Ungleichmäßiges Wickeln und unebene Stirnfläche? Das geschlossene Spannungsregelungssystem der einseitigen Klebeschneidemaschine hilft Ihnen, das Problem in einer Sekunde zu lösen.

Beim Schneiden von einseitigem Klebeband stellen ungleichmäßiges Aufwickeln und unebene Stirnflächen eines der größten Qualitätsprobleme dar. Dies beeinträchtigt nicht nur das Erscheinungsbild des Produkts, sondern kann auch zu Schwierigkeiten beim späteren Abwickeln, Materialausschuss und sogar Kundenreklamationen führen. Viele Unternehmen versuchen, das Problem durch Anpassung mechanischer Parameter, Austausch der Aufwickelspulen oder manuelle Eingriffe zu beheben, doch es tritt häufig erneut auf. Die eigentliche Ursache ist eine instabile Spannungsregelung – und eine zuverlässige, geschlossene Spannungsregelung ist der Schlüssel zur Lösung dieses hartnäckigen Problems.

1. Warum ist die Wicklung ungleichmäßig und die Stirnfläche uneben?

Einseitiges Klebeband zeichnet sich durch „große Dehnbarkeit, niedrigen Reibungskoeffizienten und die Neigung zur Erzeugung statischer Elektrizität“ aus, und die Spannungsschwankungen während des Schneidevorgangs spiegeln sich direkt in der Wickelform wider:

• Zu geringe Spannung→ Schlupf und Abweichung zwischen den Filmschichten, lockere Wicklung und eine Endfläche, die einem "Sägezahn" ähnelt

• Übermäßige Spannung→ Das Material wird gedehnt und verformt, zu stark aufgewickelt, und es entstehen sogar „belastete“ oder überstehende Enden.

• Die Spannung schwankt zwischen hoch und niedrig.→ Die Position jeder Schicht ist versetzt, und schließlich entsteht ein "teleskopartiger" Versatz an der Stirnfläche.

Die herkömmliche Regelung im offenen Regelkreis (bei der lediglich der Frequenzumrichter zur Einstellung des festen Drehmoments verwendet wird) kann Störungen wie Änderungen des Walzendurchmessers, Beschleunigung und Verzögerung sowie ungleichmäßige Materialdicke nicht bewältigen, sodass die Wickelqualität extrem instabil ist.

2. Das Kernprinzip der Spannungsregelung im geschlossenen Regelkreis

Geschlossene Spannungsregelung, vereinfacht ausgedrückt: Echtzeitmessung → Vergleich mit dem Sollwert → automatische Anpassung des Aktuators. Ein typisches Verfahren besteht aus drei wesentlichen Schritten:

1. SpannungserkennungDie tatsächliche Spannung des Folienbandes wird kontinuierlich mit einem Spannungssensor (Drucksensor oder schwimmender Rollensensor) gemessen, wobei die Genauigkeit bis zu 0,5 % FS erreichen kann. Der Sensor ist vor dem Aufwickeln an einer Führung oder schwimmenden Rolle montiert und erfasst direkt die auf das Material wirkende Kraft.

2. ReglerberechnungDer PLC- oder spezielle Spannungsregler vergleicht den Messwert mit dem Sollwert und gibt über den PID-Algorithmus das Steuersignal aus.

3. Anpassung durchführen:Stellen Sie das Drehmoment des Wicklungsmotors (oder den Erregerstrom der Partikelbremse/Kupplung) so ein, dass die tatsächliche Spannung stets dem Sollwert entspricht.

Bei einseitigen Gummischneidemaschinen ist die Drehmomentregelung das empfehlenswerteste Verfahren: Mit zunehmendem Spulendurchmesser reduziert die Steuerung automatisch das Motordrehmoment, um die Spannung konstant zu halten, und überlagert gleichzeitig die Konusspannung – reduziert die Spannung im späteren Wickelstadium entsprechend, um ein inneres Festklemmen und ein äußeres Lockern oder ein Quetschen des Kernrohrs zu vermeiden.

