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隨著我國包裝行業的不斷發展，國內引進的雙軸拉伸生產線也越來越多，作為配套的分切機在產品的分切及質量控制方面起著關鍵的作用。它主要負責把生產線24小時連續生產的不同寬度、不同長度、不同厚度的母卷分切成用戶需求的各種規格的產品。我司從德國布魯克納公司引進全套雙軸拉伸聚酯薄膜(簡稱BOPET)生產線和技術的同時也從英國著名分切機生產商阿特拉斯公司引進了聚酯薄膜分切機作為拉膜生產線的配套設備，現就分切機的放卷張力控制進行分析。

分切機的工藝流程如下，3米寬PET薄膜母卷裝在放卷臺上，薄膜穿過牽引輥1后，經過一條跳動輥2，再經過牽引輥3、4、5、6、7、弓形展平輥8、牽引輥9、在分切刀輥槽10進行分切后再經牽引輥11、12、13，然后分成兩邊收卷成規格產品。在這放卷分切再收卷的分切生產當中，涉及的工藝參數比較多，有放卷張力控制，分切機速度控制、分切后每卷產品的收卷張力和壓力控制，其中放卷張力控制直接關系到每一卷分切產品的收卷質量，現就分切機放卷張力控制系統的原理進行簡單分析。

分切機的放卷張力控制系統的組成部分有穩壓信號電源、精密氣缸式滑動電位器、比例、積分、微積分調節器(P.I.D)及SSD545直流調速系統等組成。方框圖如圖2所示。分切機放卷拖動及速度控制主要由SSD545直流調速器及放卷直流馬達和測速發電機負責。它們自己構成一個速度閉環對放卷速度進行控制，以達到按給定信號要求的放卷速度。SSD545直流調速器主要進行把三相380V交流電源整流成直流電，并根據速度給定信號和測速發電機的反饋信號，輸出一定電壓供給放卷馬達實現對速度進行控制，達到給定的分切線速度。由跳動輥、氣缸、牽引輥及精密氣缸式滑動電位器構成對張力的檢測，同時把檢測信號反饋到P.I.D調節器，通過P.I.D輸出信號變化來控制放卷直流電機的轉速來達到張力控制，具體分析如下：

跳動輥的上下擺使電位器跟著上下滑動，從而改變由穩壓信號電源經電位器后由5號線輸出的給定信號電壓。對應跳動輥在最高位置、中間位置、最低位置時，從5號線輸出的給定電壓分別為－5V、0V、＋5V，當分切機按下啟動按鈕后，此時跳動輥在最高位置，放卷張力為0，此時從P.I.D輸入的速度給定信號為－5V，從SSD545直接調速器來的電流反饋信號為0，由P.I.D輸出的至545的可控硅觸發信號為0。放卷馬達沒有電流，也無力矩輸出。但分切的收卷馬達及牽引馬達接到啟動信號后開始運行，速度由0開始加速，把薄膜牽引、分切并收卷，這樣使放卷薄膜拉緊，帶動跳動輥入下移，此時與跳動輥懸臂相連的滑動電位器滑動，從而使由5號線輸出的電壓信號由－5V往0V方向增加，向P.I.D調節器輸入端輸入電信號，由P.I.D輸出的電信號使SSD545可控硅觸發導通。直流馬達開始工作。實際上跳動輥由上往下移的過程也就是增大速度給定信號的過程，使放卷馬達加速運轉的過程，直到跳動輥基本處于中間位置，這時候由氣缸對跳動輥進行對薄膜所產生的張緊力就是所設定的放卷張力。當分切機正常運行時，跳動輥處于上限位置與下限位置的中間，把這時的5號線電壓定為V0，由于母卷的放卷過程是一個動態過程，母卷因為薄膜拉伸過程不可能完全為某一標準厚度，總是在一定范圍內波動，而且母卷的收卷由于空氣被帶入母卷卷繞的PET薄膜層與層之間，因此母卷也就不可能完全收卷得很圓很緊實，因此，這些因素造成母卷在分切機上的放卷過程也在波動，而且母卷在放卷時，每轉一周，則直徑按薄膜厚度約2倍的級數遞減，而放卷馬達的轉速必須增加，以保證一定的線速度。

