圣鑫管业

24

2026

-

01

کنترل تنش در پیچاندن ماشین بریده‌ها: به خداحافظی با «پهن‌های گُل» بگوید و این مقاله کافی است!


نویسنده:

در کارخانه تولید صفحات، یکی از مسائلی که بیشتر به سراغ کارگران می‌آید، «پهن شدن لبه‌ها» در مرحله جمع‌آوری است؛ لبه‌های صفحه‌ای که ابتدا صاف بودند، مانند برگ نیلوفر خمیده و موج‌دار می‌شوند. این پدیده نه تنها به طور مستقیم روی ظاهر محصول تأثیر می‌گذارد، بلکه باعث افزایش شدید ضایعات در قطع و برش بعدی و مانع از انجام مراحل پردازش عمیق می‌شود؛ در موارد شدید حتی تمام بیلته محصول به طور کامل نابود می‌شود.

بسیاری از افراد هنگام مواجهه با «پرچم‌های لوبیا» به طور غیرارادی ابزارها را بررسی کرده و دما را تنظیم می‌کنند، اما غالباً فقط علائم را درمان می‌کنند نه علت اصلی. در واقع، ریشه بیشتر پرچم‌های لوبیا در فرآیند جمع‌آوری صفحات قرار دارد. کنترل تنش بالا. امروز، بیشتر در مورد چگونگی حل مشکل «پهن‌های برگ لوبیا» از منبع با کنترل دقیق تنش جمع‌آوری صحبت خواهیم کرد.

یک، ابتدا بفهمید: چرا «پرده‌های برگ لیلی» همیشه با کشش «درگیری دارند»؟

ابتدا باید واضح کرد که طبیعت «پرچم‌های برگ» این است که ورق به صورت عرضی تحت فشار نابرابر قرار می‌گیرد، که باعث می‌شود انقباض در لبه‌ها و بخش وسط ورق متفاوت باشد. در حالی که فشار جمع‌آوری، عامل کلیدی در تعیین وضعیت فشار ورق است. از دیدگاه عملی تولید، عوامل اصلی منجر به پرچم‌های برگ مرتبط با فشار سه دسته هستند:

۰۱. کشش بیش از حد یا کم‌تر از حد مطلوب: در صورت کشش بیش از حد، لبه‌های ورق بیش از حد کشیده شده و پس از جمع‌آوری، بازگشت انعطاف‌پذیری منجر به خمیدگی می‌شود؛ در صورت کشش کم‌تر از حد مطلوب، ورق‌ها راحتاند و لبه‌ها به سرعت دارای چین‌وچروک‌های موج‌دار می‌شوند. بخصوص هنگامی که قطر بیلته به تدریج بزرگ‌تر می‌شود، اگر کشش در زمان مناسب تعدیل نشود، این عدم تعادل به طور مداوم بیشتر خواهد شد.

۰۲. نوسانات ناپایدار کشش: تفاوت در مطابقت بین سرعت ارسال و جمع‌آوری، حرکات مکانیکی با فواصل زمانی، نوسانات سرعت و مسائل دیگر همگی می‌توانند منجر به افزایش و کاهش ناگهانی کشش شوند. در معرض کشش ناپایدار، توزیع استرس در جهت عرضی برگه‌ها نامساوی می‌شود و لبه‌ها به «منطقه سنگین» متمرکز شدن استرس تبدیل می‌شوند، که در نهایت منجر به تشکیل لبه‌های شبیه برگ گلابی می‌شود.

۰۳. توزیع نابرابر کشش افقی: حتی در صورت رعایت حد کلی کشش، اگر کشش در جهت عرض ورق غیریکنواخت باشد — مثلاً کشش در دو طرف بیشتر از مرکز یا یک طرف محکم‌تر و طرف دیگر لاغرتر باشد — لبه‌ها به دلیل اختلاف نیرو منحنی خواهند شد. این پدیده غالباً به هماهنگی دستگاه تنظیم کشش و موازاتی محورهای رول‌ها بستگی دارد.

علاوه بر این، تغییرات در خصوصیات مواد اولیه، آلودگی سطح رولر و مسائل الکتریسیته استاتیک نیز به طور غیرمستقیم باعث بروز لبه‌های نازک می‌شوند. با این حال، تناقض اصلی همچنان حول «کنترل کشش» متمرکز است؛ اگر مشکل کشش را حل کنید، ۸۰ درصد از مشکلات لبه‌های نازک را می‌توانید رفع کنید.

دو، طرح اصلی: کنترل دقیق تنش، با مبنا بر این سه بعد

کنترل کیفیت بالای تنش جمع‌آوری، هسته آن به دست آوردن «تنش ثابت + تنظیم پویا در زمان واقعی» است. با ترکیب روش‌های فناوری رایج فعلی، می‌توان سیستم کنترل کامل را از سه بعد مکانیکی، کنترل الکتریکی و مطابقت فرآیندی ایجاد کرد.

