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QA｜使用 MapleSim 模拟卷料生产 (Converting)和卷对卷系统 (R2R)

article 2024/11/23 11:58:38

使用 MapleSim 模拟卷料生产 (Converting)和卷对卷系统 (R2R)

纸张、薄膜、塑料、金属箔、新能源电池和卷料生产设备 (converting equipment) 的制造商正在转向建模和仿真，以提升卷料处理的设备性能和产品质量。
MapleSim 卷料处理库提供了专业的建模元件以及功能，方便轻松探究卷材中的张力和控制策略。
Maplesoft 提供技术支持和建模服务，帮助企业从卷对卷系统的虚拟仿真中获得更多价值。

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首次考虑应用仿真时，您可能会有以下疑问：

问：卷料处理库是什么样的工具？

答：卷料处理库是 MapleSim 的一个附加模块，专门针对卷料处理系统进行建模和仿真。

系统级建模和仿真工具，包括轧辊、致动器和控制系统等。

MapleSim 是一个一维 CAE 工具，仿真速度快，适用于迭代仿真和设计参数优化。

问：用 MapleSim 建立卷绕系统的仿真模型困难吗？

答：建模非常简单。

按照卷绕设备的布局和原理图，从卷料处理模型库中拖放方式添加不同的建模元件，通过连线连接，您可以按照实际产线自由调整模型的布局。每个连接都有清晰的类型和方向标注，有助于避免建模错误。用户只需要对各个建模元件提供实际的工程数据，MapleSim 将自动计算长度、包角、张力等。此外，MapleSim 还可以生成模型的三维视图，让建模过程更加直观和高效。

问：卷料处理库的输出结果是什么？

答：可以输出卷材等的特性图和 3D 可视化。

您可以通过特性图查看卷材的张力和速度、轧辊转速和直径等参数变化。例如，在仿真过程中，检查参数变化引起的振动变化。

3D 可视化可以直观地显示真实的“卷对卷”系统动态行为，不仅可以检查轧辊布局和卷材是否按照预期运行，还能够直观地看到张紧器和收卷器的运行情况。

问：能否处理复杂的卷绕系统，比如同时多个卷材？

答：可以。卷料处理库提供丰富的建模元件。

卷料处理库能够应对多种卷材的层压、夹辊、收放辊、张力调节器、材料转换等复杂情况。结果 MapleSim 其他多领域建模库，还可以在模型中加入移动辊等，例如蓄能器。

您可以联系 Maplesoft 中国，获取试用版以及技术交流。

问：可以模拟卷材与轧辊之间的打滑吗？

答：可以。首先是深入了解卷材发生滑移的位置以及影响滑移的主要因素。

MapleSim 卷料处理库对带有滑移的辊(例如夹辊)建模。模型采用了 Capstan Equation (也称为 Euler-Eytelwein formula)，用户需要提供卷材与轧辊之间的摩擦参数值或者可变参数。仿真结果会显示所有主动辊和从动辊的打滑速度，考虑张力、卷料速度和加速度、轧辊惯量等影响因素。对于夹辊，如果已知夹紧力，可以考虑卷料、滚轮和压紧之间的双面摩擦来计算打滑速度。

当 MapleSim 模型构建完成后，可以利用仿真环境测试设计调整，比如改变包络角、调整初始或基准张力、增加蓄能器压力等，以消除打滑。这样在实际生产前就可以通过仿真环境实现打滑速度降为零的设计修改。

问：可以用于控制设计吗？

答：可以。不仅可以在 MapleSim 仿真环境中进行研究外，还可以选择实时连接实际的 PLC。

可以将卷绕模型与各种主流的 PLC 连接进行虚拟调试。虚拟调试可以实现故障注入、参数调整、对比不同工况下的运行情况，相比实际设备更加容易和安全。了解更多信息，请点击此处。

问：张力会引起卷料生产的哪些问题？

答：张力过小会导致：卷料不对齐、打滑、褶皱、加工质量差、生产效率低下…

张力过大会导致：卷料变形、断裂和受损、断带、停机…

问：已经有了自动化方案（PLC+传感器），为什么还需要 MapleSim 仿真工具？

答：自动化软硬件方案与仿真解决方案分别发挥着不同的作用。

虚拟仿真可以在无实物或不停机的条件下验证“我的卷绕生成设备能正常工作吗？”，仿真解决方案用虚拟传感器代替实物传感器、用机理模型代替实物，相比传统的验证和测试方法，虚拟仿真和调试能够节省测试时间和成本。

MapleSim是基于机理的仿真工具，能够从机理上找到生产问题的原因，基础上寻求解决方案。

问：仿真和虚拟调试为什么选用MapleSim卷料库？

答：MapleSim 卷料库是全球 R2R 和 Converting 应用最广泛的仿真工具，客户包括大量的知名企业，这些企业使用 MapleSim 解决了卷绕设备工艺问题、生产出创新产品、提高产能和产品质量。

如果您有任何问题，请随时联系我们

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