CN102785914A - 物料输送速度调节系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的物料输送速度调节系统及其方法，提出一种较为简单、有效地速度补偿方式与实施装置，以形成多个物料或同一物料在不同输送带之间速度调节，实现不同加工工序之间的速度协调一致，有效地解决物料拉伸或堆料问题的发生。物料输送速度调节系统包括有安装于第一输送带和第二输送带衔接处的浮动辊装置。传感装置，用于将辊筒相对于初始平衡位置、沿物料表面发生垂向偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置；处理装置，用于动态调节第二输送带的输送速度V2趋近于第一输送带的输送速度V1；调节装置，用于根据PLC处理单元发送的控制信号而控制辊筒在物料表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

Description

物料输送速度调节系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种片状物料输送线的输送速度调节系统及其方法，属于橡胶机械和工业自动化控制领域。

背景技术

现有片状物料在不同输送带之间的传输过程中，不可避免地会因前、后输送速度差异而导致物料拉伸或是堆积的问题。

如用于制造橡胶轮胎的内衬层，通常具有气密层、过渡层与薄胶片等复层结构。在实施导开、贴合工艺时，单层胶片各自被输送至复合工位进行贴合加工。由于胶片挤出与贴合输送带之间实际存在着输送速度的差异，且速度差异也会因胶片物性、驱动装置的因素发生变化，有时贴合输送带的速度相对地快些，有时贴合输送带的速度相对地慢些。

为解决上述相对输送速度的实时变化与差异，目前通常采取的解决措施是根据某一输送带的速度而动态地实时调节另一输送带的输送速度。例如采用光电传感器检测某一输送带的速度变化，根据检测结果控制另一输送带驱动装置的变频电机转速以相应地改变输送速度。

由于相对输送速度的差异值是一个瞬间变化的参数，通过变频电机实时地改变输送速度难以短时间、精确地完成速度补偿，易于形成明显的滞后性并不能彻底解决物料发生拉伸或堆料现象。而且，采用此类光电检测与传感装置也相应地提高了整套设备和物料生产的制造成本。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明提供一种物料输送速度调节系统及其方法，其目的在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种较为简单、有效地速度补偿方式与实施装置，以形成多个物料或同一物料在不同输送带之间速度调节，实现不同加工工序之间的速度协调一致，有效地解决物料拉伸或堆料问题的发生。

另一发明目的在于，优化输送速度检测与调节系统的结构、降低设备投资与物料生产成本。

为实现上述发明目的，所述的物料输送速度调节系统主要包括有：

安装于第一输送带和第二输送带衔接处的浮动辊装置。

浮动辊装置具有用于安装定位的支架，支架设置一横向的转轴，搭接于物料表面的辊筒通过一组转臂悬挂于转轴。

与现有技术的区别之处在于，所述的调节系统还包括有，

传感装置，用于将辊筒相对于初始平衡位置、沿物料表面发生垂向偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置；

处理装置，用于动态调节第二输送带的输送速度V2趋近于第一输送带的输送速度V1。处理装置具有接收传感装置所发出测量信号的接收单元、PLC处理单元、以及根据PLC处理单元指令向调节装置发送控制信号的发送单元；

调节装置，用于根据PLC处理单元发送的控制信号而控制辊筒在物料表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

如上述基本方案，通过搭接于物料表面的辊筒感知2个输送带之间输送速度的差异，辊筒初始处于平衡位置，当第二输送带的输送速度V2大于第一输送带的输送速度V1时，辊筒相对于初始平衡位置沿物料表面垂向发生一定方向与角度的偏转；当第二输送带的输送速度V2小于第一输送带的输送速度V1时，辊筒发生相反方向的偏转。

调节系统以处理装置为控制中心，接收单元将传感装置检测到的辊筒偏转方向与角度量化为数据信号并传送PLC处理单元，经过PLC处理单元核算与比较而通过发送单元向调节装置发送控制信号，最终由调节装置反向调节辊筒的偏转方向、偏转相同的角度，即通过辊筒控制物料在第二输送带上按照速度V1进行输送。

调节装置直接控制并调节的方式是，将辊筒反向地偏转回初始平衡位置。即使第二输送带的输送速度V2不等同于第一输送带的输送速度V1，在辊筒调节下，物料仍按速度V1在第二输送带上实现输送，从而有效地控制物料表面张力、避免因前后输送带输送速度的差异而导致拉伸或堆料现象的发生。

