Trong dây chuyền tráng đùn, nhiều bộ phận phải phối hợp liên tục từ trục vít đùn nhựa, cụm ép – làm mát, kéo màng cho đến thu cuộn. Vì vậy, hệ truyền động không chỉ cần thay đổi tốc độ động cơ mà còn phải đảm bảo các công đoạn chạy đồng bộ, mô-men ổn định và lực căng vật liệu được kiểm soát phù hợp.
Biến tần máy tráng đùn được sử dụng để điều khiển các động cơ trên dây chuyền, hỗ trợ thay đổi tốc độ, kiểm soát mô-men và phối hợp các trục. Trong các hệ thống tự động hóa, biến tần còn có thể kết nối với PLC, cảm biến và các thiết bị phản hồi để nâng cao khả năng điều khiển.
- 1.Máy tráng đùn là gì?
- 2.Biến tần máy tráng đùn là gì?
- 3.Vì sao máy tráng đùn cần sử dụng biến tần?
- 4.Biến tần được sử dụng ở những vị trí nào trên máy tráng đùn?
- 5.Ứng dụng biến tần máy tráng màng PE
- 6.Hệ truyền động không ổn định có thể gây ra vấn đề gì?
- 7.Cách chọn biến tần cho máy tráng đùn
- 8.Giải pháp biến tần KEB cho máy tráng đùn
- 9.Cần cung cấp thông tin gì khi chọn biến tần máy tráng đùn?
- 10.Giải pháp biến tần máy tráng đùn tại A.S.C VN
Máy tráng đùn là gì?
Máy tráng đùn, tên tiếng Anh là extrusion coating machine, là thiết bị sử dụng nhựa nóng chảy để tạo thành một lớp mỏng rồi phủ trực tiếp lên vật liệu nền như giấy, màng nhựa, màng kim loại hoặc các loại vật liệu dạng cuộn khác.
Một dây chuyền tráng đùn cơ bản thường gồm:
Tháo cuộn → xử lý bề mặt → đùn nhựa → khuôn T-die → ép lên vật liệu nền → làm mát → kéo vật liệu → thu cuộn.
Trong quá trình hoạt động, vật liệu nền được tháo ra khỏi cuộn. Nhựa được làm nóng chảy trong máy đùn, sau đó đi qua khuôn để tạo thành lớp mỏng. Lớp nhựa nóng được ép lên vật liệu nền tại cụm trục ép – làm mát, sau đó được làm nguội trước khi đưa về bộ phận thu cuộn.
Một dây chuyền tráng đùn thường có nhiều động cơ đảm nhiệm các công việc khác nhau. Vì vậy, việc phối hợp tốc độ giữa các động cơ có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng vận hành ổn định của toàn bộ máy.
Biến tần máy tráng đùn là gì?
Biến tần máy tráng đùn là thiết bị dùng để điều khiển tốc độ và mô-men của các động cơ trên dây chuyền tráng đùn.
Tùy thiết kế máy, biến tần có thể được sử dụng cho:
- Động cơ trục vít đùn nhựa;
- Động cơ kéo vật liệu;
- Động cơ trục làm mát;
- Động cơ tháo cuộn;
- Động cơ thu cuộn;
- Các động cơ phụ trợ khác.
Đối với cụm đùn nhựa, biến tần thay đổi tần số và điện áp cấp cho động cơ để điều chỉnh tốc độ quay. Thông qua hộp số, tốc độ động cơ sẽ ảnh hưởng đến tốc độ quay của trục vít.
Máy đùn thường làm việc với tải tương đối nặng nên động cơ cần duy trì mô-men phù hợp ngay cả khi chạy ở tốc độ thấp. Yêu cầu này cũng thường gặp khi lựa chọn biến tần máy đùn nhựa, đặc biệt với động cơ kéo trục vít.
Vì sao máy tráng đùn cần sử dụng biến tần?
Điều chỉnh tốc độ trục vít đùn
Tốc độ quay của trục vít ảnh hưởng đến lượng nhựa được đưa về phía đầu khuôn. Khi cần thay đổi tốc độ sản xuất hoặc điều chỉnh lượng nhựa đùn ra, người vận hành phải có khả năng thay đổi tốc độ động cơ trục vít. Biến tần giúp thực hiện việc này linh hoạt hơn so với việc để động cơ chạy cố định.
Ngoài tốc độ, biến tần còn hỗ trợ kiểm soát mô-men khi tải thay đổi.
