CN102556757A - 一种小型金属窄带盘线机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型金属窄带盘线机,属金属条材盘绕设备技术领域。由收、放线机构,张力平衡机构,绕线盘移动机构,底座和控制器组成;张力平衡机构在底座中部,收、放线机构分别在底座两边;放线机构为两个放线传动轮,收线机构包括绕线盘、导向轮、收线传动轮、力矩电机,绕线盘装于力矩电机旋转轴一端;张力平衡机构包括张力传感器、平衡杆、平衡锤、张力轮,平衡杆一端铰接张力轮、另一端固接张力传感器,张力轮在收线与放线传动轮中间下部位置;绕线盘移动机构包括移动机架、步进电机、螺杆和侧挡,螺杆与置于底座上的移动机架前、后壁中间处螺纹连接,绕线盘在导向轮外侧。可自动调头和逐匝、逐层盘绕,盘绕质量高、结构简单、操作方便。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种小型金属窄带盘线机,属于金属条材盘绕设备技术领域。
背景技术
金属带材,如铜带或铝带,在各种加工和运输过程中,经常需要绕制成盘状。一般用圆筒形的线盘将金属扁带材沿一定方向顺序逐层缠绕。在缠绕窄带时,须用力均匀,且匝与匝之间间隙要合适,否则会出现上下层间不平整、同一层面凸凹不平,呈现纺锤形、哑铃形、锥形或不规则形状,特别在调头处容易出现叠带和压带现象,直接影响产品质量。对于较薄以及较窄的金属带材,盘绕过程要求更高,一方面外观要平整、松紧适度,一方面绕线速度要快。
发明内容
本发明提供一种小型金属窄带盘线机,利用力矩电机驱动绕线盘旋转,通过步进电机实现轴向横移,实现金属窄带材的盘状高速平整绕制。
本发明的技术方案是:小型金属窄带盘线机,由放线机构、收线机构、张力平衡机构、绕线盘移动机构、底座17、控制器组成,张力平衡机构设于底座中部,放线机构和收线机构分别在底座两边;放线机构包括两个通过转轴和支架支承在底座17上的放线传动轮5;收线机构包括绕线盘1、导向轮3、收线传动轮4、力矩电机12,绕线盘1装于力矩电机12旋转轴11的一端上,导向轮3和收线传动轮4通过转轴和支架支承在底座17上;张力平衡机构包括张力传感器7、平衡杆8、平衡锤9、张力轮10,张力传感器7通过转轴和支架支承在底座17上,平衡杆8一端铰接张力轮10、另一端固定在张力传感器7上,平衡锤9挂于平衡杆8上,张力轮10位于收线传动轮4与放线传动轮5中间下部位置并向下拉紧金属窄带2;绕线盘移动机构包括移动机架15、步进电机16、螺杆18和侧挡23,移动机架15置于底座17上,螺杆18与移动机架15前、后壁中间位置螺纹连接(通过螺杆的转动,可实现移动机架的前后运动),螺杆18端头接步进电机16输出轴,侧挡23设于移动机架15两侧(限定移动机架的运动轨迹);力矩电机12固定在移动机架15上,移动机架15和绕线盘1位于导向轮3外侧。通过调节平衡锤9的重量,可以调整张力轮10下拉金属窄带2的拉力,从而调整金属窄带2所受的张力;通过与控制器连接的张力传感器7,可对金属窄带2所受的张力进行监测,从而通过调节平衡锤9的重量,实时调整金属窄带2的张力,实现恒张力绕线。
所述力矩电机12旋转轴11的另一端上装有旋转码盘13,移动机架15上与旋转码盘13对应位置处装有红外光偶器Ⅰ14,旋转码盘13为沿圆周均匀设有若干径向条形孔24的圆盘结构,红外光偶器Ⅰ14与控制器连接。带条形孔的旋转码盘13由力矩电机12带动旋转,通过和遮挡红外光偶器Ⅰ14发出的红外光,测出脉冲数,将信号传入控制器计算出转速,再通过控制器调整力矩电机12和绕线盘1的转速。旋转码盘13上径向条形孔24的数量根据实际需要具体确定。
所述移动机架15的一侧装有限位挡光板19,移动机架15旁的底座17上与限位挡光板19移动轨迹对应位置安装有前、后两个红外光偶器Ⅱ20,红外光偶器Ⅱ20与控制器连接。移动机架15的移动,可带动一侧的限位挡光板19,挡住或移开红外光偶器Ⅱ20发出的红外光,由红外光偶器Ⅱ20将信号反馈到控制器,从而控制驱动电机16和移动机架15的动作。
所述红外光偶器Ⅱ20通过滑板支架和调节螺钉21固定在底座17上,调节螺钉21与红外光偶器Ⅱ20和滑板支架螺纹连接。两只光偶器Ⅱ20可通过调节螺钉21调节左右位置,由限位挡光板19将信号反馈到控制器,调整机架的往返移动位置,使移动机架15移动的行程等于绕线盘1的长度,从而实现绕线过程的调头和逐匝逐层自动盘绕。
