高精铜箔生产的张力控制

《高精铜箔生产的张力控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、l．8出高精铜箔生产的张力控制ThetensioncontroIofhighprecisioncopperfioI万筱剑。李铁才W『ANXiao-jian．LITie．cai(深圳航天科技创新研究院，深圳518057)摘要：本文介绍了铜箔生产的张力控制过程，并以恒张力恒速度控制为目标，重点分析了卷绕的控制原理，建立了数学模型。通过SIMOTION进行卷径计算和锥度控制，调节伺服器的输出，实现了收卷张力和机列速度的恒定。应用证明该控制方式为铜箔的张力控制提供了理论指导。关键词：铜箔；SIMOTION；张力控制中囝分类号：

2、TH112文献标识码：B文章编号：1009—0134(2009)03～0083—030引言和卷径之比为恒定或者使两者成反比变化来控制张力的恒定。(2)采用力矩电机，用张力传感器来测随着微电子技术的飞速发展，印制线路板PCB量实际的张力，其输出信号作为张力反馈经张力调制造向多层化、积层化、集成化方向迅速发展，对节器控制张力恒定。(3)采用交流伺服电机，运行电路板的主要材料铜箔的要求也越来越高。铜箔的在力矩模式下，根据卷径的变化调整电机的控制指生产是一种技术性较强的行业，它除了要求有先进令，使其保持带上张力恒定。图1为铜箔

3、收卷控制的机械设备外，更重要的还要求有成熟的生产工示意图。艺、先进的技术水平、丰富的生产经验。在铜箔的图1中，1为阴极辊；2为溶液槽；3阴极辊传生产过程中，毛箔的生产是一个重要环节，是后面动电机；4为导向辊；5为收卷辊；6收卷传动电进行后处理的关键环节，为了在铜箔的生产过程中机。目前的铜箔收卷是由直流电机来控制的，较高不打折、不串卷，并在整个机列运行中保持张力和的维护费用和较多的故障率使得设备运行成本高和速度的恒定，同时为了铜箔内芯不被挤压，表面平产品生产效率低，限制了产量。并且铜箔的收卷是整，需要实施恒张力恒速度控制

4、。由人工按照每隔一段时间，有操作人员根据铜箔表1张力控制过程面的松紧程度(张力大小)，调整一次电机的电枢电流，即增加电机轴端的输出扭矩来实现收卷的过目前能实现恒张力控制的方法大致有如下几程的。种【l叫：(1)采用直流电机，对电机电枢电流及磁通2解决问题的方案要使铜箔收卷的紧而齐，并改善表面平整度，需要机列上的铜箔保持一定的张力，并在运行过程中保持速度恒定。我们可以通过SIMOTION来进行卷径计算，调节收卷辊电机的指令，实现张力的恒定，同时通过设定的机列速度来作为阴极辊电机的速度指令，这样就达到了速度恒定与张力平衡，避

5、免收卷过程中产生的波动现象。22．1数学模型的建立[21图1铜箔收卷控制示意图为了便于分析张力变化的过程，建立了张力的收稿日期：2008—10．22作者简介：万筱剑(1978一)，男，河北无极人，硕士，工程师，主要从事运动控制及系统集成研发工作。第31卷第3期2009-03[831I匐化控制数学模型示意图，如图2所示。R+S。otH6。N(4)该式建立的原理是，当铜箔的厚度一定时，则收卷辊每旋转一周，半径增加一个厚度H。为了能够实现在线的实时计算，需要将该方程离散化：RiR+南(5)其中，i=i、i-1、i-2、⋯⋯、

6、1；T为采样周期；N；为当前时刻的转速值。这种算法在SIMOTION中很容易实现，只要采样频率相对于转速的变化足够快，则在T时间内可认为转速Ni是常值，计算结果不会有太大的偏差。由式(5)可以推出收卷的卷径随时间变化的曲线图2数学模型不意图图，如图3所示。图中为切线方向的张力；D．为收卷辊的当前直径值；是作用在收卷辊上的等效拖动力矩；CO为收卷辊的角速度；J为收卷辊的转动惯量，p为阻尼系数。动态力矩平衡方程有：TD,：⋯卢(1)，2对于铜箔这种卷材，机列的运行速度比较低，心收卷辊的转动惯量随时间的变化很缓慢，所以我O们

7、认为它是一个恒定的值，同时我们也不考虑阻图3卷径变化曲线图尼系数的变化。由此可得卷绕系统的静态力矩平如果能使得电机的转矩变化符合上图的曲线变衡方程：化，就可以实现恒张力收卷的控制。TDt，：—+卢，(2)2．2控制策略【】首先将直流电机改为交流伺服电机，通过控制式(2)变换可得张力表达式：交流伺服电机的转矩指令来实现恒张力的收卷控制。2(^一卢)其次，阴极辊传动电机运行在速度闭环模式个，=一Dt(3)下，以此来保证整个机列的速度恒定。同时为了防止铜箔“窜层”和内部产生“折皱”，收卷部分添加从式中可以看出，当收卷半径不断

8、变化时，要了锥度控制，以此来保证卷绕的质量。所谓的张力保持张力恒定，转矩要随半径的变化而改变。因此锥度控制就是指初始张力T0与终止张力T血(对应只要求出卷径值，控制好M一卢∞，使其跟随卷径D，最大卷径时的张力值)的差值与初始张力的百分比，的变化而变化，即可保证铜箔张力丁为恒定，控制即：起来简单方便。一K：—砌_×100％⋯设收卷辊