對鋁箔產品的板形精度要求越來越高,同時隨著市場對產品的需求和設備設計制造水平的提高,鋁箔軋機也不斷向寬幅發展,這就使得壓延過程中鋁箔的板形越來越難控制。由于負輥縫軋制的原因,軋輥傾斜和液壓彎輥對板形的控制作用已不明顯,同時由于工作輥與支承輥輥徑比的關系及軋機輥面較寬,彎輥控制對于軋輥中部的機械凸度控制基本無效。這個時候雖然通過軋輥冷卻控制軋輥熱凸度可減小前兩種控制所剩余的板形局部偏差,但響應速度慢,控制效果也隨厚度減薄而減弱。為解決這一問題,國內外的軋機設計者和生產廠家開始采用可變凸度輥(variable crown roll,VC輥)作為支承輥使用,用于消除板形拋物線部分偏差,大幅度提高了板形質量[4]。
VC輥是一種組合式支承輥,由芯軸、軸套和旋轉接頭裝配而成,在芯軸和軸套之間的輥身中心區域有一個流體室,室內充以壓力可變的高壓油。輥頸兩端的軸套均收縮,收縮接頭用作內部壓力油的外部密封件,并用于軋輥傳動裝置的自由滑移轉矩傳輸。其工作原理是:通過液壓伺服控制將高壓液壓站內的液壓油經旋轉接頭送入膨脹的流體室以脹開軸套,在輥身全長形成均勻的機械凸度來補償軋輥在工作時產生的撓度。由于VC輥直徑脹大與腔內的油壓在一定范圍內呈線性關系,且可做無級調整,因此可以參與到閉環板形控制系統中。
由于帶材的厚度不同,軋機軋制是由正輥縫軋制向負輥縫軋制的變化過程,對控制而言也是一個多種控制方式結合的過程,主要有位置控制、壓力控制、壓力補償控制、AGC控制等。
軋機速度設定是按照工藝要求,由主操作手在主操作臺上設定,通過以太網傳遞給AGC,AGC再分別傳送到PLC以及各傳動系統。速度設定是以主機架為線速度基準,通過設定工作輥的直徑與減速箱的減速比,給出轉速給定值。根據控制功能,速度設定有正反向點動設定,用于故障處理;穿帶速度設定,用于生產前軋機穿帶;軋線速度設定,用于正常軋制情況。按照線速度相等的原則以轉速的形式分配給各傳動系統。
卷取張力是靠卷取電機的拖動來繃緊帶材而產生的。在系統中采用間接張力控制,卷取張力所產生的折算到電機軸上的張力矩與電機的電磁力矩相等。線速度測量是通過調速裝置讀取卷取機前的偏導輥上的脈沖編碼器進行計算獲得,是卷徑計算需要的一個重要變量。
現代軋機進行全程變量編程,將系統分成軋機校準指定應用系統、驅動串口應用系統、計量控制應用系統、厚度與平整度控制應用系統、優化應用系統。這些程序通過RDS(實時數據服務器)進行數據處理,通過軋機校準指定應用系統用于定序軋輥受力汽缸及軋輥折彎控制,分為機架的校準程序、彈跳校準程序、機座安全監測程序等;通過驅動串口應用系統實時地對軋機運行狀態以及由傳動、PLC傳送的數據、進行監控并將數據存入RDS內,以便對軋機進行維護和控制。