【疊片機精講】哈工大博士不到半天，就從0——1設計了一台全自動疊片機，手把手教學，包含所有疊片機知識，這還沒人看我不更了！！！ P10 - 9、隔膜放卷、過輥及張力機構的設計

大家好,這裏是青城教育,我是江黎 那麼今天的話呢,我們來分享一下 關於這個隔膜放卷這一塊啊 放卷這一塊的話呢 主要就是什麼呢 通過我們這個位置的一個主放卷軸 將隔膜的話呢 在這個氣層軸上呢,去進行放卷 放卷的過程的話 是一個主動的過程啊 它後面呢,有一個電機呢,去帶動它 我們這裏單獨打開啊 我們一起來看一下 其實對於這個碟片機來講的話 隔膜放卷呢,要控制好這個隔膜啊 它的一個運動狀態,以及它的張力呢 並不是一件容易的事情啊 尤其是在切碟一體機裏面 好,我們單獨打開,把它一起來看一下 像後面這個位置呢,是這個步進電機 通過步進電機,這步進電機是86的啊 那有沒有同學知道 步進電機的話,像86步進電機 它能輸出多大扭矩呢 我們都知道,像57的話呢 跟這個400瓦速步進電機差不多 是吧,57呢,大概是1.3牛米左右 那86的話呢,比它大一倍左右 就是2.5幾,2.5幾的樣子 好,那麼通過這一個位置的 同步帶,同步輪的一個傳動啊 這邊是1比1的,1比1的這個速比啊 然後後面的話呢,是一個旋轉軸 我們這個軸的話,直接連通我們的氣上軸 中間這個位置呢,它是一個放卷軸承座 軸承座這一塊啊 我們只需要用兩個深溝球軸承即可 其實如果你們想用腳接觸呢,也是可以的 用腳接觸的原因呢,其實很簡單啊 很多同學想到呢,因爲我們在上卷的時候呢 可能會對這個,對這個氣上軸呢 會有一個軸向推力嘛 所以呢,就用這個腳接觸軸承,對吧 那這樣的話,壽命至少會長一些 這個都行啊,無論是深溝球還是腳接觸呢 都是可以的 因爲深溝球呢,它本身能夠承受一定量的啊 你看啊,我們這個位置 這個深溝球的話,它能夠承受一定量的 這一個軸向的推力啊 所以不用擔心 那麼對於後面來講的話呢 就是一個鎖緊挪拇和這個鎖緊墊片 是吧 防松墊片 那麼我們再往後面看啊 這個位置,這裏有個杆子啊 這個杆子的話 它是一個什麼呢 看起來像一個定位平面一樣的 實際上它就是通過這個平面來實現定位的啊 因爲呢,我們不能保證每一次你上卷的時候呢 它都能夠到達你的指定位置 對吧 大家也知道 我們在做設計的過程當中 對於過滾的中心位置 與這個大板之間呢 存在的距離 我們稱之爲設計基準 對吧 那麼上這個料卷的時候 對吧 你要上到這個基準位 那每一次呢 都上到這個這個地方呢 還挺難的 所以呢 我們就搞一個撐杆 這杆子的話呢 在後面呢 有一個抱緊塊呢 可以去進行調節 那麼它能夠呢 調前調後啊 當然如果說你每一卷 這個厚度的不一樣的話呢 肯定是要經常調節的 對不對 如果說我們上的是同一卷的話呢 那基本上不需要調節 它每次上到位就行了 對吧 好 對於這個上方這個杆子來講的話 它是這裏有個傳染器 一個檢測檢測位移傳染器啊 其實我們可以用這種光電位移傳染器呢 來檢測 或者超聲波傳染器 來檢測你這個料卷呢 料卷的有無 對吧 如果說這個料卷沒有了 這其實這其實很好理解 我們這兩個傳染器呢 實際上是一個對射光電 這個對射光電的話呢 因爲你對射的距離 剛好就在料卷的這個用完的這一塊 你比如說我們判定料卷有沒有用完呢 就是大概你這個捲進的低於 低於這一個 低於這個連接線 對吧 這個傳染器到這個傳染器的連線 你低於這一個捲進的時候呢 那麼說明我們該換掉了 理解了吧 