Đồng bộ tốc độ giữa các bộ phận
Trên dây chuyền tráng đùn có nhiều trục hoạt động cùng lúc cần có tốc độ phù hợp với nhau. Nếu một trục chạy quá nhanh trong khi trục khác chạy chậm hơn, vật liệu có thể bị kéo căng quá mức. Ngược lại, nếu tốc độ không đủ, màng có thể bị chùng hoặc chạy không ổn định. Vì vậy, biến tần không chỉ điều chỉnh riêng từng động cơ mà còn có thể tham gia vào quá trình phối hợp tốc độ giữa nhiều trục.
Kiểm soát lực căng vật liệu
Lực căng là một yếu tố quan trọng đối với các dây chuyền xử lý vật liệu dạng cuộn. Trong quá trình thu cuộn, đường kính cuộn thành phẩm tăng dần. Ngược lại, ở cụm tháo cuộn, đường kính cuộn vật liệu ban đầu giảm dần. Do đó, nếu động cơ luôn chạy cùng một tốc độ quay thì tốc độ tuyến tính và lực căng của vật liệu có thể thay đổi.
Tùy cấu hình máy, hệ thống có thể kết hợp biến tần với:
- Encoder – bộ mã hóa tốc độ;
- Load cell – cảm biến lực;
- Dancer – cơ cấu bù lực căng;
- Cảm biến đường kính cuộn;
- Tín hiệu điều khiển từ PLC.
Những thiết bị này giúp hệ thống điều chỉnh tốc độ hoặc mô-men phù hợp với tình trạng thực tế của cuộn vật liệu.
Đây cũng là bài toán thường gặp trên các hệ thống máy cán màng, máy ghép màng, nơi tốc độ các trục và lực căng cần được phối hợp liên tục trong quá trình vận hành.
Giúp máy tăng và giảm tốc êm hơn
Nếu nhiều động cơ trên dây chuyền tăng tốc hoặc dừng đột ngột, các bộ phận cơ khí cũng như vật liệu có thể chịu lực tác động lớn. Biến tần cho phép cài đặt thời gian tăng tốc và giảm tốc. Nhờ đó, các trục có thể thay đổi tốc độ từ từ và có kiểm soát hơn.
Điều này đặc biệt cần thiết đối với những máy có nhiều trục phải phối hợp với nhau.
Biến tần được sử dụng ở những vị trí nào trên máy tráng đùn?
Không phải dây chuyền nào cũng có cấu hình giống nhau. Tùy theo thiết kế máy và loại động cơ, biến tần có thể được bố trí tại nhiều vị trí khác nhau.
Động cơ trục vít máy đùn
Đây thường là một trong những truyền động quan trọng nhất của máy. Động cơ phải kéo trục vít trong điều kiện tải tương đối nặng và vẫn cần đảm bảo mô-men khi tốc độ giảm.
Khi chọn biến tần cho vị trí này cần xem xét: dòng định mức của động cơ; công suất; khả năng quá tải; mô-men ở tốc độ thấp; dải tốc độ làm việc; loại động cơ; phương pháp điều khiển.
Cụm kéo và trục làm mát
Trục làm mát có nhiệm vụ làm nguội lớp nhựa nóng sau khi lớp nhựa được ép lên vật liệu nền. Tốc độ của cụm kéo và trục làm mát cần được duy trì ổn định. Đối với những máy yêu cầu cao, các trục này còn phải phối hợp chính xác với hệ thống thu cuộn và các bộ phận phía trước. Nếu tốc độ kéo thay đổi không phù hợp, độ căng và khả năng chạy ổn định của vật liệu cũng có thể bị ảnh hưởng.
Cụm tháo cuộn
Cụm tháo cuộn đưa vật liệu nền vào dây chuyền. Tùy thiết kế, cụm này có thể sử dụng: phanh; động cơ; hoặc hệ thống truyền động chủ động. Nếu sử dụng động cơ, yêu cầu không đơn giản là giữ một tốc độ quay cố định. Khi đường kính cuộn giảm dần, hệ thống cần điều chỉnh tốc độ hoặc mô-men để giữ tốc độ vật liệu và lực căng phù hợp.
Cụm thu cuộn
Đây là vị trí có yêu cầu điều khiển khá cao vì đường kính cuộn thành phẩm tăng liên tục trong quá trình sản xuất. Nếu hệ thống điều khiển không phù hợp, có thể xảy ra:
- cuộn không đều;
- màng bị chùng;
- màng bị kéo căng quá mức;
- lực căng thay đổi theo đường kính cuộn.
Do đó, ở các hệ thống thu cuộn yêu cầu cao, biến tần có thể phối hợp với PLC, cảm biến lực, encoder hoặc cơ cấu bù căng để điều chỉnh tốc độ và mô-men.
Ứng dụng biến tần máy tráng màng PE
PE là vật liệu được sử dụng phổ biến trong công nghệ tráng đùn. Quá trình cơ bản gồm: làm nóng chảy hạt nhựa PE → đùn nhựa qua khuôn → tạo lớp PE mỏng → ép lên vật liệu nền → làm nguội → thu cuộn. Với biến tần máy tráng màng PE, có ba nhóm truyền động cần quan tâm.
