CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN DE LA CINTA DE PAPEL

CONTROL AUTOMÁTICO DE LA TENSIÓN DE LA CINTA DE PAPEL

1. DESCRIPCIÓN DE LA MÁQUINA

   • La bobina del papel se coloca al desbobinador y la cinta va a otros rodillos que controla la posiciòn y tensión de la cinta. La máquina tiene dos desbobinadores y dos cintas entran en la máquina. El motor empuja o frena la bobina del papel dependiente de tensión de la cinta. La tensiòn está controlada por el balancín, la posición del balancín detecta un sistema electrónico y manda la señal al motor. Dos cintas viajan separadamente hasta los rodillos de gofrador. Antes de llegar al gofrador, un rodillo aplica algo de pegamento a la parte inferior de la hoja. El gofrador junta dos cintase imprime el diseño gráfico sobre la hoja de papel.
     • Cuando el sistema no trabaja correctamente entonces se tiene la ruptura de la hoja y tiempo muerto que tiene un gran impacto económico y, también, perdida del papel destruido y del producto final.

2. MODELO DINÁMICO

   • El modelo es sobre el sistema del gofrador y el balancín que es donde se sufren mas rupturas del papel. Cuando el gofrador halla la cinta con velocidad constante v, entonces la velocidad angular del desbonidador con radio R es ω=v/R y la velocidad del balancín ω2=v/r2 . Esto es verdad cuando la bobina del papel tiene el radio constante. Normalmente la bobina tiene la excentricidad e, la excentricidad e es mucho menor que el radio de la bobina R y la cinta sale del desbobinador con radio R1=R + e sen (ωt). Esto provoca el cambio de tensión y deformación de la cinta – la cinta trabaja como un resorte. Esto significa que el sistema presenta el modelo dinámico donde las fuerzas y las velocidades son definidas por ecuaciones diferenciales.

3. SISTEMA DE CONTROL DE TENSIÓN

   • El sistema tiene gran cantidad de sensores ópticos para detener la máquina en caso de ruptura de la cinta y detener la máquina. Para eliminar las oscilaciones de los elementos de la máquina y el cambio de la tensión de cinta, el balancín tiene un sensor de posición que manda una señal al motor que empuja el rodillo del papel. Dicho motor transmite el torque a través de 4 bandas elásticas de vinil que se conectan con la rodilla de papel y por la fuerza de fricción empuja o frena la bobina. La posición del balancín se compara con el valor de punto de referencia, se genera el error de la posición que se manda al controlador PID. El motor genera el par para bobina, una parte de este par se usa para superar la fricción de los rodamientos y la otra parte para acelerar o desacelerar la bobina dependiente de la tensión de cinta.
     • La hoja de papel entra en resonancia al alcanzar la velocidad de 1.2 m/s que es la velocidad crítica del sistema. Para esta velocidad se buscan los valores de control que pueden estabilizar el movimiento y eliminar la ruptura de la hoja.