摘要：以拉膜生产线为背景，着重介绍了9400HL的收放卷的应用以及卷径计算、摩擦补 偿等功能。简述了9400HL在驱动控制领域的优势。
关键字：收卷 9400HL卷径计算 摩擦补偿 转动惯量
1 前言
双向拉伸薄膜生产线是塑料类产品生产机械中的大型成套设备。这类设备在我国早期 均依赖进口。随着国内工业自动化的高速发展，目前国内企业业已开发出了年产6000吨， 薄膜厚度为12至70微米的拉膜生产线。
双向拉伸薄膜生产线主要工艺有上料、模头、挤出机系统，纵向拉伸系统、横向拉伸 系统及牵引收卷系统。本文主要介绍围绕牵引收卷系统展开介绍。牵引收卷是电气控制的 核心部分，其控制好坏直接关系到膜的质量。
2 Lenze解决方案
在迁移收卷系统中有两个伺服电机控制两个轴A、B轮流进行收卷，在收卷过程中要始 终保持薄膜张力恒定或随着卷径的增大，薄膜张力按一定的规律递减即张力锥度控制。还 要保证漫卷之后自动换卷，换卷过程中当薄膜被切断时要平稳地过渡到备用收卷辊收卷， 收卷辊和备用收卷辊之间，自动完成张力控制和速度控制的转换。收卷跟紧辊采用接触收 卷和间隙收卷二种工作方式，但都要保证随着卷径的增大，跟紧辊能自动后退。在接触收 卷时，要保证跟紧辊的压力是恒定并且可调。
3 Lenze主要算法
(1) 卷径计算：在收卷过程中卷径是在不停的逐渐增加的，要保证膜的线速度及张力的恒定 就必须使用卷径计算使线速度和电机转速进行匹配。计算出来的卷径再作用到张力的设 定值，根据转径的增到把计算出来的阻力扭力叠加到扭力设定上。
(2) 锥度计算：根据材料的不同和工艺的要求，在不同的场合锥度曲线是不同的。伦茨提供 了三种锥度曲线模式：直线模式、曲线模式、自定义模式。有多种参数进行设置，其中 自定义模式客户可以设定64个点描述自动义曲线，基本满足了所有场合的使用。曲线 模式的锥度曲线如下图，D0为锥度开始点，HW为锥度设置值。
(3) 摩擦补偿：摩擦主要作用于传动装置和导轨上。特别是在启动和加减速时需要的力比正 常运转时需要的力大得多,这样在启动或加减速的时候就会产生更大的跟随误差摩擦严 重影响伺服系统的速度精度。对摩擦进行补偿就是根据摩擦的形式和性质,利用各种控 制方法抑制或者消除摩擦对系统性能的影响。 9400HL自带有摩擦补偿功能块 L_WndFrictionCompensation能够自动识别系统的摩擦系数。
(4) 传动惯量识别：转动惯量是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止 的特性)的量度，其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。在收放卷应用中 要分别计算空卷时的转动惯量和满卷时的转动惯量。9400HL伺服控制器可以通过现成 的功能块L_WndIdentMInertia自动识别转动惯量，为工程人员减少了繁琐的计算。
4 Lenze方案亮点
1) 9400HL在收放卷应用已经是非常的成熟了，有现成的模板使用，客户只需要修改 几个参数即可以实现收放卷功能。模板功能丰富，有些功能可随时切除或投入。
2) 9400HL是个自由编程的伺服控制器，使用Lenze Engineer软件具有丰富的功能 块可视化编程，可以为每一个项目量身定做对应的功能。
3) 9400HL最多可以有三个任务同时执行，最快的执行周期为1ms，其编程功能不 亚于小型的PLC，在许多场合可以节省PLC，即减少了成本又减少了故障点。
4) 9400HL有多种通信形式进行选择，包括CANOpen、ProfiBus、ProfiNet、 EtherNet、EtherCAT等。可以与世面上大部分的PLC和触摸屏的产品进行通信 连接，开放性广泛。
5 展望
9400 HL在收放卷领域应用已经非常广泛，包含包装、纺织、塑料、印刷等领域。 9400 HL收放卷模板运行速度快，精度控制高，灵活可靠，主要应用于高精度控制领域。 随着中国制造水平的提高，这类应用将会越来越多。
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