Unternehmensnachrichten über Servo- und Mechanik-Traversing: Ein technischer Vergleich der Spannungskontrolle in PP-Strap-Windmaschinen

Einführung

Beim Umreifungswickelprozess bestimmt die Wahl des Traversiersystems direkt die Qualität der fertigen Rolle, die Produktionseffizienz und die Ausschussrate. Zwei gängige Technologien dominieren heute den Markt – mechanisches Verfahren und Servoverfahren –, die sich hinsichtlich der Genauigkeit der Spannungsregelung, des anwendbaren Geschwindigkeitsbereichs und der Gesamtbetriebskosten erheblich unterscheiden. Dieser Artikel bietet einen systematischen Vergleich aus drei Perspektiven: Arbeitsprinzipien, gemessene Testdaten und Anwendungsszenarien, um Ihre Geräteauswahl mit professionellen Erkenntnissen zu unterstützen.

1. Vergleich der Funktionsprinzipien

1.1 Mechanische Verfahrbewegung: Herkömmlicher Nocken-/Leitspindelantrieb

Die mechanische Traversierung ist die älteste Methode bei Umreifungswicklern. Seine Kernkomponenten sind amechanischer Nocken oder hin- und hergehende Leitspindel. Während sich die Wickelwelle dreht, wird über Zahnräder oder Ketten Kraft übertragen, um die Nocke zu drehen, die die traversierende Führungsrolle in axialer Richtung hin- und herbewegt und so das Umreifungsband schichtweise auf dem Papierkern anordnet.

Technische Eigenschaften:

• Antriebsmethode:Rein mechanische Getriebe-/Kettenübertragung, keine elektrische Rückmeldung

• Verfahrprofil:Fixiert durch Nockenkontur oder Steigung der Leitspindel, nicht einstellbar

• Spannungskontrolle:Beruht auf einem Drehmomentmotor (offener Regelkreis), der nicht in der Lage ist, auf Spannungsschwankungen in Echtzeit zu reagieren

• Umkehrkontrolle:Mechanische Endschalter lösen die Reversierung aus, mit inhärenter Ansprechverzögerung

1.2 Servoverfahren: Servoantrieb mit geschlossenem Regelkreis

Beim Servoverfahren wird ein verwendetunabhängiger Servomotor zum Antrieb des VerfahrmechanismusDabei synchronisiert die SPS-Steuerung die Changierbewegung mit der Hauptspulspindel. Das Servo-Traversiersystem arbeitet mit dem Wickelservo als Master-Achse und dem Traversier-Servo als Slave-Achse und folgt dabei strikt der in der Steuerung programmierten Bewegungskurve.

Technische Eigenschaften:

• Antriebsmethode:Servomotor-Direktantrieb oder über Präzisionsgetriebe

• Verfahrprofil:Programmierbar – Breite und Steigung frei einstellbar

• Spannungskontrolle:Echtzeit-Feedback vom Spannungssensor; Der Servomotor reagiert in Millisekunden

• Umkehrkontrolle:Intelligente Umkehr basierend auf Echtzeitberechnung des Rollendurchmessers und Positionsrückmeldung

1.3 Zusammenfassung der Funktionsprinzipunterschiede

2. Vergleich der gemessenen Spannungsschwankungsdaten

Um die Genauigkeit der Spannungsregelung beider Traversierungssysteme zu überprüfen, führte das technische Team von Jiaxing Chuanqi Vergleichstests unter identischen Bedingungen durch.

2.1 Testbedingungen

• Prüfmittel:Vollautomatische Drop-Down-Wickler der CQ-Serie (Servo-Traversierungsmodell vs. mechanisches Traversierungsmodell)

• Testmaterial:PP-Band, Breite 12 mm, Dicke 0,6 mm

• Testgeschwindigkeiten:50 m/min, 100 m/min, 150 m/min, 200 m/min, 250 m/min

• Messgerät:Digitaler Spannungsmesser (Genauigkeit ±0,01 N)

• Abtastfrequenz:10 Messwerte pro Sekunde, 60 Sekunden kontinuierliche Abtastung bei jeder Geschwindigkeit

• Testumgebung:Temperatur 25 ± 2 °C, Luftfeuchtigkeit 60 ± 5 %

2.2 Messdaten

2.3 Dateninterpretation

Niedriger Geschwindigkeitsbereich (50–100 m/min):Beide Systeme weisen relativ geringe Spannungsschwankungen auf; Mechanisches Verfahren kann Grundbedürfnisse erfüllen. Bei 100 m/min erreicht die Schwankung jedoch ±0,62 N, was sich sichtbar auf die Sauberkeit der Walze auswirkt.

Mittlerer Geschwindigkeitsbereich (150–200 m/min):Mechanische Verfahrschwankungen nehmen stark zu (von ±0,85 N auf ±1,18 N), wobei bei fertigen Walzen deutliche „Schallmund-“ und „Bambusknoten“-Defekte beobachtet werden. Die Servoverfahrschwankungen steigen nur geringfügig von ±0,13 N auf ±0,17 N, wodurch eine hervorragende Rollform erhalten bleibt.

Hochgeschwindigkeitsbereich (250 m/min):Mechanische Changierschwankungen erreichen ±1,52 N und garantieren keine akzeptable Wickelqualität; Die Servobewegung bleibt bei hervorragenden ±0,21 N.