3. Planumsetzung: 3 zentrale Konfigurationspunkte

1. Wählen Sie einen schnell reagierenden Spannungssensor.

Es wird empfohlen, einen Dehnungsmessstreifen-Zugsensor unter den Gehäusen auf beiden Seiten der Wickelwelle anzubringen. Der Messbereich des Sensors sollte das 1,2- bis 1,5-Fache der maximalen Betriebsspannung betragen, da eine zu hohe Messgenauigkeit die Empfindlichkeit verringert.

2. Verwendung einer doppelten geschlossenen Regelschleife mit Drehzahl- und Drehmomentregelung

In der Praxis ist der reine Drehmomentmodus bei langsamen Anfahr- und Stoppvorgängen nicht optimal. Es wird empfohlen, den Drehzahlregler außen und den Drehmomentregler innen zu positionieren: Die Drehzahl wird vom übergeordneten Rechner vorgegeben, das Drehmoment dynamisch durch den Spannungsregler korrigiert. Dies gewährleistet nicht nur eine stabile Spannung beim Beschleunigen und Bremsen, sondern vermeidet auch Anfahrstörungen.

3. Zusätzliche Erkennung und Kompensation hinzufügen

• Berechnung des SpulendurchmessersEchtzeitberechnung des Spulendurchmessers mittels Ultraschallsensoren oder linearer Geschwindigkeitsverhältnisse zur Einstellung der Kegelspannungskurve.

• Pendelpufferung: Fügen Sie nach dem Spannungssensor eine reibungsarme Pendelrolle hinzu, um kleine Spannungsschwankungen auszugleichen und häufige PID-Anpassungen zu reduzieren.

4. Transformationseffekt: von „auf Erfahrung vertrauen“ zu „auf Daten vertrauen“

Eine Klebebandfabrik hat die oben beschriebene Umrüstung einer alten einseitigen Gummischneidemaschine durchgeführt (Einbau von zwei Spannungssensoren, eines geschlossenen Spannungsreglers und Austausch der Antriebswicklungswelle des Servomotors), und die Testdaten nach der Umrüstung lauten wie folgt:

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Wichtiger noch: Die Lösung ermöglicht es, Spannungskurven direkt auf dem Touchscreen einzustellen (z. B. Anfangskraft → Betrieb mit konstanter Spannung → Reduzierung der Endverjüngung), Rezepte für verschiedene Bandgrößen zu speichern und die Zeit für den Auftragswechsel von 20 Minuten auf 3 Minuten zu reduzieren.

5. Umsetzungsvorschläge: Auch mit geringem Budget lassen sich in geschlossenen Regelkreisen gute Ergebnisse erzielen.

Bei älteren Anlagen und begrenztem Budget empfiehlt sich die Lösung mit Magnetpulverkupplung und Spannungsregler (Kosten ca. 3.000–6.000 Yuan), die einen grundlegenden geschlossenen Regelkreis ermöglicht. Für hohe Geschwindigkeiten und Präzision (≥ 200 m/min) ist der Einsatz eines Servomotors mit Regelungstechnik und Spannungssensor ratsam. Die Gesamtkosten belaufen sich hier auf ca. 15.000–30.000 Yuan, die Wickelqualität erreicht jedoch das Niveau von High-End-Beschichtungsmaschinen.

Epilog

Ungleichmäßiges Wickeln und unebene Stirnflächen stellen für einseitige Gummischneidemaschinen kein unüberwindbares Hindernis dar, sondern sind ein Überbleibsel aus der Ära der offenen Regelung. Mit der Einführung der geschlossenen Spannungsregelung wird der Prozess, der zuvor wiederholte manuelle Anpassungen erforderte, zu einem stabilen, automatisierten Ablauf. Dadurch wird nicht nur die Ausschussrate deutlich reduziert, sondern auch die Maschinengeschwindigkeit um 20–30 % gesteigert – ein direkter Beweis für die Prinzipien der schlanken Produktion: Qualität, Effizienz und Kostenreduzierung.

Wenn Ihre Produktionslinie Probleme mit der Wickelqualität hat, sollten Sie mit der Installation eines Spannungssensors beginnen. Die Investition in ein geschlossenes Regelsystem amortisiert sich oft innerhalb von drei Monaten durch die Reduzierung des Materialverlusts.