Sarıcı / Çözücü Gerginlik Kontrolü
Kısa tanım
Sarıcı ve çözücü (winder / unwinder) gerginlik kontrolü, rulo çapı sürekli değişirken malzemedeki çekme kuvvetini sabit tutmayı amaçlar. Kontrolör rulo çapını hesaplar, motor torkunu çapla orantılı olarak ayarlar ve gerekiyorsa dans kolu (dancer) ya da yük hücresi geri beslemesiyle düzeltir. ONX Control bu kontrolü CODESYS, EtherCAT ve tork kontrol modunda çalışan sürücülerle kurar.
Nasıl çalışır?
Sabit gerginlik için gereken motor torku, gerginlik kuvveti ile rulo yarıçapının çarpımıdır; redüktör oranı ve verim hesaba katılır (T = F × r / (i × η)). Rulo büyüdükçe gereken tork artar, aynı çizgisel hızı korumak için motor devri düşer; çözücüde bunun tersi olur.
Rulo çapı; çizgisel hız ile motor devrinden hesaplanabilir, ultrasonik veya lazer sensörle ölçülebilir ya da malzeme kalınlığı ve tur sayısından türetilebilir. Hızlanma ve yavaşlamada rulonun değişen ataletini karşılamak için atalet kompanzasyonu, mekanik kayıplar için sürtünme kompanzasyonu eklenir. Çözücü frenleme yaptığı için bu enerji frenleme direncinde yakılır ya da şebekeye geri verilir.
-
1
Açık çevrim tork kontrolü
Gerginlik, hesaplanan çap ve kompanzasyonlarla bulunan tork referansıyla ayarlanır; ek sensör gerekmez, kararlı malzemelerde yeterlidir.
-
2
Dans kolu ile kapalı çevrim
Dans kolunun konumu hız düzeltmesi üretir; kol aynı zamanda ani gerginlik değişimlerini mekanik olarak sönümler.
-
3
Yük hücresi ile kapalı çevrim
Gerginlik doğrudan ölçülür ve tork ya da hız referansı düzeltilir; hassas film ve folyolarda tercih edilir.
-
4
Konik (taper) gerginlik
Rulo büyüdükçe gerginlik tanımlı bir eğriye göre azaltılarak iç katların ezilmesi ve rulonun kayması (teleskoplaşma) önlenir.
Kritik parametreler
| Parametre | Neden önemli? | Tipik aralık / ONX saha verisi |
|---|---|---|
| Hat hızı | Boş ve dolu rulodaki motor devir aralığını belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Gerginlik aralığı ve toleransı | Tork referansının çözünürlüğünü ve kapalı çevrim ihtiyacını belirler; düşük gerginlikte sürtünme baskın hale gelir. | Proje bazında belirlenir |
| Çevrim / rulo değişim süresi | Hızlanma-yavaşlama rampaları ve rulo değişimi sırasında gerginliğin korunması gerekir. | Proje bazında belirlenir |
| Çap oranı (maks. / min. çap) | Motorun düşük devirde yüksek tork ve yüksek devirde düşük tork bölgesini birlikte karşılaması gerekir; motor ve redüktör seçimini belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Malzeme | Film, kâğıt, tel, kumaş veya metal şerit; esneklik ve kopma dayanımı kontrol yöntemini belirler. | Proje bazında belirlenir |
ONX mimarisi
Çap hesabı, gerginlik ve konik gerginlik eğrisi, atalet ve sürtünme kompanzasyonu ile dans kolu/yük hücresi PID döngüleri CODESYS'te çalışır. Sürücüler EtherCAT üzerinden tork limitli hız ya da doğrudan tork modunda sürülür; dans kolu ve yük hücresi sinyalleri uzak analog I/O ile okunur.
Çözücü ve sarıcı aynı hat hız referansına bağlandığı için hat hızlanırken ve yavaşlarken gerginlik tüm eksenlerde birlikte korunur.