Fluktuationsverbesserung:Das Servoverfahren liefert bei allen Geschwindigkeiten durchweg eine Verbesserung von über 82 % und erreicht einen Spitzenwert von 86 % bei 200–250 m/min.

3. Warum bietet die Servo-Traversierung eine genauere Spannungsregelung?

3.1 Closed-Loop vs. Open-Loop-Steuerung

Mechanische VerfahranwendungenSteuerung im offenen Regelkreis: Das Steuerungssystem gibt einen Befehl aus, überprüft das Ergebnis jedoch nicht. Der Torquemotor liefert ein voreingestelltes Drehmoment, kann jedoch tatsächliche Änderungen der Umreifungsbandspannung nicht erfassen. Wenn die Liniengeschwindigkeit schwankt, sich die Rohmaterialchargen ändern oder die Rundheit des Papierkerns abweicht, kann dies durch mechanisches Verfahren nicht ausgeglichen werden.

Im Gegensatz dazu wird beim Servoverfahren gearbeitetvollständige Regelung im geschlossenen Regelkreis. Ein Spannungssensor misst kontinuierlich die tatsächliche Bandspannung und gibt das Signal an die SPS zurück. Die SPS vergleicht den Messwert mit dem Sollwert; Tritt eine Abweichung auf, sendet es sofort einen Korrekturbefehl an den Servomotor, der das Drehmoment oder die Geschwindigkeit innerhalb von Millisekunden anpasst, um die Spannung wieder in den Zielbereich zu bringen. Dieser Zyklus wiederholt sich kontinuierlich und erreichtdynamische Spannungskonstanz.

3.2 Vergleich der Verfahrgenauigkeit

Beim mechanischen Verfahren wird die Verfahrbreite durch das Nockenprofil oder die Steigung der Leitspindel bestimmt –fest und einwertig. Das Ändern der Papierkernbreite oder der Umreifungsbandbreite erfordert den manuellen Wechsel der Wechselräder oder die Einstellung mechanischer Teile – ein umständlicher Prozess mit geringer Genauigkeit.

Beim Servoverfahren werden Verfahrbreite, Steigung und Umkehrpunkte am Touchscreen eingestellt –voll programmierbar. Bei einer Änderung der Spezifikationen ruft der Bediener einfach das entsprechende Rezept ab; Die Verfahrgenauigkeit wird durch mechanischen Verschleiß nicht beeinträchtigt.

3.3 Vergleich der Umkehrreaktion

Mechanisches Verfahren beruht aufmechanische Endschalterum eine Umkehr auszulösen, was zu einer physischen Kontaktverzögerung und einem Positionierungsfehler führt. Mit zunehmender Geschwindigkeit verstärkt sich diese Verzögerung, wodurch sich die Umkehrpunkte verschieben, was zu „Überlappungen“ oder „Lücken“ an den Walzenkanten führt.

Servoverfahren wird ausgeführtIntelligente Umkehrbasierend auf Echtzeitberechnung des Rollendurchmessers und Positionsrückmeldung, ohne physische Kontaktverzögerung. Die Genauigkeit des Umkehrpunkts kann innerhalb von ±0,5 mm kontrolliert werden.

4. Anwendbarer Geschwindigkeitsbereich und Auswahlempfehlungen

4.1 Empfohlene Verfahrart nach Geschwindigkeitsbereich

4.2 Auswahlentscheidungsrichtlinien

Wenn Ihre Liniengeschwindigkeit ≤120 m/min beträgt:Mechanisches Verfahren kann grundlegende Anforderungen erfüllen. Beachten Sie jedoch, dass mit zunehmendem Alter der Ausrüstung mechanischer Verschleiß die Genauigkeit zunehmend verringert, was mit der Zeit zu steigenden Wartungskosten führt.

Wenn Ihre Liniengeschwindigkeit 120–180 m/min beträgt:Servoverfahren wird dringend empfohlen. Messdaten zeigen, dass in diesem Geschwindigkeitsbereich das mechanische Verfahren bereits zu einer spürbaren Erhöhung der Ausschussquote führt, während das Servoverfahren weiterhin eine stabile Leistung liefert. Obwohl die Anfangsinvestition höher ist, basierend auf einer Jahresproduktion von 2.000 Tonnen, kann die Servotraversierung den Ausschuss um etwa 60–80 Tonnen pro Jahr reduzieren.

Wenn Ihre Liniengeschwindigkeit ≥180 m/min beträgt:Servoverfahren ist die einzig praktikable Wahl. Die mechanische Traversierung kann bei diesen Geschwindigkeiten keine stabile Wickelqualität gewährleisten.

5. Abschnitt „Fragen und Antworten“.

F1: Wie viel höher ist die Anfangsinvestition für die Servo-Verfahrbewegung im Vergleich zur mechanischen Verfahrbewegung? Wie lange ist die Amortisationszeit?

A: Das Servoverfahren kostet in der Regel 30–50 % mehr als das mechanische Verfahren, was hauptsächlich auf den Servomotor, den Treiber, den Spannungssensor und das Steuerungssystem zurückzuführen ist. Basierend auf einer Jahresproduktion von 3.000 Tonnen und einer Reduzierung der Schrottquote um 6 Prozentpunkte beträgt die jährliche Schrotteinsparung jedoch etwa 90 Tonnen. Bei einem Marktpreis von etwa 1.300 US-Dollar pro Tonne entspricht dies einer jährlichen Einsparung von etwa 117.000 US-Dollar. Die Amortisationszeit beträgt in der Regel6–12 Monate.

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