۱، ساختار مکانیکی: ایجاد «خط دفاع اول» برای کنترل تنش

پیش‌درآمد تنظیم کردن تنش، بستگی به یک انتقال مکانیکی پایدار دارد، که اساس جلوگیری از تغییرات ناگهانی تنش است. تنظیمات کلیدی عبارتند از:

۰۱. سیستم تنش و دستگاه رول شناور: این پایه‌ترین و حیاتی‌ترین ساختار مکانیکی است که معمولاً از چارچوب، رول هدایت ثابت و رول تنش متحرک تشکیل شده است. برگه‌ها از مسیری که بین رول‌های هدایت و رول تنش ایجاد می‌شود عبور می‌کنند؛ هنگامی که مقدار تنش تغییر می‌کند، رول تنش به صورت بالا و پایین شناور می‌شود و با ارتباط مکانیکی، جلوگیری اولیه از تغییرات تنش انجام می‌شود. در نسخه‌های پیشرفته‌تر، اجزای تعادل یا سیلندرها اضافه می‌شوند تا با تنظیم وزن بلک‌های تعادل یا فشار سیلندرها، مقدار اولیه تنش پیش‌فرض تعیین شود و پایداری بیشتری در جلوگیری از تغییرات تنش فراهم گردد.

۰۲. محورهای رول و ساختار هدایتی با دقت بالا: اطمینان از موازات و دقت در جابجایی دورانی تمام رول‌های انتقال و رول‌های هدایتی، به طوری که از ناشی شدن فشار غیر یکنواخت بر روی صفحات ناشی از انحراف محور رول جلوگیری شود. همچنین، در دو طرف قاب ماشین، میله‌های هدایت عمودی و بلبرک‌ها نصب شده‌اند تا حرکت رول کششی صاف‌تر باشد و از تغییرات ناگهانی کشش ناشی از گیر کردن جلوگیری شود.

۰۳. انتخاب مناسب شیوه جمع‌آوری: بر اساس ویژگی‌های صفحه، روش جمع‌آوری مرکزی، جمع‌آوری سطحی یا جمع‌آوری ترکیبی مرکزی-سطحی را انتخاب کنید. به عنوان مثال، صفحات سبک و نازک که خیلی کشش پذیر هستند، مناسب جمع‌آوری سطحی هستند و می‌توانند تمرکز کشش را کاهش دهند؛ در حالی که صفحات ضخیم و سخت مناسب جمع‌آوری مرکزی هستند و باعث افزایش چسبندگی جمع‌آوری می‌شوند.

۲. کنترل الکتریکی: اجرای «تنظیم دقیق حلقه بسته» برای کشش

اگر بگوییم ساختار مکانیکی «ضبط خام» است، کنترل الکتریکی «ضبط دقیق» است؛ به‌ویژه در فرآیند جمع‌آوری با قطر پیچش متغیر، لازم است از سیستم الکتریکی برای جبران پویا استفاده شود. دو روش کنترل رایج در حال حاضر وجود دارد:

۰۱. کنترل سرعت با فرکانس قابل تنظیم + کنترل گشتاور: موتور جمع‌کننده با استفاده از مبدل فرکانس برداری کنترل می‌شود؛ منطق اصلی این روش این است که «گشتاور موتور به طور لحظه‌ای و در پاسخ به تغییرات قطر بند» تعدیل می‌شود. از آنجا که نیروی کشش جمع‌کننده F با گشتاور موتور T و قطر بند D رابطه T=F×D/2 را دارند، پس پس از تعیین نیروی کشش هدف، سیستم با استفاده از کدگذار جهت تغییرات قطر بند را تشخیص داده و به طور خودکار گشتاور مورد نیاز را محاسبه می‌کند. سپس سیگنال کنترل متناسب را از طریق مبدل فرکانس ارسال می‌کند تا کشش ثابت نگهداریده شود. این روش هزینه مناسب و پایداری بالا دارد و برای بیشتر کاربردهای عمومی تولید صفحات مناسب است؛ به عنوان مثال، در ماشین‌های اکسترودر صفحات پلاستیکی، معمولاً سه مبدل فرکانس به صورت همزمان سرعت سه چرخ را کنترل می‌کنند و همزمان نیروی کشش را ثابت نگه می‌دارند.

۰۲. محاسبه خودکار قطر بیلته و محدودیت سرعت: سیستم با استفاده از کدگذار، سرعت چرخش بیلته را تشخیص داده و قطر فعلی بیلته را در هر لحظه محاسبه می‌کند تا جلوی کمبود جبران تنش ناشی از انحراف در تخمین قطر بیلته گرفته شود. همچنین، حد بالای سرعت تعیین شده است تا جلوی تغییرات شدید تنش ناشی از «پرواز موتور» گرفته شود؛ به‌ویژه هنگام متوقف کردن و دوباره شروع کردن، باید مطمئن شد که تنش در سرعت صفر وجود دارد تا جلوی آزاد شدن بیلته گرفته شود.

۳، همخوانی فرآیند: پارامترها «به‌گونه‌ای سفارشی» بر اساس ویژگی‌های ماده تنظیم می‌شوند.