所述红外光偶器Ⅰ14和红外光偶器Ⅱ20均呈U形,中间可通过旋转码盘13或挡光板19。绕线盘1套入力矩电机12的旋转轴11端头上,并用紧固轮或螺母22拧紧固定。
本金属窄带盘线机的力矩电机、步进电机、张力测量机构、红外光偶器均为普通市售产品,控制器为包括普通电机调速电路、信号与数据处理器和显示器的普通信号处理与控制装置。
本发明工作时,来自自放线辊6的金属窄带2通过放线传动轮5,绕过张力轮10,再经收线传动轮4,由导向轮3进入绕线盘1。绕线盘1由力矩电机12驱动同步旋转,同时靠步进电机16通过螺杆18实现横向往返平移,力矩电机12和步进电机16均受控制器控制。操作人员在控制器面板上通过按钮输入带宽值,绕线盘1旋转一圈,即带材绕过一匝,就横向移动带宽值的位移,达到一匝紧挨一匝,而且边绕边移。当一层绕满时,红外光偶器20测量到限位信号,通过控制器使步进电机16反向转动,绕线盘1反向移动,盘绕上面一层。如此往返运行直至绕满整盘。与力矩电机12同轴的旋转码盘13将转速信号送入控制器,且张力轮10经张力传感器7将带材2的张力信号也送入控制器,根据张力大小控制力矩电机12输出不同转速,以达到恒张力盘绕。金属带材的张力控制着绕线盘1的转速,而绕线盘1的转速控制着其横向移动的速度,金属窄带盘绕过程可边绕边移,从而可实现逐匝、逐层、均匀盘绕。使用红外光偶器来测量转速和定位,可消除环境光线的干扰。张力的给定,由操作人员调节张力测量机构的平衡锤来实现,绕线盘的往返也可手动控制。
与现有技术相比,本发明具有可实现恒张力绕线,盘绕过程可自动调头和逐匝、逐层盘绕,具有绕线均匀、盘绕质量高、结构简单、操作方便、实用等优点。
附图说明
图1是本发明正视示意图;
图2是本发明绕线盘移动机构侧视示意图;
图3是本发明绕线盘移动机构正视示意图;
图4是本发明旋转码盘正视示意图;
图5是本发明盘绕过程原理图;
图6是本发明控制原理框图。
图中:1-绕线盘,2-金属窄带,3-导向轮,4-收线传动轮,5-放线传动轮,6-放线棍,7-张力传感器,8-平衡杆,9-平衡锤,10-张力轮,11-力矩电机轴,12-力矩电机,13-旋转码盘,14-红外光偶器Ⅰ,15-移动机架,16-步进电机,17-底座,18-螺杆,19-限位挡光板,20-红外光偶器Ⅱ,21-调节螺钉,22-紧固轮或螺母,23-侧挡。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不限于所述内容。
实施例1:如图1-4所示,本小型金属窄带盘线机由放线机构、收线机构、张力平衡机构、绕线盘移动机构、底座17、控制器组成,张力平衡机构设于底座中部,放线机构和收线机构分别在底座两边;放线机构包括两个通过转轴和支架支承在底座17上的放线传动轮5;收线机构包括绕线盘1、导向轮3、收线传动轮4、力矩电机12组成,绕线盘1装于力矩电机12旋转轴11的一端上,导向轮3和收线传动轮4通过转轴和支架支承在底座17上;张力平衡机构包括张力传感器7、平衡杆8、平衡锤9、张力轮10,张力传感器7通过转轴和支架支承在底座17上,平衡杆8一端铰接张力轮10、另一端固定在张力传感器7上,平衡锤9挂于平衡杆8上,张力轮10位于收线传动轮4与放线传动轮5中间下部位置并向下拉紧金属窄带2;绕线盘移动机构包括移动机架15、步进电机16、螺杆18和侧挡23,移动机架15置于底座17上,螺杆18与移动机架15前、后壁中间位置螺纹连接,螺杆18端头接步进电机16输出轴,侧挡23设于移动机架15两侧;力矩电机12固定在移动机架15上,移动机架15和绕线盘1位于导向轮3外侧。通过调节平衡锤9的重量,调整张力轮10下拉金属窄带2的拉力,从而调整金属窄带2所受的张力;通过与控制器连接的张力传感器7,对金属窄带2所受的张力进行监测;通过调节平衡锤9的重量,实时调整金属窄带2的张力。
本金属窄带盘线机中,力矩电机12旋转轴11的另一端上装有旋转码盘13,移动机架15上与旋转码盘13对应位置处装有红外光偶器14,旋转码盘13为沿圆周均匀设有24个径向条形孔24的圆盘结构,红外光偶器14与控制器连接;带条形孔的旋转码盘13由力矩电机12带动旋转,通过和遮挡红外光偶器14发出的红外光,测出脉冲数,将信号传入控制器计算出转速,再通过控制器调整力矩电机12和绕线盘1的转速。移动机架15的一侧装有限位挡光板19,移动机架15旁的底座17上与限位挡光板19移动轨迹对应位置安装有前、后两个红外光偶器Ⅱ20,红外光偶器Ⅱ20与控制器连接;由红外光偶器Ⅱ20将遮光信号反馈到控制器,从而控制驱动电机16和移动机架15的动作。红外光偶器Ⅱ20通过滑板支架和调节螺钉21固定在底座17上,调节螺钉21与红外光偶器Ⅱ20和滑板支架螺纹连接;两只光偶器Ⅱ20可通过调节螺钉21调节左右位置,调整机架的往返移动位置,使移动机架15移动的行程等于绕线盘1的长度,从而实现绕线过程的调头和逐匝逐层自动盘绕。绕线盘1套入力矩电机12的旋转轴11端头上,并用紧固轮22拧紧固定。红外光偶器Ⅰ14和红外光偶器Ⅱ20均呈U形,中间可通过旋转码盘13或挡光板19。