- Trục vít đùn: Biến tần điều khiển tốc độ và mô-men của động cơ trục vít, qua đó hỗ trợ điều chỉnh lượng nhựa nóng chảy được đưa về đầu khuôn.
- Cụm kéo – làm mát: Cụm này cần duy trì tốc độ ổn định để vật liệu di chuyển đều qua khu vực tráng và làm mát.
- Cụm thu – tháo cuộn: Hai cụm này phải kiểm soát chuyển động của vật liệu trong khi đường kính cuộn liên tục thay đổi.
Với dây chuyền nhiều trục, không nên hiểu đơn giản là cài tất cả biến tần cùng một tần số. Thông thường, PLC hoặc bộ điều khiển trung tâm sẽ đưa ra tốc độ tham chiếu, sau đó từng biến tần điều chỉnh tốc độ hoặc mô-men theo nhiệm vụ của từng trục.
Hệ truyền động không ổn định có thể gây ra vấn đề gì?
Khi hệ truyền động trên máy tráng đùn hoạt động không ổn định, dây chuyền có thể xuất hiện một số tình trạng như:
- tốc độ dây chuyền dao động;
- màng bị chùng hoặc căng quá mức;
- cuộn thành phẩm không đều;
- trục kéo và trục thu không đồng bộ;
- máy giật khi tăng hoặc giảm tốc;
- động cơ nóng bất thường;
- biến tần báo lỗi quá dòng, quá áp;
- dây chuyền mất ổn định khi tăng tốc độ sản xuất.
Trong đó, nếu biến tần thường xuyên báo lỗi, mất tín hiệu điều khiển, không điều chỉnh được tốc độ hoặc hoạt động bất thường, cần kiểm tra nguồn điện, động cơ, dây dẫn và các tín hiệu điều khiển trước. Khi xác định nguyên nhân xuất phát từ thiết bị, nên tiến hành sửa chữa để xử lý đúng lỗi thay vì tiếp tục vận hành, tránh ảnh hưởng đến các bộ phận khác của dây chuyền.
Tuy nhiên, không phải mọi lỗi xuất hiện trên sản phẩm tráng đều bắt nguồn từ biến tần. Chất lượng lớp tráng còn có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nhựa, nguyên liệu, đầu khuôn, khả năng làm mát, lực ép, căn chỉnh cơ khí, tình trạng các trục và tốc độ dây chuyền.
Vì vậy, khi màng bị lỗi hoặc dây chuyền hoạt động không ổn định, cần kiểm tra tổng thể hệ thống và xác định đúng nguyên nhân trước khi sửa chữa hoặc thay thế thiết bị.
Cách chọn biến tần cho máy tráng đùn
Dưới đây là những điều cần quan tâm khi lựa chọn biến tần cho máy tráng đùn:
1. Thông số động cơ
Cần xác định công suất, điện áp, dòng định mức, tốc độ và loại động cơ. Với động cơ trục vít, nên xem thêm tải thực tế, mô-men và khả năng quá tải, không chỉ dựa vào công suất kW.
2. Nhiệm vụ của từng động cơ
Mỗi vị trí có yêu cầu khác nhau:
- Động cơ trục vít: cần mô-men tốt, chịu tải cao.
- Động cơ kéo: cần giữ tốc độ ổn định.
- Động cơ thu cuộn: cần kiểm soát tốc độ, mô-men và lực căng.
Vì vậy, cần chọn biến tần theo đúng chức năng của từng động cơ.
3. Khả năng quá tải
Biến tần cần chịu được tải tăng khi máy khởi động, thay đổi nguyên liệu, áp suất đầu khuôn hoặc tốc độ sản xuất.
4. Chế độ điều khiển
Tùy yêu cầu có thể sử dụng V/f, Sensorless Vector hoặc điều khiển vòng kín bằng encoder. Với những vị trí cần độ chính xác cao, nên lựa chọn phương pháp điều khiển tốc độ động cơ bằng biến tần phù hợp với đặc tính tải, yêu cầu mô-men và mức độ ổn định cần thiết.
5. Kiểm soát lực căng
Với cụm thu – tháo cuộn, cần xem xét đường kính cuộn, tốc độ dây chuyền, lực căng và các thiết bị phản hồi như encoder, load cell hoặc dancer.
6. Kết nối với PLC
Dây chuyền nhiều trục thường cần biến tần giao tiếp với PLC qua tín hiệu điều khiển hoặc các chuẩn truyền thông như EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP và Modbus.
