권선 불량 및 단면 불균일 문제? 단면 접착 슬리팅기의 폐쇄 루프 장력 제어 시스템은 이 문제를 단 1초 만에 해결해 드립니다.

단면 테이프 슬리팅 공정에서 권선 불균형과 단면 불균일은 가장 골치 아픈 품질 문제 중 하나입니다. 이는 제품 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 이후 풀림 불량, 자재 폐기, 심지어 고객 불만으로까지 이어질 수 있습니다. 많은 기업들이 기계적 매개변수 조정, 되감기 릴 교체, 수동 개입 추가 등의 방법으로 개선을 시도하지만, 문제는 빈번하게 재발합니다. 사실 근본적인 원인은 불안정한 장력 제어에 있으며, 신뢰할 수 있는 폐루프 장력 제어 솔루션이 이 고질적인 문제를 해결하는 열쇠입니다.

1. 왜 권선이 고르지 않고 단면이 고르지 않은가요?

단면 테이프는 "높은 신축성, 낮은 마찰 계수, 정전기 발생 용이성"이라는 특징을 가지고 있으며, 절단 공정 중 발생하는 장력 변동이 감기는 형태에 직접적으로 반영됩니다.

• 장력이 너무 약함→ 필름 층 사이의 미끄러짐 및 편차, 느슨한 감기, 그리고 끝면이 톱니 모양과 같음

• 과도한 긴장→ 재료가 늘어나고 변형되고, 너무 세게 감기면, 심지어 "부담이 가해진" 또는 돌출된 끝부분이 나타날 수 있습니다.

• 장력은 크고 작음 사이에서 변동합니다.→ 각 층의 위치가 어긋나게 배치되어 최종적으로 "망원경" 모양의 끝면 오프셋이 형성됩니다.

기존의 개루프 제어 방식(주파수 변환기를 사용하여 고정 토크를 설정하는 방식)은 롤 직경 변화, 가속 및 감속, 재료 두께 불균일과 같은 외란에 대처할 수 없으므로 권선 품질이 매우 불안정합니다.

2. 폐루프 장력 제어의 핵심 원리

간단히 말해 폐루프 장력 제어는 실시간 측정 → 목표값과의 비교 → 액추에이터의 자동 조정으로 이루어집니다. 일반적인 설계는 세 가지 핵심 단계로 구성됩니다.

1. 장력 감지필름 벨트의 실제 장력은 장력 센서(압력식 또는 플로팅 롤러식)를 통해 지속적으로 측정되며, 정확도는 0.5% FS에 달할 수 있습니다. 센서는 권취 전에 가이드 롤러 또는 플로팅 롤러에 장착되어 재료에 가해지는 힘을 직접 감지합니다.

2. 컨트롤러 계산LC 또는 특수 장력 제어기는 측정값을 설정값과 비교하여 PID 알고리즘을 통해 제어 신호를 출력합니다.

3. 조정을 수행합니다.권선 모터의 토크(또는 입자 브레이크/클러치의 여자 전류)를 조정하여 실제 장력이 항상 설정값을 따르도록 하십시오.

단면 고무 슬리팅 기계의 경우, 가장 권장되는 방식은 토크 제어 모드입니다. 코일 직경이 증가함에 따라 컨트롤러는 자동으로 모터 토크를 감소시켜 장력을 일정하게 유지하고, 동시에 테이퍼 장력을 적용합니다. 즉, 권선 후반 단계에서 장력을 적절히 줄여 내부 조임과 외부 풀림 또는 코어 튜브 파손을 방지합니다.

3. 계획 실행: 3가지 핵심 구성 요소

1. 반응성이 뛰어난 장력 센서를 선택하십시오.

권선축 양쪽 하우징 아래에 스트레인 게이지 장력 센서를 설치하는 것이 좋습니다. 센서의 측정 범위는 최대 작동 장력의 1.2~1.5배 정도가 적당하며, 이 범위를 벗어나면 감도가 저하될 수 있습니다.

2. "속도 + 토크" 이중 폐쇄 루프 구조 채택

실제 적용에서 순수 토크 모드는 저속 시동/정지 시에는 이상적이지 않습니다. 속도 제어 링은 바깥쪽 링으로, 토크 제어 링은 안쪽 링으로 구성하는 것이 좋습니다. 속도는 상위 컴퓨터에서 제공하고, 토크는 장력 제어기에서 동적으로 보정합니다. 이렇게 하면 가속 및 감속 시 장력의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 시동 시 발생하는 충격도 방지할 수 있습니다.

3. 보조 검출 및 보상 기능 추가

• 코일 직경 계산초음파 센서를 통해 릴 직경을 실시간으로 계산하거나 선형 속도 비율을 이용하여 테이퍼 장력 곡선을 설정합니다.

• 진자 완충장력 센서 뒤에 마찰이 적은 진자 롤러를 추가하여 작은 장력 변동을 흡수하고 잦은 PID 조정을 줄이십시오.

4. 전환 효과: "경험에 의존"에서 "데이터에 의존"으로의 전환

한 테이프 공장에서 기존의 단면 고무 절단기를 위와 같이 개조(장력 센서 2개 설치, 폐루프 장력 제어기 설치, 서보 모터 구동 권선축 교체)했으며, 개조 후 시험 데이터는 다음과 같습니다.

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더욱 중요한 것은, 이 솔루션을 통해 터치스크린에서 직접 장력 곡선을 설정할 수 있고(예: 시작력 → 일정 장력 작동 → 최종 테이퍼 감소), 다양한 테이프 크기에 대한 레시피를 저장할 수 있으며, 주문 변경 시간이 20분에서 3분으로 단축된다는 점입니다.

5. 구현 제안: 저예산으로도 폐쇄 루프 시스템에서 좋은 결과를 낼 수 있습니다.

장비가 오래되었고 예산이 제한적이라면, 자석 분말 클러치와 장력 제어기를 결합한 방식(비용 약 3,000~6,000위안)을 사용하는 것이 좋습니다. 이 방식으로도 기본적인 폐루프 제어를 구현할 수 있습니다. 고속 및 고정밀(≥200m/min)을 원한다면 서보 모터, 폐루프 구동 장치, 장력 센서를 결합한 방식을 사용하는 것이 좋습니다. 총비용은 약 15,000~30,000위안이지만, 고급 코팅 장비 수준의 권선 품질을 얻을 수 있습니다.

발문

"불균일한 권선과 불균일한 단면"은 단면 고무 슬리팅 기계에서 극복할 수 없는 장애물이 아니라, 개방 루프 제어 시대의 잔재입니다. 폐쇄 루프 장력 제어 방식을 도입하면, 기존에 작업자가 반복적으로 "감으로" 조정해야 했던 공정이 안정적인 자동화 공정으로 바뀌게 됩니다. 불량률이 크게 감소했을 뿐만 아니라, 장비 작동 속도도 20~30% 향상되었습니다. 이는 린 생산 방식이 추구하는 "품질, 효율성, 비용 절감"을 직접적으로 구현한 것입니다.

생산 라인에서 권선 품질 문제가 발생한다면 장력 센서를 설치하여 테스트를 시작해 보세요. 폐쇄 루프 시스템에 대한 투자는 자재 손실 감소를 통해 3개월 이내에 투자 비용을 회수할 수 있습니다.