Descrizione del sistema di avvolgimento e riavvolgimento della macchina per il taglio a caldo di fogli di alluminio.

Il sistema di avvolgimento e svolgimento della macchina per il taglio di fogli per stampa a caldo è il modulo centrale dell'intera apparecchiatura e determina direttamente la qualità del rotolo finito. I fogli per stampa a caldo hanno solitamente uno spessore di soli 6-20 μm, con una superficie liscia, bassa elongazione e strutture di rivestimento fragili. La loro sensibilità alle fluttuazioni di tensione e al contatto meccanico è molto maggiore rispetto a quella dei normali film per imballaggio. Indipendentemente dalla velocità di taglio o dall'affilatura della lama, se il sistema di avvolgimento e riavvolgimento non è in grado di avvolgere ogni metro di foglio con la giusta tensione e con estremità pulite, la precisione del processo precedente non può essere raggiunta. Questo articolo si concentra sui due sottosistemi di svolgimento e riavvolgimento, spiegandone la composizione funzionale, la logica di controllo e i punti chiave delle regolazioni più comuni.

1. Sistema di svolgimento: la stabilità è fondamentale per un taglio preciso

Il compito del sistema di svolgimento può sembrare semplice – allentare il rotolo principale e alimentarlo nella zona della lama di taglio – ma in pratica svolge la funzione chiave di isolare le perturbazioni e stabilire la tensione di base. Dal rotolo pieno al nucleo cavo, il diametro può variare più volte, causando una drastica variazione dell'inerzia rotazionale. Se l'estremità di svolgimento non può essere adattata in tempo reale, le fluttuazioni di tensione si trasmetteranno direttamente alla lama di taglio, causando deviazioni dimensionali nel taglio o pieghe nel materiale.

L'attuatore principale del meccanismo di svolgimento è generalmente costituito da un albero di espansione a gas e da un freno a polvere magnetica. L'albero di espansione ad aria ha il compito di bloccare il nucleo della bobina. La pressione dell'aria è generalmente impostata tra 0,4 e 0,6 MPa. Per le bobine di carta si utilizza il valore inferiore, mentre per i nuclei in plastica o alluminio si può utilizzare un valore leggermente superiore. Dopo il gonfiaggio, è necessario verificare la tenuta della pressione. Se la caduta di pressione supera 0,05 MPa entro 5 minuti, ciò indica una perdita e il nucleo inizierà a slittare lentamente durante il funzionamento, manifestandosi con una tensione che "prima si stabilizza e poi fluttua". I freni a polvere magnetica forniscono la coppia di resistenza inversa e la stabilità della coppia in uscita determina direttamente se la tensione di svolgimento è costante. In condizioni di bassa corrente prolungate, le particelle magnetiche tendono ad agglomerarsi. Per i freni utilizzati per più di un anno, si consiglia di aumentare la corrente impostata del 10%-15% per compensare il degrado delle prestazioni.

In termini di strategia di controllo, non si dovrebbe utilizzare una tensione costante all'estremità di svolgimento. Man mano che il diametro della bobina diminuisce e la coppia frenante rimane invariata, le tensioni interne nel materiale diventano gradualmente instabili, rendendo lo strato di base della bobina di grandi dimensioni soggetto a stiramenti eccessivi e alla comparsa di striature longitudinali durante lo svolgimento. L'approccio corretto è quello di abilitare il controllo a conicità inversa: il sistema di controllo riduce automaticamente la coppia frenante in base al diametro del rotolo in tempo reale, garantendo che la lamina mantenga una tensione superficiale simile nel momento in cui il rotolo principale viene rimosso. La tensione di riferimento dipende dalla larghezza e dallo spessore. La lamina per stampa a caldo rientra generalmente nell'intervallo 3N~8N. Durante il funzionamento ad alta velocità, le oscillazioni laterali possono aumentare leggermente del 5%~10%. Se compaiono striature longitudinali, è necessario ripristinare immediatamente il sistema.

Inoltre, lo svolgimento e la correzione della deviazione rappresentano il primo passo per la precisione del taglio. Il sensore fotoelettrico rileva la posizione del bordo del rotolo madre in modalità di tracciamento del bordo o di tracciamento della linea, e il segnale di deviazione aziona il sedile di svolgimento per spostarlo lateralmente. Se la risposta di correzione è troppo lenta, lo scostamento si accumulerà prima di entrare nella taglierina; se la risposta è troppo brusca, potrebbero insorgere nuove oscillazioni a serpentina. Le apparecchiature moderne in genere separano l'esecuzione della correzione dal controllo della tensione per evitare interferenze reciproche.

2. Sistema di raccolta: solo i rotoli completi sono completi

Il riavvolgimento rappresenta la manifestazione finale della qualità del taglio. Le manifestazioni di un avvolgimento irregolare della lamina per stampa a caldo sono varie (superfici terminali irregolari, spire a forma di torre, sporgenze localizzate, bordi a campana), ma le cause principali sono concentrate in un unico punto: controllo instabile della tensione e cattivo stato dei rulli, che rappresentano oltre l'80% del totale. Pertanto, la descrizione del sistema di avvolgimento deve ruotare attorno a due linee principali: rulli di tensione e rulli di pressione.

