軟包裝行業(yè)所用卷材在收卷過程中，因?yàn)槭站礤F度設(shè)定或控制不當(dāng)，導(dǎo)致軟包裝卷取材料卷芯起皺的現(xiàn)象在行業(yè)中普遍存在。卓技通過對(duì)大量設(shè)備的不同形式的錐度輸入以及輸出的特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)了不同的錐度計(jì)算和表示方法，從而得出錐度張力正確使用和控制的方法，以減少材料浪費(fèi)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　不同設(shè)備制造廠家張力錐度的算法幾乎不同，但是最終的目標(biāo)是一致的：隨著卷徑的變化，收卷的表面張力遞減，以避免在中心卷取的過程中，卷芯變形或者起皺。這也是控制收卷錐度的目的。

　　由于計(jì)算方法不同，張力錐度沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這樣給使用單位和設(shè)備操作人員都帶來了一定的困難。不同的設(shè)備制定了不同的工藝標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中給軟包裝企業(yè)也帶來很多不便。

　　在沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,各個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)人員根據(jù)自己的愛好和編程手法和習(xí)慣,用不同的方法實(shí)現(xiàn)錐度控制。通過對(duì)各種計(jì)算方法進(jìn)行比較，本文統(tǒng)計(jì)了目前常用的幾種設(shè)備張力錐度輸入控制方法，并分別做出分析，令廣大用戶對(duì)自己的設(shè)備錐度控制有更深的理解，從而正確設(shè)定相關(guān)參數(shù)，并用于收卷效果差的時(shí)候進(jìn)行分析和故障檢查。

　　一、不同的設(shè)備廠家的錐度控制分析

　　錐度需要輸入相對(duì)應(yīng)的錐度參數(shù)來控制，這些參數(shù)由不同的錐度計(jì)算方法得出。目前，各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠家的錐度計(jì)算方法基本上有3種，如表一。

        

　　說明：“●” 表示必須輸入的參數(shù);

　　“○” 表示系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算輸入或者系統(tǒng)開發(fā)人員預(yù)先導(dǎo)入的錐度計(jì)算參數(shù)，(不需要操作人員輸入);

　　“×” 表示這種錐度計(jì)算方法不需要輸入的參數(shù);

　　“F預(yù)設(shè)張力 & F小”： 是指我們需要的“目標(biāo)張力”或者小卷徑時(shí)的“初始張力”;

　　“F大”：是指大卷徑時(shí)所需要的張力，比如收卷最大直徑為Φ600mm，也就是這卷材料卷外的張力值;

　　“D小”：錐度起始直徑，就是說開始衰減的直徑，或者說開始進(jìn)行錐度計(jì)算的直徑;

　　“D大”：錐度結(jié)束直徑，或者說最大直徑;

　　“K(張力錐度)”：錐度或者叫斜率，一般以百分比來表示或者用小數(shù)點(diǎn)表示(在表一中的第2種錐度控制法中，K是隱性的，雖然看不到K的大小或者沒有直接輸入錐度值，但是，還是一樣按照比例進(jìn)行衰減);

　　“D1 張力錐度補(bǔ)償”：只有在第1種算法中，采用了錐度補(bǔ)償?shù)膮��?shù);

　　“D 實(shí)時(shí)”：收卷的實(shí)時(shí)直徑，這個(gè)數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵，通常是通過程序來進(jìn)行計(jì)算的，而不是依靠人工進(jìn)行輸入，材料直徑的計(jì)算方法有很多種，這里不做詳細(xì)描述。

　　“F實(shí)時(shí)”：就是根據(jù)即時(shí)的卷徑，電機(jī)扭矩(作用到材料的表面拉力)，就是我們平時(shí)所說的張力。

　　由于設(shè)備制造廠家沒有采用統(tǒng)一的單位標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一的錐度計(jì)算方法，這也給用戶帶來不少的麻煩，特別在制作工藝單的時(shí)候要根據(jù)不同的設(shè)備來制定不同的設(shè)備工藝數(shù)據(jù)，這樣給設(shè)備使用單位帶來很大的麻煩，也是這個(gè)行業(yè)的技術(shù)部門沒有辦法將設(shè)備的工藝數(shù)據(jù)編寫到生產(chǎn)工藝單的根本原因。這樣一來，如果對(duì)設(shè)備不熟練，就會(huì)產(chǎn)生較高的廢品率。

　　二、各種錐度計(jì)算方法分析

　　1、F實(shí)時(shí)=F預(yù)設(shè)×{1-K[1-(D小+D補(bǔ)償)]/(D實(shí)時(shí)+D補(bǔ)償)} 非線性錐度

　　這種方法輸入變量F預(yù)設(shè)張力 & F小、K(張力錐度)兩個(gè)參數(shù)就可以獲得錐度值，這種方法比較簡單，屬于非線性錐度計(jì)算方法，可以獲得各種不同的卷取效果。通過輸入卷取所需的初始張力F預(yù)設(shè)張力 & F小和錐度K(張力錐度)，根據(jù)不同的卷徑和變化，可以得出不同的錐度輸出。

　　例： 初始張力F=250N ，直徑單位為mm，錐度為20%，根據(jù)計(jì)算方法1，得出不同卷徑的張力值。如表2：

　　根據(jù)表二的結(jié)果得到張力變化趨勢(shì):