本金属窄带盘线机的力矩电机、步进电机、张力测量机构、红外光偶器均采用普通市售产品,控制器为包括普通电机调速电路、信号与数据处理器和显示器的普通信号处理与控制装置。
本金属窄带盘线机由放线辊6按固定速度放线,绕线盘1由力矩电机同轴驱动,张力轮10在窄带拉力作用下带动平衡杆8上下摆动,摆动的角度通过张力传感器7测出实时张力,张力信号进控制器,平衡杆上挂平衡锤9。调节平衡锤在平衡杆上的位置可调节张力的给定值,使得张力合适时,平衡杆处于水平位置。盘线过程中,当张力大于给定时,平衡杆向上摆动,张力传感器将信号传给控制器,减小输出电压,使力矩电机降低转速,反之,提高转速。
如图6所示,本装置通过电源向控制器接供电,操作人员通过面板输入带宽值作为给定,控制器接受张力传感器、转速测量光偶器和限位测量光偶器的信号,并据此控制力矩电机和步进电机。实现盘绕带材时,每绕过一匝,就平移一个位移,绕满一层到端头时自动反向移动,当张力大于给定时,自动降低转速,张力小时自动提高转速,达到恒张力盘绕。
实施例2:如图1-4所示,本小型金属窄带盘线机的结构与实施例1相同,旋转码盘13为沿圆周均匀设有12个径向条形孔24的圆盘结构。
实施例3:如图1-4所示,本小型金属窄带盘线机的结构与实施例1相同,旋转码盘13为沿圆周均匀设有36个径向条形孔24的圆盘结构。
Claims (5)
1.一种小型金属窄带盘线机,其特征是:由放线机构、收线机构、张力平衡机构、绕线盘移动机构、底座(17)、控制器组成,张力平衡机构设于底座中部,放线机构和收线机构分别在底座两边;放线机构包括两个通过转轴和支架支承在底座(17)上的放线传动轮(5);收线机构包括绕线盘(1)、导向轮(3)、收线传动轮(4)、力矩电机(12),绕线盘(1)装于力矩电机(12)旋转轴(11)的一端上,导向轮(3)和收线传动轮(4)通过转轴和支架支承在底座(17)上;张力平衡机构包括张力传感器(7)、平衡杆(8)、平衡锤(9)、张力轮(10),张力传感器(7)通过转轴和支架支承在底座(17)上,平衡杆(8)一端铰接张力轮(10)、另一端固定在张力传感器(7)上,平衡锤(9)挂于平衡杆(8)上,张力轮(10)位于收线传动轮(4)与放线传动轮(5)中间下部位置并向下拉紧金属窄带(2);绕线盘移动机构包括移动机架(15)、步进电机(16)、螺杆(18)和侧挡(23),移动机架(15)置于底座(17)上,螺杆(18)与移动机架(15)前、后壁中间位置螺纹连接,螺杆(18)端头接步进电机(16)输出轴,侧挡(23)设于移动机架(15)两侧;力矩电机(12)固定在移动机架(15)上,移动机架(15)和绕线盘(1)位于导向轮(3)外侧。
2.根据权利要求1所述的小型金属窄带盘线机,其特征是:力矩电机(12)旋转轴(11)的另一端上装有旋转码盘(13),移动机架(15)上与旋转码盘(13)对应位置处装有红外光偶器Ⅰ(14),旋转码盘(13)为沿圆周均匀设有径向长条孔(24)的圆盘结构。
3.根据权利要求1所述的小型金属窄带盘线机,其特征是:移动机架(15)的一侧装有限位挡光板(19),移动机架(15)旁的底座(17)上与限位挡光板(19)移动轨迹对应位置安装有前、后两个红外光偶器Ⅱ(20)。
4.根据权利要求3所述的小型金属窄带盘线机,其特征是:红外光偶器Ⅱ(20)通过滑板支架和调节螺钉(21)固定在底座(17)上,调节螺钉(21)与红外光偶器Ⅱ(20)和滑板支架螺纹连接。
5.根据权利要求2、3或4所述的小型金属窄带盘线机,其特征是:红外光偶器Ⅰ(14)和红外光偶器Ⅱ(20)均呈U形,中间可通过旋转码盘(13)或挡光板(19)。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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