CODESYS
Çap hesabı, gerginlik kontrolü ve kompanzasyonlar; reçeteye bağlı gerginlik ve konik eğri.
AC ve servo sürücüler
Tork kontrol modunda çalışabilen sürücüler; büyük sarıcılarda AC, hızlı ve hassas eksenlerde servo.
Motorlar
Çap oranına uygun tork-devir aralığına sahip AC asenkron veya servo motorlar.
Enerji geri kazanımı
Çözücüde frenlemeyle açığa çıkan enerjinin şebekeye geri verilmesi (Active Front End).
Saha referansı
Aşağıdaki video, ONX Control'ün YouTube kanalındaki sarıcı uygulamasından saha görüntüsüdür: plastik/film hattında çap hesaplama ve tork (gerginlik) kontrolü ile çalışan sarıcı.
Prensip görselleri
Retrofit senaryosu
Eski sarıcılarda sık görülen tablo; DC motor ve DC sürücü, potansiyometreyle ayarlanan gerginlik ve ayrı bir analog gerginlik kontrol cihazıdır. Retrofit'te DC motor AC veya servo motorla değiştirilebilir ya da mekanik ve DC motor korunarak yalnızca DC sürücü yenilenebilir.
- Mevcut motor, redüktör, dans kolu ve sensörlerin incelenmesi
- DC sürücünün yenilenmesi (Mentor MP) ya da DC motordan AC/servo motora geçiş
- Gerginlik kontrolünün CODESYS'e taşınması ve reçeteye bağlanması
- Gerekiyorsa yük hücresi veya çap sensörü eklenmesi
- Hızlanma, yavaşlama ve rulo değişiminde gerginlik kaydıyla devreye alma
Sık sorulan sorular
Yük hücresi olmadan gerginlik kontrolü yapılabilir mi?
Evet. Açık çevrim tork kontrolünde gerginlik, hesaplanan çap ve kompanzasyonlarla ayarlanır. Doğruluk; sürtünme ve atalet kompanzasyonunun ne kadar iyi ayarlandığına bağlıdır. Hassas malzemelerde dans kolu veya yük hücresiyle kapalı çevrim önerilir.
Dans kolu mu, yük hücresi mi?
Dans kolu gerginliği bir ağırlık ya da pnömatik silindirle belirler ve ani değişimleri mekanik olarak sönümler. Yük hücresi gerginliği doğrudan ölçer ve gerginlik ayarını yazılımdan değiştirmeyi kolaylaştırır. Seçim malzemeye, hıza ve mevcut mekaniğe göre yapılır.
Rulo çapı nasıl hesaplanır?
En yaygın yöntem, çizgisel hattın hızını sarıcı motorunun devrine bölmektir. Alternatif olarak ultrasonik/lazer sensörle ölçülebilir ya da malzeme kalınlığı ve tur sayısından hesaplanabilir. Rulo değişiminde başlangıç çapı ayrıca tanımlanır.
Konik gerginlik nedir, ne zaman gerekir?
Konik (taper) gerginlik, rulo büyüdükçe gerginliğin tanımlı bir oranda azaltılmasıdır. Esnek filmlerde ve büyük çaplı rulolarda iç katların ezilmesini ve rulonun yana kaymasını önlemek için kullanılır.
DC motorlu sarıcımızı yenileyebilir miyiz?
Evet. Mekanik ve DC motor sağlamsa yalnızca DC sürücü yenilenebilir; motor da değişecekse AC veya servo motora geçilir. İki seçeneğin maliyet ve verim karşılaştırması için DC'den AC'ye retrofit hesaplayıcısı kullanılabilir.
Sarıcı / çözücü projenizi mühendislerimizle konuşun
Malzeme, hat hızı, gerginlik aralığı ve rulo çaplarını paylaşın; kontrol yöntemi ve sürücü önerisiyle dönüş yapalım.