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張力傳感器在生產(chǎn)過程控制中的重要性
時(shí)間: 2024-05-07 13:26:36 瀏覽次數(shù)：
環(huán)顧四周，您看到和使用的許多產(chǎn)品都是使用某種張力控制系統(tǒng)制造的。從麥片包裝到水瓶上的標(biāo)簽，您所看到的任何地方都有材料，這些材料在制造過程中依賴于精確的張力控制。世界各地的公司都知道，正確的張力控制是這些制造過程中的“成功或失敗”特征。但是為什么？什么是張力控制，為什么它在制造業(yè)中如此重要？
在我們深入研究張力控制之前，我們應(yīng)該先了解什么是張力。張力是施加在材料上的拉力或應(yīng)變，傾向于沿施加的力的方向拉伸材料。在制造過程中，這通常從下游工藝點(diǎn)將材料拉入工藝開始。我們將張力定義為施加在輥?zhàn)又行牡呐ぞ爻暂伆霃健埩?扭矩/半徑（T=TQ/R）。當(dāng)施加太大的張力時(shí)，錯(cuò)誤的張力量會導(dǎo)致材料伸長并損壞輥?zhàn)拥男螤?，如果張力超過材料的剪切強(qiáng)度，它甚至?xí)茐木硗?。另一方面，太小的張力也會損壞您的產(chǎn)品。張力不足可能導(dǎo)致伸縮或下垂的倒帶輥，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下。
要理解張力控制，我們需要了解所謂的“網(wǎng)絡(luò)”。該術(shù)語是指從和/或卷筒連續(xù)進(jìn)料的任何材料，例如紙張，塑料，薄膜，長絲，紡織品，電纜或金屬等。張力控制是根據(jù)材料的需要在卷筒紙上保持所需張力的行為。這意味著張力被測量并保持在所需的設(shè)定點(diǎn)，從而使卷筒紙?jiān)谡麄€(gè)生產(chǎn)過程中平穩(wěn)運(yùn)行。張力通常以英制測量系統(tǒng)（以磅/線性英寸（PLI）為單位）或公制（以牛頓/厘米（N/cm）為單位）進(jìn)行測量。
適當(dāng)?shù)膹埩刂浦荚谑咕聿纳暇哂芯_的張力量，因此可以仔細(xì)控制拉伸并保持在最小的范圍內(nèi)，同時(shí)在整個(gè)過程中將張力保持在所需的水平。經(jīng)驗(yàn)法則是運(yùn)行您可以逃脫的最小張力，以生產(chǎn)出您想要的優(yōu)質(zhì)最終產(chǎn)品。如果在整個(gè)過程中未準(zhǔn)確施加張力，則可能導(dǎo)致褶皺，卷筒斷裂和不良工藝結(jié)果，例如交織（分切），套準(zhǔn)（印刷），涂層厚度不一致（涂層），長度變化（片材），層壓過程中的材料卷曲以及輥?zhàn)尤毕荩ㄉ炜s，主演等）僅舉幾例。
制造商面臨著壓力，需要跟上不斷增長的需求，盡可能高效地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。這導(dǎo)致對更好，更高性能和更高質(zhì)量的生產(chǎn)線的需求。無論是加工、分切、印刷、層壓還是其他工藝，這些工藝中的每一個(gè)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)-適當(dāng)?shù)膹埩刂剖歉哔|(zhì)量，具有成本效益的生產(chǎn)與低質(zhì)量，昂貴的生產(chǎn)之間的差異，多余的廢料和對破碎的卷筒紙的挫敗感。
有兩種主要方法可以控制張力，手動或自動。通過手動控制，操作員需要持續(xù)的注意力和存在感，以便在整個(gè)過程中管理和調(diào)整速度和扭矩。通過自動控制，操作員只需在初始設(shè)置時(shí)輸入，因?yàn)榭刂破髫?fù)責(zé)在整個(gè)過程中保持所需的張力。因此，減少了操作員的交互和依賴性。在自動化控制產(chǎn)品中，通常提供兩種類型的系統(tǒng)，開環(huán)和閉環(huán)控制。
開環(huán)系統(tǒng)：
在開環(huán)系統(tǒng)中，有三個(gè)主要元素：控制器、扭矩裝置（制動器、離合器或驅(qū)動器）和反饋傳感器。反饋傳感器通常專注于提供直徑參考反饋，并且該過程與直徑信號成比例控制。當(dāng)傳感器測量直徑變化并將此信號傳遞給控制器時(shí)，控制器按比例調(diào)節(jié)制動器、離合器或驅(qū)動器的扭矩以保持張力。
閉環(huán)系統(tǒng)：
閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是它可以持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整卷筒料張力，使其保持在所需的設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)96-100%的精度。對于閉環(huán)系統(tǒng)，有四個(gè)主要元件：控制器，扭矩裝置（制動器，離合器或驅(qū)動器），張力測量裝置（稱重測力傳感器）和測量信號。控制器從稱重傳感器或擺動臂接收直接的材料測量反饋。隨著張力的變化，它產(chǎn)生一個(gè)電信號，控制器根據(jù)設(shè)定的張力來解釋該信號。然后，控制器調(diào)節(jié)扭矩輸出裝置的扭矩，以保持所需的設(shè)定值。正如巡航控制使您的汽車保持在預(yù)設(shè)速度一樣，閉環(huán)張力控制系統(tǒng)將您的卷筒張力保持在預(yù)設(shè)的張力。