برگ‌های با مواد متفاوت (مانند پلاستیک، کاغذ، فویل فلزی) حساسیت بسیار متفاوتی نسبت به کشش دارند؛ حتی در یک مادهٔ واحد، با تفاوت در ضخامت و عرض، کشش مورد نیاز نیز متفاوت خواهد بود. هستهٔ تطبیق فرآیند «ضبط دقیق پارامترهای کشش» است:

۰۱. تنظیم کشش اولیه: برای مواد باریک و قابل کشش (مانند فیلم PET، کاغذ نازک)، کشش باید کمتر تنظیم شود تا از کشیدگی و تغییر شکل جلوگیری شود؛ برای مواد ضخیم، سخت و با استحکام بالا (مانند لوح‌های ضخیم PP، برگه‌های فلزی)، کشش می‌تواند به طور مناسب افزایش یابد تا جمع‌آوری محکم اطمینان حاصل شود.

۰۲. تنظیم کشش بخش‌بندی: برای جمع‌آوری لوله‌های طولانی، می‌توان از روش «کشش بخش‌بندی» استفاده کرد — در مرحله اول جمع‌آوری (قطر کوچک)، کشش کمی بیشتر باشد تا جمع‌آوری اولیه محکم و پیچیده شود؛ در مرحله میانی کشش ثابت نگه داشته می‌شود؛ و در مرحله پایانی (قطر بزرگ)، کشش به‌طور مناسب کاهش یافته و از خمیدگی لبه‌ها جلوگیری می‌شود.

۰۳. حذف عوامل مزاحم: تغییرات کمی در مواد اولیه و اختلاف رطوبت می‌تواند منجر به تغییر در نیاز به کشش شود؛ لذا باید خصوصیات مواد اولیه پیش از آنکه مورد استفاده قرار گیرند، بررسی شده و پارامترها به صورت هدفمند تعدیل شوند. همچنین، نصب دستگاه جمع‌آوری برق استاتیکی برای جلوگیری از جذب یا انحراف ورق‌ها ناشی از برق استاتیکی، که به طور غیرمستقیم روی توزیع کشش تأثیر می‌گذارد، ضروری است.

سه، عملیاتی از دست رفتن: ۳ جزئیات کلیدی که معمولاً نادیده گرفته می‌شوند

در بسیاری از موارد، سیستم کشش در جای خود قرار دارد اما هنوز لبه‌های برگی وجود دارد؛ مشکل در جزئیات است:

۰۱. کالیبراسیون و نگهداری تجهیزات: به طور منظم دقت سنسورهای کشش و دقت تشخیص اینکودر را بررسی کنید تا انحراف‌های کنترلی ناشی از انحراف سنسورها جلوگیری شود؛ بلافاصله محورهای لوله‌ای فرسوده را عوض کنید تا جلوی تغییرات ناگهانی کشش ناشی از گیر کردن لوله‌ها گرفته شود.

۰۲. آموزش کارکنان: جلوگیری از دسترسی بی‌نظم به تنظیمات دستی — مثلاً تغییر فراوان پارامترهای مبدل فرکانس و لمس رول تنش، باید روندهای استاندارد عملیاتی تعیین شود و تنها در صورتی که سیستم نشان دهد انحراف تنش وجود دارد، با رعایت مراحل منظم، کوچک‌ترین تعدیل را انجام داد.

۰۳. هماهنگی کنترل بخش‌های بالا و پایین خط: تنش جمع‌آوری منحصراً به خود محدود نمی‌شود و باید با سرعت بخش‌های بالا، از جمله کشش و فشار دادن، هماهنگ شود. به عنوان مثال، با استفاده از محور مجازی، سرعت رول کشش و رول جمع‌آوری هماهنگ می‌شوند تا از نوسانات تنش ناشی از اختلاف سرعت جلوگیری شود.

خلاصه: هسته کنترل تنش «پایداری + دقت + مطابقت» است.

بنابراین، طبیعت جمع‌آوری «پهن‌های برگ لیلی» در دستگاه ورق‌برداری ناشی از ناپایداری و عدم هماهنگی کشش است؛ راهکار اصلی حل مساله این است که سیستم کنترل سه‌گانه «کُمک مکانیکی + تنظیم دقیق الکتریکی + هماهنگی فرآیند» را ایجاد کنیم.

بیشتر شرکت‌ها نیازی به دنبال کردن کاملاً پیشرفته ندارند؛ تنها به بهینه‌سازی دقت مکانیکی، اصلاح سیستم کشش و به‌روزرسانی فرکانس‌مبدل برداری می‌توان بیشتر مشکلات را حل کرد؛ در تولید صفحات با دقت بالا نیز می‌توان با نصب حسگر کشش و کنترل غیرخطی PID، مسائل را رفع کرد.

اگر کارگاه شما هنوز تحت تأثیر «پهن‌شدن لبه» قرار دارد، می‌توانید از سه بعد مکانیکی، برقی و فرآیندی که در بالا ذکر شده است، به‌صورت موردی بررسی کرده و از ریشه استقرار کشش را محقق کنید تا نهایتاً از ضایعات ناشی از «پهن‌شدن لبه» کاملاً خلاص شوید.