
纠偏有专门的纠偏装置,自动控制的,电眼检测出左偏还是右偏,纠偏装置自动调滚轮角度。料带跑偏是工艺上的问题,跑偏也是有规律的,料带一般跑高不跑低,跑大不跑小,跑紧不跑松,你可以理解为料带比较贱,哪里难受忘哪跑,其实就是摩擦力在作怪,如汽车一般,车轮往后跑,车子却往前走,一样的道理了。

料带的传送,在国外是个学问,国内好像研究不多,你可以搜索一下web handling,可以学到不少东西。
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 楼主| 发表于 2020-3-28 18:52:55 | 显示全部楼层
华丽转身 发表于 2020-3-28 13:32
纠偏有专门的纠偏装置,自动控制的,电眼检测出左偏还是右偏,纠偏装置自动调滚轮角度。料带跑偏是工艺上的 ...

是的,目前国内对web handling的书籍特别少,挺多都是翻译国外印刷行业的书籍,但不全面。
web handling其实是对柔性输送的总称,目前是根据Tensionzone的区域进行模块式的设计。张力控制和纠偏控制一直都是这个系统2个核心。
纠偏是国内的叫法,而且很多翻译都不准确,基本翻译为deviation rectification,但国外对这个准确叫法是web guide或者是lateral motion control

国外对纠偏的已经分成2大类了,terminal 或intermedial两种,方式不太一样,但终归原理都是一样,而且纠偏的基本原理就是 normal entry principle,这个翻译成中文还真不知道怎么说

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发表于 2020-3-28 19:13:45 来自手机 | 显示全部楼层
除了张力控制和纠偏外,料带的褶皱也是很重要的问题。料带的褶皱和滚轮表面涂层,滚轮母线类型,滚轮里面的轴承都有关系。大侠在做什么项目?口罩机?
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 楼主| 发表于 2020-3-28 22:45:21 | 显示全部楼层
华丽转身 发表于 2020-3-28 19:13
除了张力控制和纠偏外,料带的褶皱也是很重要的问题。料带的褶皱和滚轮表面涂层,滚轮母线类型,滚轮里面的 ...

我不做口罩机
料带的褶皱问题,其实是个挺复杂的问题。你说的这些都是影响因素,但最终的根源还是材料自身特性和张力的波动,我尝试分析一下,供大侠参考
1,从料带本身的性质说,料带一般都是复合材料,那么受力后变形就不是各向同向性,任何材料都有泊松比,从广义变形公式,即使是单方向受力,三坐标引起的变形都会皱褶,只是多少问题,因此柔性输送中原始张力的控制是严格定义的
2,既然R2R中有纠偏,那就说明实际中料带在宽度方向受力一定是不均匀的,由于料带的刚性是很低的,如果取沿宽度方向取一小块,如果左右两边的大小不一样,那么力大的一方一定会向力小的一方转动,这个力偶如果没有及时被平衡掉,就会造成皱褶。
3,从约束的角度看,料带在两个滚筒之间沿运动方向看,滚筒对料带在X方向其实过约束的(参考上面的图),可以想象2个圆销钉孔的定位,需要非常精确的定位和装配。国外在这块的研究是采用气隔膜或者轴向自动滑动滚动来减低约束,防止料带各种因素造成宽度方向的张力不均匀性

另外,关于张力,我写一个帖子试着解释下我的理解,大侠可以互相交流下
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