所以，你可以看到，在張力控制的世界里，“足夠好”通常不再足夠好。張力控制是任何高質(zhì)量制造工藝的重要組成部分，通常將“足夠好”的工藝與更高質(zhì)量的材料和最終產(chǎn)品的生產(chǎn)力強(qiáng)國區(qū)分開來。添加自動張力控制系統(tǒng)可擴(kuò)展過程的現(xiàn)有和未來功能，同時(shí)為您、您的客戶、他們的客戶及其他客戶帶來關(guān)鍵優(yōu)勢。
在我們深入研究張力控制之前，我們應(yīng)該先了解什么是張力。張力是施加在材料上的拉力或應(yīng)變，傾向于沿施加的力的方向拉伸材料。在制造過程中，這通常從下游工藝點(diǎn)將材料拉入工藝開始。我們將張力定義為施加在輥?zhàn)又行牡呐ぞ爻暂伆霃健埩?扭矩/半徑（T=TQ/R）。當(dāng)施加太大的張力時(shí)，錯(cuò)誤的張力量會導(dǎo)致材料伸長并損壞輥?zhàn)拥男螤?，如果張力超過材料的剪切強(qiáng)度，它甚至?xí)茐木硗?。另一方面，太小的張力也會損壞您的產(chǎn)品。張力不足可能導(dǎo)致伸縮或下垂的倒帶輥，最終導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下。
要理解張力控制，我們需要了解所謂的“網(wǎng)絡(luò)”。該術(shù)語是指從和/或卷筒連續(xù)進(jìn)料的任何材料，例如紙張，塑料，薄膜，長絲，紡織品，電纜或金屬等。張力控制是根據(jù)材料的需要在卷筒紙上保持所需張力的行為。這意味著張力被測量并保持在所需的設(shè)定點(diǎn)，從而使卷筒紙?jiān)谡麄€(gè)生產(chǎn)過程中平穩(wěn)運(yùn)行。張力通常以英制測量系統(tǒng)（以磅/線性英寸（PLI）為單位）或公制（以牛頓/厘米（N/cm）為單位）進(jìn)行測量。
適當(dāng)?shù)膹埩刂浦荚谑咕聿纳暇哂芯_的張力量，因此可以仔細(xì)控制拉伸并保持在最小的范圍內(nèi)，同時(shí)在整個(gè)過程中將張力保持在所需的水平。經(jīng)驗(yàn)法則是運(yùn)行您可以逃脫的最小張力，以生產(chǎn)出您想要的優(yōu)質(zhì)最終產(chǎn)品。如果在整個(gè)過程中未準(zhǔn)確施加張力，則可能導(dǎo)致褶皺，卷筒斷裂和不良工藝結(jié)果，例如交織（分切），套準(zhǔn)（印刷），涂層厚度不一致（涂層），長度變化（片材），層壓過程中的材料卷曲以及輥?zhàn)尤毕荩ㄉ炜s，主演等）僅舉幾例。
制造商面臨著壓力，需要跟上不斷增長的需求，盡可能高效地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。這導(dǎo)致對更好，更高性能和更高質(zhì)量的生產(chǎn)線的需求。無論是加工、分切、印刷、層壓還是其他工藝，這些工藝中的每一個(gè)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)-適當(dāng)?shù)膹埩刂剖歉哔|(zhì)量，具有成本效益的生產(chǎn)與低質(zhì)量，昂貴的生產(chǎn)之間的差異，多余的廢料和對破碎的卷筒紙的挫敗感。
有兩種主要方法可以控制張力，手動或自動。通過手動控制，操作員需要持續(xù)的注意力和存在感，以便在整個(gè)過程中管理和調(diào)整速度和扭矩。通過自動控制，操作員只需在初始設(shè)置時(shí)輸入，因?yàn)榭刂破髫?fù)責(zé)在整個(gè)過程中保持所需的張力。因此，減少了操作員的交互和依賴性。在自動化控制產(chǎn)品中，通常提供兩種類型的系統(tǒng)，開環(huán)和閉環(huán)控制。
開環(huán)系統(tǒng)：
在開環(huán)系統(tǒng)中，有三個(gè)主要元素：控制器、扭矩裝置（制動器、離合器或驅(qū)動器）和反饋傳感器。反饋傳感器通常專注于提供直徑參考反饋，并且該過程與直徑信號成比例控制。當(dāng)傳感器測量直徑變化并將此信號傳遞給控制器時(shí)，控制器按比例調(diào)節(jié)制動器、離合器或驅(qū)動器的扭矩以保持張力。
閉環(huán)系統(tǒng)：
閉環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是它可以持續(xù)監(jiān)控和調(diào)整卷筒料張力，使其保持在所需的設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)96-100%的精度。對于閉環(huán)系統(tǒng)，有四個(gè)主要元件：控制器，扭矩裝置（制動器，離合器或驅(qū)動器），張力測量裝置（稱重測力傳感器）和測量信號。控制器從稱重傳感器或擺動臂接收直接的材料測量反饋。隨著張力的變化，它產(chǎn)生一個(gè)電信號，控制器根據(jù)設(shè)定的張力來解釋該信號。然后，控制器調(diào)節(jié)扭矩輸出裝置的扭矩，以保持所需的設(shè)定值。正如巡航控制使您的汽車保持在預(yù)設(shè)速度一樣，閉環(huán)張力控制系統(tǒng)將您的卷筒張力保持在預(yù)設(shè)的張力。
所以，你可以看到，在張力控制的世界里，“足夠好”通常不再足夠好。張力控制是任何高質(zhì)量制造工藝的重要組成部分，通常將“足夠好”的工藝與更高質(zhì)量的材料和最終產(chǎn)品的生產(chǎn)力強(qiáng)國區(qū)分開來。添加自動張力控制系統(tǒng)可擴(kuò)展過程的現(xiàn)有和未來功能，同時(shí)為您、您的客戶、他們的客戶及其他客戶帶來關(guān)鍵優(yōu)勢。
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