就通過這種方式 來間接的去測量出 我們的卷料卷呢 到底還有沒有 經過一系列的過滾 我們到了這一個氣缸 推動這一個緩存的這一個地方 那這裏的話 它是一個主動緩存 我們通過氣缸的往下推 就能夠將我們的隔膜呢 把它給緩存出來 緩存出來以後呢 再通過底下的拉扯啊 把我們緩存的料呢 又給拉走 理解吧 然後呢 在這個過程當中的會了 會有一個壓帶 這個壓帶的話 它主要就是應對 我們隔膜疊到最後一層 需要切割的時候呢 那這個地方需要壓下帶 不然的話呢 它還一直在放料呢 是吧 所以呢 要穩住它 把持住 就是在這個位置壓一下 我們後面去切斷的時候 它能夠繃緊 理解了吧 好 然後再往下走的話呢 這裏除了過滾以外的話呢 沒什麼特殊的 我們再往下面看啊 這個位置 這個位置的話呢 它是我們的離子風棒 什麼叫離子風棒呢 吹離子風的啊 像我們的 尤其是顯示屏啊 手機生產線上面 有那個屏幕啊 需要防靜電 是吧 還有各種電子產品呢 需要防止靜電擊穿 防止你這個電子元器件的 被靜電擊穿 是不是 所以呢 它在這個產線上的會有 吹離子風的這個結構 像我們這個結構的話 其實就是產線上 那種離子風結構就可以了 那這個一邊的話呢 一邊負責一邊的 這個靜電的消除 那麼我這個正面 和這個反面的話呢 它也不能夠對準着去吹啊 什麼意思呢 我們的靜電風 一個吹這 一個吹這互不干擾 對不對 如果說我們是 正對着去吹的話呢 那很有可能導致什麼呢 你自相消除嘛 是不是 就是它吹出來的離子風 跟你吹出來的離子風 相互抵消了 相當於呢 我們除靜電效果都沒達到 理解了吧 所以呢 就通過這種錯位的方式呢 來進行 然後它的底部的話呢 是一個出料的地方 它底部的話 你兩邊呢 都需要去疊放嘛 所以呢 我的兩邊都有個滾 因爲我們在疊放的過程當中的話呢 它會由疊 隨着疊臺的運動啊 它會一左一右的 是吧 那我們的隔膜 必然在這個位置會轉向 你首先在疊臺 在左邊的時候呢 它會靠近左邊的滾 疊在右邊的時候呢 它會靠近右邊的滾 所以呢 我們需要兩個滾子呢 來共同導向 然後呢 大家注意一下 其實對於我們整個機構來講的話 如果說我們這個疊放的精度很高的話 那就需要去進行什麼呀 糾偏 什麼叫糾偏呢 因爲我們不能保證了 每一個過滾呢 它都完全垂直於這個大板 因爲大家也知道 如果說過滾 完全垂直大板的話 這是理論當中才能實現的 是吧 在實際過程當中的話呢 我們去安裝 多多少少會差一點 差距離差多少的話呢 就看我們怎麼調的了 在行業內的話呢 基本是要滿足這個過滾與大板的垂直度的保證 在五個絲以內 有些行業要求更高 大概是三個絲以內 但是三個絲呢 很難達到啊 跟大家說句實話 你在這個設備上面 用這個腳踩一腳 它的這個變動量都會有這個三個絲 好吧 我們大概注意一下 就你可能機架你覺得你做的很強了 是吧 但實際上還遠遠不夠 對吧 遠遠不夠 好 然後的話呢 我們在下面看到 糾片的話是一個什麼原理 首先呢 由糾片傳感器呢 來檢測我們這個隔膜的邊緣 也就是說 我用這個傳感器來抓邊 我這個邊緣的話 它是一條線 是吧 我只要檢測 你這個邊緣呢 有沒有這個擺動 這個擺動應該是知道什麼意思啊 比如說 我假設一直在這運行 那就沒擺動 如果說我運行過程中呢 有這個大波浪的這種擺動 那說明呢 我們的物料呢 我們的這個隔膜呢 會有一些輕微的左右跑偏 是吧 好 它這種左右跑偏的話呢 是逃不過傳感器的眼睛的啊 像我們這傳感器呢 可以通過底部的這個微調機構呢 