         

　　通過上述數(shù)據(jù)顯示，該錐度曲線為非線性錐度曲線，這種非線性錐度曲線可以通過調(diào)整輸入錐度補(bǔ)償來調(diào)整收卷效果，圖2 為設(shè)定錐度補(bǔ)償為500的情況下的卷取錐度曲線：

         

　　修改錐度補(bǔ)償值可以獲得不同的收卷曲線，但是作為用戶，通常對(duì)這個(gè)補(bǔ)償數(shù)據(jù)的大小設(shè)定，沒有一定的了解，所以設(shè)備使用者一般情況下不會(huì)設(shè)定該參數(shù)，這個(gè)補(bǔ)償系數(shù)也通常被工程師作為系統(tǒng)參數(shù)默認(rèn)為“0”。上述非線性錐度近期被廣泛采用。D補(bǔ)償越大，則越接近線性，并且遞減率降低。

　　2、F實(shí)時(shí)=F小-(F小-F大)×(D實(shí)時(shí)-D小)/(D大-D小)典型的線性錐度

　　這種計(jì)算方法需輸入的變量有F預(yù)設(shè)張力 & F小 ， F大 ， D小，D大四個(gè)，應(yīng)用較為普遍。

　　列：初始張力F0=250 N, F大=208.17N,D小=98mm，D大=600mm，得出不同卷徑的張力值，如表3。

　　根據(jù)上表數(shù)據(jù)生成的張力變化趨勢(shì)如 圖3:

         

　　上述錐度計(jì)算方法應(yīng)用較為廣泛，比較直觀，容易被理解。企業(yè)使用時(shí)只需要設(shè)定最小卷徑和最大卷徑和對(duì)應(yīng)的最大張力和最小張力值，即可得出控制錐度的參數(shù)。

　　3、 F實(shí)時(shí)=F小-F小×K×(D實(shí)時(shí)-D小)/(D大-D小量 線性錐度

　　這是一種較早采用的錐度法，和第2種方法的區(qū)別是不需要輸入大卷時(shí)的張力值，而是輸入錐度值，如表4所示：

　　根據(jù)表4數(shù)據(jù)所生成的張力變化趨勢(shì)如 圖4:

         

　　通過上述3種錐度計(jì)算法，我們能了解到需要錐度遞減時(shí)，需要調(diào)整的參數(shù)。

　　遞減的梯度和輸入的參數(shù)相關(guān)，不同的參數(shù)輸入會(huì)有不同的錐度值，企業(yè)應(yīng)該對(duì)已有的設(shè)備錐度計(jì)算法有所了解，才能獲得正確和適合自己的錐度值。

　　用戶如果要知道已有的設(shè)備收卷錐度的計(jì)算方法有兩個(gè)途徑：一個(gè)途徑是根據(jù)“表1”來對(duì)照上述3種計(jì)算方法，每一種計(jì)算方法都有對(duì)應(yīng)的錐度參數(shù)輸入選項(xiàng)，對(duì)比后知道自己的設(shè)備使用的是哪一種計(jì)算方法，從而知道應(yīng)該如何控制錐度;第二個(gè)途徑就是直接咨詢?cè)O(shè)備生產(chǎn)廠家。

　　三、結(jié)論

　　用戶掌握了上述3種錐度計(jì)算方法后，便可以正確地輸入控制錐度所需要的參數(shù)。同時(shí)，企業(yè)還要注意以下問題：閉環(huán)張力模式都會(huì)用力學(xué)單位標(biāo)示，張力單位有“N”，“kg”;如果使用“%”作為張力單位的，一般是開環(huán)張力模式。分切設(shè)備收卷張力雖然有力學(xué)單位，但是其收卷張力普遍采用開環(huán)方式，其錐度的計(jì)算方法相同，但是其張力值都是經(jīng)過計(jì)算模擬出來的，不是實(shí)際的張力，分切收卷有一定的特殊性，所以作為閉環(huán)控制的很少，這一點(diǎn)要引起重視。

　　錐度標(biāo)示法有以下幾種：“%”以及小于1的小數(shù)，還有些直接輸入“1~100”的整數(shù)來進(jìn)行表示的，不管采用哪種表示法，讀者都應(yīng)該將其轉(zhuǎn)換為比例來進(jìn)行理解。

　　要獲得比較理想的收卷效果務(wù)必做到以下幾點(diǎn)：

　　1、設(shè)備張力必須做校準(zhǔn)，實(shí)際輸出值和儀表顯示一致，才利于工藝的監(jiān)控;

　　2、檢查反饋用的張力傳感器靈敏度誤差≤5N;濾波時(shí)間應(yīng)<1S;如果是擺桿控制方式的，檢查擺桿必須要靈活。檢查方法是：拆除低摩擦氣缸和擺桿的連接處，用手檢查擺桿能否自由靈活擺動(dòng);低摩擦氣缸和張力有直接關(guān)系，但是需要專業(yè)人員對(duì)其檢查，否則會(huì)損壞氣缸里面的氣囊。

　　3、上述條件滿足后，輸入正確的錐度參數(shù)，收卷效果和控制損耗會(huì)有明顯改善。