CN101439811A - 储纸辊传动装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种储纸辊传动装置及控制方法，包括：测速辊、悬杆、链条、悬杆驱动链轮、悬杆驱动电机、悬杆驱动电机控制器，其特点是：悬杆驱动电机控制器是由PLC、变频器、测速器组成的。测速器安装在测速辊上，测速器的输出信号连接到PLC，PLC的输出信号连接到变频器，变频器与悬杆驱动电机连接。PLC中存储有控制程序，该控制程序使变频器输出按照一定规律变化的频率，在该频率的控制下悬杆驱动电机的速度满足自动接纸过程中悬杆的运动速度变化的要求。悬杆完全由悬杆驱动电机带动，使自动接纸机对原纸的适用范围广，控制方法简单，控制精度较高，成本较低，易实现。

Description

储纸辊传动装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种与瓦楞纸板生产线和卷筒纸印刷机配套的自动接纸机的控制装置及控制方法，属于包装机械技术领域，具体说是一种自动接纸机的储纸辊传动装置及控制方法。
背景技术
随着技术的进步，自动接纸机已经成为瓦楞纸板生产线和卷筒纸印刷机中的重要设备，其主要作用是在瓦楞纸板生产线和卷筒纸柔性印刷线正常工作(即不停机，不减速)的情况下自动完成接纸动作，保证生产线在换纸时可以全速运行，提高生产效率。
目前与瓦楞纸板生产线和卷筒纸印刷机配套的自动接纸机主要是零速接纸机。在这种零速接纸机中设置有一个储存纸张部件，它是由一些固定辊和一些活动辊(称之为悬杆)组成，悬杆可在固定的导轨上来回移动。悬杆的主要作用是：当接纸机中的一个卷筒纸用完或换单时，把正在运转的卷筒纸停下来，另一个新的卷筒纸自动接上去并转动到正常工作速度，把储存的一定数量的原纸释放出来，供给生产线正常工作使用。
在整个接纸过程中，悬杆的运动由匀加速、匀速和匀减速三段构成。首先，在旧纸卷停止前，悬杆在很短的时间内要加速到与生产线相匹配的速度，在新旧纸卷对接和切断旧纸卷的时间内，悬杆以与生产线相匹配的速度匀速移动，释放储存的纸，保证不停机正常工作。在接纸动作完成后，通过悬杆的减速带动新的卷筒纸转动，当悬杆的速度减至零时，新的卷筒纸转动到生产线的正常工作速度。精确的悬杆运动速度的控制是保证接纸的平稳性和接纸成功率的关键。
悬杆运动的控制，现有技术是采用伺服电机、缆索气缸和磁粉离合器来控制。伺服电机控制其主要缺点是成本太高，难被使用者接受；缆索气缸因气体可压缩性带来控制不稳定、不准确，同时缆索气缸因缆索易磨损造成的泄漏问题难以解决；磁粉离合器控制，悬杆机构从零速起步到减速开始前这段时间的移动完全是被动的，依靠纸张的拉力而移动，其主要缺点是对原纸的性能要求较高，不适用于瓦楞原纸(特别是国产瓦楞原纸)，适用范围小，同时控制也比较复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足提供一种储纸辊传动装置及控制方法，使悬杆的整个移动过程严格按照设定的程序和速度进行，使自动接纸机对原纸的适用范围广，结构简单，成本较低；控制方法简单，控制精度较高，易实现。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种储纸辊传动装置，包括：测速辊、悬杆、链条、悬杆驱动链轮、悬杆驱动电机、悬杆驱动电机控制器，其特征在于：所述的悬杆驱动电机控制器由可编程控制器PLC、变频器、测速器组成，测速器安装在测速辊上，测速器的输出信号连接到PLC，PLC的输出信号连接到变频器，变频器与悬杆驱动电机连接；所述的PLC中存储有控制程序，使变频器输出的频率满足悬杆驱动电机按照自动接纸过程中悬杆的运动速度变化的要求。
对上述技术方案的改进：所述的测速器是光电编码器。
对上述技术方案的进一步改进：所述的悬杆为双悬杆，所述的悬杆驱动电机通过减速机构、悬杆驱动链轮及链条与双悬杆连接。
一种储纸辊传动装置的控制方法，其特征在于由安装在测速辊上的测速器检测瓦楞纸板生产线或卷筒纸柔性印刷机的正常工作速度并反馈给PLC，PLC中存储有控制程序，经过一系列的程序运算，计算出控制悬杆驱动电机所需的转速，然后转换成模拟量信号输出到变频器，由变频器输出相应的频率控制悬杆驱动电机的转速，通过减速机构、悬杆驱动链轮及链条带动悬杆平移，实现悬杆每一阶段的速度控制。
对上述控制方法的改进：当接纸指令发出时，在变频器控制下，悬杆驱动电机驱动双悬杆移动，在0.3秒内加速到正常工作速度的四分之一，此时，在接纸机内的纸是静止的，悬杆在此速度下匀速运动，使缠绕在悬杆里的原纸释放0.7秒，待接纸动作完成后，变频器控制悬杆驱动电机使悬杆开始减速，使新的卷筒纸速度由零加速，当悬杆运动速度减至零速时，新的卷筒纸加速至正常的工作速度，随后悬杆自动以一个设定的速度返回至最大蓄纸位置，完成一个工作周期。