來實際調節 它實際上就是一個螺桿啊 這是個螺桿 然後上面的話呢 是一個感應片 感應片的話 就是用普通的板筋 或者是鋁板呢 都可以做 那在這個位置呢 安裝的是一對松下的 松下的FU-111的糾片傳感器 這個糾片傳感器呢 它的檢測範圍啊 就是這是它檢測的一個box 它的一個範圍區域 然後另外一邊呢 也是一樣的 那它的基本原理是什麼呢 其實你可以這麼理解啊 因爲在這個位置的話呢 它有很多這個線 對吧 你可以理解爲 它類似於這種光杉 假設的話呢 我有很多條這個光杉呢 一直在這邊照着 對吧 好 然後你的這個 隔膜的邊緣呢 它會遮擋住一部分 比如說我們遮擋了一半 那遮擋一半的位置呢 我們給它標定一個點 比如說我們這個三角形 指的位置 這一條線的話呢 我們就稱之爲 這個標定點 那麼在這個標定點下的話 就默認它爲0 是吧 如果說它往0的右邊跑了 那我這個就往裏跑偏了 如果說往0的外邊跑了呢 就說明 它往外跑偏了 是吧 那此時的話呢 再由這個傳感器呢 轉換爲電信號 通過放大器放大以後 再給這一個 給我們的這個電機呢 去輸出一定量的模擬量 是吧 導致這個電機呢 去旋轉一定的圈數呢 從而實現這種糾偏 對吧 這個呢就需要電機工程師的 一個功勞了 他們呢會通過這個傳感器 與這個電機執行機構啊 與這個絲桿執行機構呢 去進行匹配 是吧 你這個運動量多少 然後我們這個匹配多少模擬量 然後再帶動你的這個糾偏機構呢 實際運動多少 這個呢相匹配就可以了 好 然後我們再看一下 糾偏執行機構呢 它長什麼樣子啊 這個其實是一個非常典型的 一款 一款這個絲桿調節機構 什麼意思呢 我們在這個裏面呢 有這個風景罩呢 給它罩着 防灰的啊 這個是防灰用的啊 你防止灰塵進入啊 或者是有一些螺絲掉進去了 可能造成這個設備啊 它的一個損壞或者撞擊 是吧 那兩條導軌 通過兩條導軌呢 來實現導向 這個導軌呢 我們採用的是25毫米的 25毫米寬度的導軌 然後絲桿的話 我們在這個位置呢 使用的是20毫米的絲桿 通過這個絲桿呢 來進行前後的糾偏 當然絲桿的形成的話 是根據什麼去選擇呢 其實就是你糾偏的一個 其實你就是你糾偏的一個範圍 對於它來講的話呢 我們的這個形成啊 其實不用多長 它的總形成的是228左右 但實際上的話 我們用不了這麼多 因爲這個228呢 它需要去避讓什麼呢 避讓你這個螺母位 它這個螺母位的話 總共有60 你要減去一個60 只剩100多了 是不是 其實我們正負糾偏 有個50毫米左右 或者是25毫米左右 都很足夠了 明白吧 都很足夠了 其實你單邊的話呢 留個30左右的餘量 OK了 明白吧 留個30左右餘量 但實際上 我們的物料跑偏的話呢 它會跑偏的極小 極小的幅度 因爲你這一格膜的話呢 我至少會把這個過滾啊 它調節的在我的要求之內 那麼它的跑偏量肯定會很小 那跑偏量很小的話呢 對於這一個絲桿呢 它的一個執行糾偏的過程 它的執行量也會特別小 來至最後的話呢 它可能整個糾偏呢 它會在正負一毫米內呢 去進行擺動 懂了吧 所以你會有時候會發現呢 這格膜機構好像在抽風一樣的 會不停的在震動 對吧 你所感覺的這個震動 無非就是這一個電機 帶着這個絲桿 高頻的往返運動而已 明白嗎 好說到這裏的話呢 那麼步進電機 能不能去驅動這一個絲桿 去實現高頻運動呢 答案是否定的 建議在這個位置 不要用步進電機 因爲步進電機 它響應速度太慢了 響應速度太慢了 好 那通常來講的話呢 如果我們去精確的 拿步進電機 