卷绕式真空镀膜机卷绕系统结构设计+CAD图纸(9)
消去中间变量X1 , M1, M2可得主辊系统微分方程式：
（3）
从( 3) 式可以看出: 对于主辊而言, 由于X1 是保持不变的, 所以齿轮系的机械耗转矩的变动和加速减速时速度变动的惯性影响很有限。然而在放膜辊和收膜辊上由于卷径是时刻变化的, 为了保持定张力, 放膜和收膜的速度也必定是时刻变化的, 这样一齿轮系的机械损耗转矩的变动和加速减速时速度变动的惯性影响就非常大, 因此为了消除由齿轮减速效率变动使张力变动加大的不利影响,提高张力控制的精度, 在放膜辊和收膜辊与电机的连接过程中采用直接连接, 不采用任何减速机, 以提高控制精度。一般来说, 放膜辊收膜辊的控制包括两个部分:张力控制和速度控制, 电容膜收卷时随着母卷直径增大, 如果收卷辊的转速依然不变, 因为镀膜主辊转速不变所以电容膜送入速度是不变的, 这就必然引起收卷张力的递增, 会造成膜卷内松外紧, 外层电容膜把里层电容压皱, 而且分切时增加复卷难度, 影响分切质量, 因此, 收卷辊的收卷转速必须随着电容膜母卷直径的增大而减小; 反之放膜辊的放卷转速必须随着电容膜母卷直径的减小而大。由于该设备用于生产高档、高精度电容膜, 所以张力控制采用全自动闭环式张力控制方式。全自动闭环式张力控制是使用张力检测器直接测定材料的张力, 然后把张力数据转换成张力信号反馈回控制器, 从而自动控制传动装置,以达到控制恒定张力的目的, 在实际生产中, 我们所采用的张力控制器是三菱LE- 40MTB- E 型张力控制器[ 3]。
图3.2 放膜卷张力控制框图
图3.2是放膜卷张力控制框图, 在放膜过程中, 只要保证进入主辊镀膜的张力保持在恒定值上即可, 因此采用了三菱LE-40MTB- E 型张力控制器进行闭环控制。因为电容膜收卷质量和镀膜质量均受收卷张力的影响, 所以收卷时在收膜过程中通过使LE-40MD 型卷径计算单元与LE- 40MTB- E 型张力控制器联合使用[ 4, 5] , 采用外部锥度控制可高精度地进行张力控制。控制框图如图3.3所示。
图3.3 控制框图
对真空镀膜机卷绕系统进行分析后得知, 减速机会对张力控制系统产生较大影响, 特别是在高速、低张力的控制模式下影响尤其大。所以在设计过程中让放膜和收膜辊与伺服电机直接相连以消除此类机械损耗转矩的变动和加速减速时度变动的惯性影响。放膜和收膜都采用全自动闭环式张力控制方式。可保证电容膜的高品质。
3.2卷绕系统中辊轴之间平行度的计算
以上分析了真空卷绕镀膜机的真空系统和蒸发系统对镀膜质量影响，实际上卷绕系统作为卷绕镀膜机的核心部分，卷绕室的设计和制造很大程度上影响着镀膜的质量。而作为卷绕室中的重要零部件一轴的设计及其精度要求也直接对镀膜质量产生影响。各辊轴的误差(挠度、平行度)使系统工作时产生未知的附加张力，因此给对系统进行张力控制带来相当大的难度。因此，从机械加工制造以及受载变形方面考虑，我们必须对卷绕系统中空间轴系进行平行度误差计算、分析，从而根据数据结果对卷绕系统进行一些调整，提高整个系统的精度，从而提高成品膜质量。
首先我们根据图纸上的精度要求对各根辊轴的挠度和辊轴之间的位置误差即平行度进行理论上的计算。根据结果对各辊轴进行装配上的调整，以期改善镀膜质量。
假设辊轴的制造水平都已经达到了理想状态，因此我们可以根据装配零件的误差先计算出各辊轴轴心线相对理想轴心的偏差，再结合各轴的制造装配误差算出辊轴之间的平行度误差。