Giải pháp biến tần KEB cho máy tráng đùn
Dây chuyền tráng đùn có nhiều động cơ với yêu cầu khác nhau, vì vậy không nhất thiết phải dùng cùng một dòng biến tần cho tất cả các vị trí. Có thể tham khảo theo từng nhiệm vụ như sau:
| Dòng KEB | Vị trí có thể cân nhắc | Đặc điểm |
|---|---|---|
| COMBIVERT F6 | Động cơ máy đùn, trục chính, các vị trí yêu cầu điều khiển cao | Điều khiển tốc độ và mô-men, hỗ trợ nhiều loại động cơ |
| COMBIVERT S6 | Trục kéo, trục cuộn hoặc cơ cấu cần đồng bộ cao | Bộ điều khiển servo nhỏ gọn, đáp ứng nhanh |
| COMBIVERT G6 | Động cơ phụ trợ, các trục điều tốc cơ bản | Phù hợp với các truyền động không yêu cầu điều khiển quá phức tạp |
Một cấu hình tham khảo có thể là:
PLC/HMI
↓
F6 → động cơ trục vít đùn
↓
F6/S6 → cụm kéo hoặc các trục cần đồng bộ cao
↓
F6/S6 → hệ thống thu cuộn
↓
G6 → các động cơ phụ trợ
Đây chỉ là cấu hình tham khảo. Việc lựa chọn thực tế còn phụ thuộc vào công suất động cơ, tốc độ dây chuyền, lực căng, phương pháp điều khiển và cấu tạo cụ thể của máy. Để được tư vấn kỹ thuật nhanh chóng, vui lòng liên hệ Hotline: 0917.113.068
Cần cung cấp thông tin gì khi chọn biến tần máy tráng đùn?
Để lựa chọn thiết bị phù hợp, nhà máy nên chuẩn bị:
- Thông số trên nhãn của từng động cơ.
- Số lượng động cơ cần điều khiển.
- Vị trí và nhiệm vụ của từng động cơ.
- Tốc độ tối đa của dây chuyền.
- Đường kính cuộn đầu vào và đầu ra.
- Lực căng vật liệu yêu cầu.
- Thông tin về encoder, load cell hoặc dancer nếu có.
- Loại PLC đang sử dụng.
- Chuẩn truyền thông hiện tại.
- Điện áp nguồn.
- Sơ đồ điện hoặc tài liệu máy nếu cần cải tạo hệ thống.
Những thông tin này quan trọng hơn việc chỉ cung cấp công suất động cơ. Hai động cơ cùng công suất 30 kW nhưng một động cơ kéo trục vít và một động cơ kéo màng có thể yêu cầu phương án điều khiển hoàn toàn khác nhau.
Giải pháp biến tần máy tráng đùn tại A.S.C VN
Là đối tác độc quyền phân phối KEB tại Việt Nam, A.S.C VN có 17 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tự động hóa và giải pháp truyền động công nghiệp. Chúng tôi hiện cung cấp các dòng KEB COMBIVERT G6, F6, S6 cùng PLC, HMI và nhiều thiết bị điều khiển liên quan.
Với máy tráng đùn, đội ngũ kỹ thuật A.S.C VN sẽ dựa trên đặc tính của từng vị trí như trục vít đùn, cụm kéo, thu – tháo cuộn để lựa chọn giải pháp phù hợp. Các yếu tố được xem xét gồm công suất, dòng điện, mô-men, tốc độ, khả năng quá tải và yêu cầu điều khiển của từng động cơ.
Từ thông số động cơ, sơ đồ máy và yêu cầu vận hành, A.S.C VN có thể tư vấn lựa chọn, cấu hình biến tần KEB và hỗ trợ tích hợp với hệ thống điều khiển hiện có của dây chuyền.
Dịch vụ kỹ thuật liên quan:
Ngoài cung cấp và tư vấn giải pháp biến tần KEB, A.S.C VN còn hỗ trợ doanh nghiệp trong quá trình khảo sát, cải tạo và tích hợp hệ thống điều khiển cho máy móc công nghiệp:
- Dịch Vụ Khảo Sát – Tư Vấn – Nâng Cấp Máy Móc
- Dịch Vụ Lập Trình PLC, HMI, SCADA
- Sửa Chữa Thiết Bị Điện Công Nghiệp
Biến tần máy tráng đùn cần được lựa chọn theo đặc tính của từng truyền động thay vì chỉ dựa vào công suất động cơ. Một cấu hình phù hợp sẽ giúp kiểm soát tốc độ, mô-men và lực căng tốt hơn, góp phần duy trì hoạt động ổn định của dây chuyền tráng đùn. Cần tư vấn kỹ thuật vui lòng liên hệ Hotline: 0917.113.068, đội ngũ A.S.C VN sẽ phản hồi nhanh chóng.