與這個伺服電機 去進行對比的話 那它們呢 主要區別在哪裏呢 第一個是控制精度的不同 那麼步進電機的像素 和拍數越多的話 它的精確度呢就越高 伺服電機呢 取決於自帶的編碼器 編碼器刻度越多呢 精度也就越高 那通常來講的話呢 編碼器的精度刻度啊 通常啊 有這個2000 2500的 甚至5000的都有啊 像以前的話呢 我們用這個2500的 會比較多 5000的一般是用在 這個機頭處 2000的話 會用在遠離機頭的地方 那第二個區別的話呢 取決於它的控制方式的不同 一個是步進電機 步進電機的話 它屬於開環控制 而伺服電機的話呢 它是一個閉環控制 因爲它帶了個屁股叫編碼器 第三個的話呢 就是它的低頻特性不一樣 步進的話呢 它在低速的時候 容易出現低頻震動現象 其實這個速度的話呢 一般啊 這個步進電機 它的低頻震動的速度啊 一般是在30到 30到120之間可能會出現 大家注意一下 當它在工作在低速的情況下呢 一般用這個阻尼技術 或者細分技術呢 來克服低頻震動現象 像我們的步進電機 對吧 極速越高的話呢 它的細分數呢 越加的精細 對吧 然後的話呢 像伺服的話 它有共振抑制功能 可涵蓋的機械的剛性不足 並且系統內部呢 具有頻率解析技能 叫FFT 它可以檢測出機械的共振點 並系統調整 那這就是伺服電機了 它能夠呢 自我進行這個調整和修復 對吧 其實伺服電機的話 更像機械工程師啊 對吧 純牛馬 而且是屬於全能牛馬 這可氣的是 它還能自我調整 自我修復 對不對 好 下一個點的話 是屬於他們的叫 舉頻特性不同 步進電機呢 它的輸出力舉 會隨着轉速的升高而下降 交流伺服電機呢 爲橫力舉輸出 但是你超過它的額定轉速以外呢 它的扭矩呢 也會相應的下降啊 第五個呢 是它的過載能力 過載能力的不同 一個是步進電機 步進電機的話 它是不具備過載能力的 而伺服電機呢 它有較強的過載能力 一般來講呢 這個是它額定扭矩的三倍過載能力 乘以三倍 好 除了這個過載能力的話呢 其實還有兩者之間的這種運行性能 你比如說像步進電機的話 它的控制是開環 對吧 啓停的頻率過高的話呢 會容易丟步 或者是獨轉 停止時呢 轉速過高 容易出現過沖 是吧 伺服電機的話呢 是閉環控制的 驅動器的話呢 可以直接對電機的編碼器反饋信號進行採樣 內部構成的位置環和速度環 一般不會出現步進電機的丟步或者過沖現象 它的控制性能會更加可靠 所以我在剛開始的問大家 這個位置能不能換成步進電機呢 那答案肯定不能的 對不對 好 像最後一個的話呢 就是它的速度響應性 速度響應 響應性能 不同 好 那速度響應性的話呢 具體來看啊 步進電機從靜止到加速 加速到這個工作轉速的需要上百毫秒 而交流伺服電機的加速性能較好 一般的只需要幾毫秒 對吧 一個的話呢 是上百毫秒 一個是幾毫秒 多了兩個數量級呢 是不是 那麼它可用於這種要求呢 你快速起停 大家來看一下 像我快速的正反轉的話 它是不是要快速起停 其實這種場合的話呢 它最適合的就是伺服電機 那綜上所述啊 伺服電機呢 在很多性能上面的會優於步進電機 但是價格的話呢 一般是高個 你打比方說步進電機呢 可能賣個三三百到五百 但是伺服電機的話呢 就不止了 可能就是這個多個零呢 尤其是你買那種品牌貨啊 好了 本期視頻呢 我們先講到這裏 大家如果想學習更多高品質的優質內容 歡迎大家呢 來關注我 或者在下方評論區111 或者直接來私信我啊 去領取我們每天晚上的一節視聽課程 感謝大家