怎樣解決張力控制的難點？

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在長材料的加工過程中，張力控制是傳動控制的難點。

目前，張力控制技術已經廣泛應用包裝、印刷、標簽、造紙、塑料、成衣、線纜、無紡、瓦楞紙加工等行業。

事實上，卷繞的好壞將是決定產品質量的關鍵，卷得太緊，容易使材料變形、拉斷，卷得太松又容易使材料不緊湊，不利于搬運和運輸，因而為了達到使卷繞緊湊，保證產品的質量，都要求在卷繞過程中，在材料上建立一定的張力，并保持張力為恒定值。 　　張力控制的方式分為三種：手動張力控制、開環張力控制和閉環張力控制。

手動控制好理解，就是輸出或張力完全靠操作人員手動調節，因此當收卷或放卷的卷徑變化時，張力也會發生變化。當卷徑變化時，操作人員需要通過感覺來調整控制輸出以保證張力不會過大或過小。對操作人員的經驗要求比較高。

然而，手動張力控制受操作人員的狀態影響較大，且效率比較低，因此逐漸被半自動和全自動的張力控制方式所替代。

半自動張力控制即開環張力控制方式通過控制電機、磁粉離合器、制度器等的轉矩，間接控制片路的張力。輸出或張力受操作人員調節和傳感器輸入計算；而全自動張力控制即使用張力傳感器、浮動輥、自由式浮動輥等反饋器件，通過PID調節，實時修正電機速度、轉矩，從面實現較高的張力精度。

深圳市威科達科技有限公司在張力控制技術上已經有十多年的研發經驗，其開發出的基于專用伺服的恒張力控制系統，在鋰電池隔膜分切機張力控制環節，把被動式拉力改進為主動換卷收卷式拉力，實現了微張力完美收放、啟停時平穩控制、大小卷徑不限制等控制特色，滿足了鋰電池材料隔膜生產過程中對9μ、12μ、16μ薄料分切的應用需求。

需要特別指出的是，之所以將被動式拉力改進為主動換卷收卷式拉力，是因為被動式拉力是中心卷曲收卷，完全跟隨軸運動，而主動收卷體現的是伺服控制，主動收卷比被動收卷要求更高：在卷曲材料非常薄的時候，是沒有辦法用中心卷曲的方式收卷，只能依靠主動換卷收卷的方式；此外，主動換卷收卷式拉力要被動式拉力的速度快。

據悉，影響系統的張力的因素多種多樣，如阻尼系數、線速度、卷徑、卷材密度和寬度、芯軸直徑等，然而在進行動態分析時，有些因素可看為定值或可忽略不計，其中對張力影響最大的為線速度和卷徑，而且這種影響遠遠高于張力對他們的反作用。

因此，有業內人士提出，在設計時應著重對這兩個因素進行綜合考慮，使系統不僅對卷徑的變化具有較強的魯棒性，而且對速度的沖擊具有較強的抵抗能力。 　　在威科達開發的全伺服張力控制解決方案中，采用伺服的專用算法計算卷徑，系統簡單高效，精準度高，可實現收放卷開環張力控制、收放卷閉環張力控制、過程張力控制等功能，達到高速生產（150-200m/min）、起動平穩（張力波動≤1N）、低速無抖動；收放卷徑范圍寬泛；加減速或急停急起時，張力穩定，張力精度控制在傳感器量程的1-5%等理想的應用效果。

其中，威科達收放卷張力閉環控制解決方案適用于高精度要求的收放卷張力控制，如薄膜、標簽紙、各種物料提出高要求收放卷張力控制的，性價比高。

該系統由張力傳感器+信號放大器+專用伺服驅動器VBHG+伺服電機或張力擺角傳感器+專用伺服驅動器VBHG+伺服電機組成，其優勢主要體現在：

1、起動平穩，低速無任何抖動； 　　2、收放卷徑范圍寬泛，基本不受限制； 　　3、加減速或急停急起時，保證張力穩定，可以控制在0.1kg左右； 　　4、用伺服的專用算法計算卷徑，系統簡單高效，精準度高； 　　5、系統產品免維護，使用壽命達6-10年。而在系統張力要求不高的情況下，如收放鋼板、電纜等，為了節省成本，一般采用收放卷張力開環控制解決方案。該方案由接近開關（或編碼器或模擬量信號）+伺服驅動VBH+伺服電機組成，具有伺服驅動直接計算卷徑，省去PLC運算，伺服電機節能效率高以及系統簡單，故障點降低的優勢。

物料在進行印刷、涂布、燙金等工藝時，需要做過程張力控制。在這一方面，威科達產品擁有兩個解決方案：一是由主機伺服+傳感器+從機伺服組成的主從軸做隨動控制實現過程張力控制，具有系統簡捷高效，節省成本和伺服產品節能、免維護、使用壽命長的特點。

而方案二是運動控制板器做運動疊加，通過伺服實現精準過程張力控制，該系統將運動控制板卡、傳感器、伺服驅動和伺服電機有機組合在一起，除了實現節省成本和延長使用壽命之外，還具有張力穩定的優勢，使張力實時控制在0.1kg左右，不受加減速影響。

以開發細分行業解決方案為方向，依托威科達在張力解決方案上多年的深入研究，手握全伺服張力解決方案的威科達在印前印后設備、金屬加工設備、包裝設備、鋰電設備、機器人等行業不斷開疆拓土，其方案將張力信號放大器、張力控制器、伺服驅動器合三為一，使系統簡單、成本降低，性價比高。同時，從站伺服與倍福、歐姆龍通訊順暢、使用簡單，與自有主站無縫配合。