當放卷速度偏大時或薄膜在拉伸過程的某一段比標稱厚度薄，使相同時間內放卷出來的薄膜長度增加。跳動輥在氣缸作用下向上方移動，如果這種趨勢不得到修正，則可能最后導致氣缸行程走到盡頭，而放卷也就失去了張力。由于分切機是集放卷分切收卷功能于一身，因此當放卷張力失去時，從放卷經牽引輥到分切刀槽輥10的薄膜處于松馳狀態，使薄膜在經分切時產生切邊不整齊，并導致分切破膜，生產無法進行，為避免這種情況發生，必須對這種偏差進行糾正，因此當跳動輥向上移動時，懸臂也跟著移動，這時從電位器輸入端5號線處的電壓信號發生改變，此時的輸出電壓定為V1，此信號傳送到P.I.D調節器(圖二)與SSD545直流調速系統(圖二)中7的電流反饋信號進行比較后，從P.I.D調節器輸出控制信號從6送給SD545直流調速系統，改變可控硅導通角，使它給直流驅動馬達的輸出電壓降低，從而使放卷速度變慢，這樣，在一定時間內放卷的長度減少，跳動輥在薄膜的拉動下回到原來的位置，保持放卷薄膜受一定向上的力而張緊，使生產得以順利進行。

反之，當放卷速度變慢或薄膜厚度偏厚使相同時間內放卷的薄膜長度減少時，跳動輥被薄膜拉下向下擺動，如果這種狀態得不到及時糾正，會使動輥被拉到使汽缸完全收縮到行程為0，而產生遠大于工藝要求的張力，這張力一方面會傳遞到分切收卷的產品上，使產品由于過大的張力而產生縱向拉力紋，使產品收卷的表面不平整而成為不合格廢次品，甚至由于過大張力而使薄膜在放卷分切再收卷的過程出現冷卻拉伸使薄膜變形、厚度變薄甚至拉斷。因此，這種現象必須及時進行糾正。這個糾正同樣是由張力控制系統來完成，當跳動輥被薄膜往下拉動發生擺動時，與跳動輥懸臂相連的精密電位器跟著滑動，從5號線輸出一個給定電壓信號，設定它為V2，V2大于V0，V2送到P.I.D調節器與SSD545的反饋信號進行比較后，從P.I.D調節器輸出比原來對應V0時大的控制信號從6號線輸送給SSD545直流調速系統，增大可控硅導通角使它的輸出電壓增大，從而提高放卷速度，增加放卷長度，跳動輥上升而使跳動輥回復到中間位置保持相對穩定的放卷張力，使放卷分切再收卷的生產順利進行。

由于母卷放卷是直徑越來越小，這就要求放卷的轉速必須越來越大，以保持一定的分切收卷速度，這也是通過這放卷張力系統來不斷修正放卷速度而達到的。因為當分切機運行過程、放卷直流馬達按P.I.D從6號線輸出信號穩定運行。由于馬達按一定轉速在運轉，由于是放卷，所以大母卷每轉一周，放卷長度都比原因要少，但分切機牽引、收卷是按穩定的線速度運行的，這樣就單位時間里使放卷的長度小于牽引、收卷的長度，也即是放卷的線速度(等于母卷放卷轉速乘于放卷母卷半徑)，小于牽引、收卷線速度。從而使跳動輥被薄膜往下拉，這樣帶動與跳動輥懸臂相連的電位計滑動，改變了5號線的輸出電壓，也即速度給定信號，從而改變P.I.D輸出信號，使直流調速系統輸出更高的電壓，增加放卷馬達的轉速，使放卷線速度等于牽引、收卷線速度，使跳動輥又回升到中間位置。

從上面的分析可以看出，一般的直流調速系統是在給定信號不變的情況下，保持直流電機在某一穩定速度運行，通過直流測速發動機的電壓反饋信號及電流反饋信號進行比較后來控制直流電機穩定運行。而分切機張力控制系統，是不斷地增大及修正速度給定信號來不斷增加放卷直流馬達的轉速來實現一定的放卷線速度，從而實現了張力的基本穩定不變，保證分切生產順利進行及分切產品質量穩定合符要求。