本发明与现有技术相比有以下优点和积极效果：
1、本发明悬杆驱动电机控制器由可编程控制器PLC、变频器、测速器组成，悬杆在整个移动过程中完全由电机带动，不依靠纸张的拉力而移动，使自动接纸机对原纸的适用范围广，结构简单，成本较低。
2、本发明采用了PLC和变频器组成的闭环速度控制系统，悬杆的整个移动过程严格按照设定的程序和速度进行，控制方法简单，控制精度较高，易实现。
附图说明
图1为本发明自动接纸机的结构图；
图2为本发明储纸辊传动装置原理图；
图3为本发明储纸辊传动装置的悬杆运动曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
参见图1-图3，一种自动接纸机储纸辊传动装置的实施例，包括：测速辊1、固定辊2、浮动辊3、悬杆4、链条6、悬杆驱动链轮5、悬杆驱动电机8、悬杆驱动电机控制器。悬杆驱动电机控制器是由PLC 10、变频器9、测速器11组成，测速器11安装在测速辊1上，测速器11的输出信号连接到PLC 10，PLC 10的输出信号连接到变频器9，变频器9与悬杆驱动电机8连接。PLC 10中存储有控制程序，该控制程序使变频器9输出按照一定规律变化的频率，在该频率的控制下悬杆驱动电机8的速度满足自动接纸过程中悬杆4的运动速度变化的要求，如图3所示的匀加速、匀速和匀减速三段速度变化。
在图2所示的实施例中，所述的悬杆4为双悬杆，所述的测速器11是光电编码器，悬杆驱动电机8通过减速机构7、悬杆驱动链轮5及链条6与双悬杆4连接；减速机构7可以是齿轮减速或蜗轮、蜗杆减速等。
在实际使用中，光电编码器11检测瓦楞纸板生产线或卷筒纸柔性印刷机的正常工作速度并反馈给PLC 10，经过一系列的程序运算，计算出控制悬杆驱动电机8所需的转速，然后转换成模拟量信号输出到变频器9，由变频器9输出相应的频率控制悬杆驱动电机8的转速，通过减速机构7、悬杆驱动链轮5及链条6带动双悬杆4平移，实现双悬杆4每一阶段的速度控制。
通常当接纸指令发出时，在变频器9控制下，悬杆驱动电机8驱动双悬杆4移动，在0.3秒内加速到正常工作速度的四分之一(单悬杆为二分之一)，此时，在接纸机内的纸是静止的，双悬杆4在此速度下匀速运动，使缠绕在双悬杆4里的原纸释放0.7秒，待接纸动作(原纸对接和旧纸被裁断)完成后，变频器9控制悬杆驱动电机8使双悬杆4开始减速，使新的卷筒纸速度由零加速，当悬杆运动速度减至零速时，新的卷筒纸加速至正常的工作速度，随后双悬杆4自动以一个设定的速度返回至最大蓄纸位置，完成一个工作周期。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种储纸辊传动装置，包括：测速辊、悬杆、链条、悬杆驱动链轮、悬杆驱动电机、悬杆驱动电机控制器，其特征在于所述的悬杆驱动电机控制器由可编程控制器PLC、变频器、测速器组成，测速器安装在测速辊上，测速器的输出信号连接到PLC，PLC的输出信号连接到变频器，变频器与悬杆驱动电机连接；所述的PLC中存储有控制程序，使变频器输出的频率满足悬杆驱动电机按照自动接纸过程中悬杆的运动速度变化的要求。
2、按照权利要求1所述的储纸辊传动装置，其特征在于：所述的测速器是光电编码器。
3、按照权利要求1或2所述储纸辊传动装置，其特征在于所述的悬杆为双悬杆，所述的悬杆驱动电机通过减速机构、悬杆驱动链轮及链条与双悬杆连接。
4一种储纸辊传动装置的控制方法，其特征在于由安装在测速辊上的测速器检测瓦楞纸板生产线或卷筒纸柔性印刷机的正常工作速度并反馈给PLC，PLC中存储有控制程序，经过一系列的程序运算，计算出控制悬杆驱动电机所需的转速，然后转换成模拟量信号输出到变频器，由变频器输出相应的频率控制悬杆驱动电机的转速，通过减速机构、悬杆驱动链轮及链条带动悬杆平移，实现悬杆每一阶段的速度控制。
5、按照权利要求4所述的储纸辊传动装置的控制方法，其特征在于当接纸指令发出时，在变频器控制下，悬杆驱动电机驱动双悬杆移动，在0.3秒内加速到正常工作速度的四分之一，此时，在接纸机内的纸是静止的，悬杆在此速度下匀速运动，使缠绕在悬杆里的原纸释放0.7秒，待接纸动作完成后，变频器控制悬杆驱动电机使悬杆开始减速，使新的卷筒纸速度由零加速，当悬杆运动速度减至零速时，新的卷筒纸加速至正常的工作速度，随后悬杆自动以一个设定的速度返回至最大蓄纸位置，完成一个工作周期。
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