Il principio fondamentale del controllo della tensione di avvolgimento è la tensione di rastremazione. Durante il processo di avvolgimento, il diametro aumenta da cavo a pieno, con un rapporto di diametro di 5:1 o anche superiore. Se si mantiene una tensione costante, il materiale esterno esercita una compressione eccessiva sullo strato interno, causando un leggero slittamento delle estremità e una forte compressione del nucleo, con conseguente formazione di grinze a forma di margherita. La logica del controllo della rastremazione è la seguente: all'aumentare del diametro della bobina, la tensione di avvolgimento diminuisce secondo un rapporto preimpostato. Per materiali sottili come la lamina per stampa a caldo, si consiglia di impostare il tasso di rastremazione tra il 60% e l'80%, il che significa che la tensione a bobina piena dovrebbe scendere al 60-80% del valore iniziale. Una soluzione più raffinata utilizza un controllo segmentato: la sezione iniziale (0-20% del diametro della bobina) garantisce un nucleo liscio e aderente con una tensione inferiore; nella sezione a tensione costante (20-70%) si mantiene una pressione interstrato stabile; la sezione di rastremazione decrescente (70-100%) riduce gradualmente la tensione per compensare l'effetto di compressione aggiuntivo causato dal peso stesso dell'anello esterno. Il valore di riferimento della tensione può partire da 2~4 N per millimetro di larghezza, iniziando con una prova a una tensione leggermente inferiore. Se si verifica uno scorrimento interstrato sulla superficie terminale, aumentare del 5%~10%.

L'albero di avvolgimento utilizza spesso un albero a espansione di gas o un albero scorrevole. L'albero a espansione di gas è adatto al taglio convenzionale, mentre l'albero scorrevole consente una leggera differenza di velocità tra i rotoli quando più rotoli vengono avvolti simultaneamente, compensando lo spessore o la tensione non uniformi tra le strisce di taglio. Ciascun albero di avvolgimento è in genere azionato da un servomotore indipendente, garantendo una tensione costante su rotoli di diverso diametro.

Il ruolo del rullo di pressione è spesso sottovalutato. Non si tratta solo di "comprimere il rullo", ma di espellere uniformemente l'aria che si forma tra gli strati, contribuendo a creare attrito interstrato e a sopprimere lo slittamento assiale del foglio. Il parallelismo tra l'asse del rullo e l'asse dell'albero di avvolgimento è di fondamentale importanza e l'errore deve essere controllato entro 0,05 mm/m. Se un'estremità del rullo di pressione è serrata e l'altra allentata, ogni rotazione del rotolo di film sarà soggetta a una spinta assiale, con conseguente formazione di un avvolgimento a torre. Le impostazioni di pressione devono inoltre variare in base al diametro della bobina: nella fase iniziale dell'avvolgimento, il diametro è piccolo e l'aria interstrato viene espulsa facilmente, richiedendo una pressione di contatto maggiore; nella fase successiva dell'avvolgimento, con l'aumentare del diametro, la pressione deve diminuire gradualmente; in caso contrario, potrebbero formarsi impronte trasversali sulla superficie del foglio o addirittura causare la rottura del nastro. La durezza superficiale del rullo di pressione deve essere compresa tra HS 60 e HS 75. Un'eccessiva morbidezza provoca facilmente deformazioni e una distribuzione irregolare della pressione, mentre un'eccessiva durezza non permette l'adattamento alle leggere fluttuazioni di spessore della lamina.

3. Coordinamento delle operazioni di avvolgimento e svolgimento e dell'interfaccia complessiva della macchina.

Le operazioni di svolgimento e riavvolgimento non avvengono in modo indipendente. La zona in cui si trova la lama di taglio deve formare una sezione di transizione con una tensione relativamente "neutra", in modo che la lamina non subisca un'eccessiva tensione longitudinale all'ingresso del punto di taglio; altrimenti, la lama circolare verrà tagliata per strappo anziché per puro taglio, con conseguente formazione di bave sui bordi. Le moderne macchine di taglio solitamente separano la tensione di svolgimento, la tensione di trazione e la tensione di avvolgimento in zone di controllo indipendenti. Tramite rulli flottanti o sensori di tensione, ogni segmento viene retroazionato e il PLC coordina i valori impostati per ciascun segmento, consentendo alla lamina di seguire una curva di tensione uniforme dal rotolo madre al rotolo finito.

Dal punto di vista operativo, il touchscreen imposta centralmente parametri quali la tensione di riferimento di svolgimento, la tensione di avviamento dell'avvolgimento, il coefficiente di rastremazione e la curva di pressione del rullo di compressione, e visualizza in tempo reale il diametro attuale del rullo e i valori di tensione effettivi. Sia la funzione di dosaggio automatico che quella di arresto a lunghezza fissa si basano sul feedback dell'encoder per l'avvolgimento e lo svolgimento, garantendo una lunghezza costante per ogni rullo. Durante il riavvolgimento, la piattaforma di ricezione lavora con la giunzione della bobina principale o con lo svolgimento del prodotto finito. Il sistema di avvolgimento e svolgimento entra in modalità standby o a bassa velocità e, una volta che la nuova bobina è in posizione, la tensione viene ripristinata e accelerata fino alla velocità di lavoro.

Conclusione

Il sistema di avvolgimento e riavvolgimento della macchina per il taglio a caldo di fogli di alluminio risolve, in definitiva, una contraddizione: l'estremità di svolgimento deve essere "tirata saldamente", l'estremità di avvolgimento deve essere "arrotolata uniformemente" e il materiale in alluminio tagliato al centro non deve né allentarsi né stringersi. Comprendendo il controllo del mantenimento della pressione dell'albero di espansione, la compensazione della corrente del freno a polvere magnetica, la regolazione segmentata del cono di avvolgimento e la logica del parallelismo e del collegamento della pressione, gli operatori possono determinare rapidamente se il problema risiede nella sezione di svolgimento o di riavvolgimento, e se è necessario regolare i parametri o ispezionare l'hardware in caso di anomalie sulla superficie terminale. Una volta ottimizzato questo sistema, si possono davvero gettare le basi per la qualità del taglio a caldo di fogli di alluminio.