为提高针对辊筒偏转方向与角度的检测、以及通过调节装置准确地实现反向、同等角度的速度调节，较为优化与具有可操作性的调节装置结构如下：

所述的传感装置具有一个角位移传感器，所述的调节装置具有一个旋转气缸；

旋转气缸的驱动轴通过联轴器同轴地套接于转轴的侧端；

角位移传感器同轴地连接于旋转气缸，以用于将驱动轴同步于辊筒沿垂向偏转的方向与角度形成测量信号并传送至处理装置；

旋转气缸用于根据PLC处理单元发送的控制信号而通过驱动轴、转轴控制辊筒在物料表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

基于上述旋转气缸的应用，辊筒沿物料表面垂向发生偏转方向与角度间接地反映到旋转气缸的驱动轴上，借此由传感装置的角位移传感器检测并量化出相关数据信号。

旋转气缸根据PLC处理单元发送出的控制信号，通过改变气路进气方向与进气量来调节其驱动轴发生相反方向、相同角度的偏转，从而最终通过联轴器、转轴间接地作用至辊筒，辊筒按照控制信号的幅度恢复至初始平衡位置。

针对传感装置的进一步改进方案是，传感装置具有一个与角位移传感器连接的可变电阻，角位移传感器具有设置于旋转气缸的表盘。

在表盘上安装有连接于可变电阻、并根据驱动轴同步于辊筒沿垂向偏转的方向与角度而改变可变电阻阻值的指针。

辊筒的偏转动作较为精确地反映到指针在表盘上的偏转方向与角度，此时角位移传感器将一动态发生变化的电压信号加载至可变电阻，由于可变电阻借由指针的旋转而相应地改变其阻值，因此角位移传感器通过可变电阻向处理装置相应地输出一动态发生变化的电流信号；

最终由处理装置根据接收到的电流信号，准确地控制并改变旋转气缸的气路进气方向与进气量。

更为优选的实施方式是，在转轴上悬挂有控制辊筒处于初始平衡位置的、与辊筒对称设置的配重平衡块，在物料未输送之前、或是2个输送带处于输送速度相同的输送过程中，辊筒应当处于初始平衡位置，即辊筒不应干预物料自身的实际输送速度，物料在第一输送带与第二输送带衔接处的输送速度没有变化。

基于应用上述调节系统的结构特征，从本发明整体设计构思出发而实现下述物料输送速度调节方法：

是当第二输送带的输送速度V2相对于第一输送带的输送速度V1存在差异时，导致辊筒相对于初始平衡位置、沿物料表面垂向发生不同的偏转方向与角度。

传感装置将检测到的辊筒偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置；

处理装置接收传感装置所发出测量信号并通过PLC处理单元发送控制信号至调节装置；

调节装置根据PLC处理单元发送的控制信号，控制辊筒在物料表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

针对传感装置检测辊筒偏转方向与角度的细化方案是，所述的传感装置采用一角位移传感器，调节装置采用一旋转气缸；

旋转气缸的驱动轴通过联轴器同轴地套接于转轴的侧端，角位移传感器同轴地连接于旋转气缸；

驱动轴同步于辊筒沿垂向偏转的方向与角度，由角位移传感器相应地形成测量信号并传送至处理装置；

处理装置根据角位移传感器形成的测量信号，控制并改变旋转气缸的气路进气方向与进气量，以通过驱动轴、转轴控制辊筒在物料表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

为更加优化驱动轴同步于辊筒发生偏转方向与角度的检测信号、处理装置控制并改变旋转气缸的气路进气方向与进气量的精确度，可在传感装置中设置一个与角位移传感器连接的可变电阻；

角位移传感器具有设置于旋转气缸的表盘；

根据驱动轴同步于辊筒沿垂向偏转的方向与角度，由角位移传感器将一电压信号加载至可变电阻，同时由可变电阻向处理装置相应地输出一电流信号；

最终由处理装置根据接收到的电流信号，控制并改变旋转气缸的气路进气方向与进气量。

针对辊筒保持于初始平衡位置的控制方法是，在转轴上悬挂有与辊筒对称设置的配重平衡块，以控制在物料未输送之前、或是2个输送带处于输送速度相同的输送过程中辊筒能够处于初始平衡位置。

综上内容，本发明物料输送速度调节系统及其方法具有以下优点：

1、提供一种较为简单、有效的速度补偿方式与实施装置，能够在不同输送载体之间实现输送速度的调节一致，有效地解决物料拉伸或堆料问题的发生。

2、提高输送速度检测与调节系统的动作精度，有利于降低设备投资与生产成本。

附图说明

现结合以下附图对本发明做进一步的说明；

图1是物料输送速度调节系统的执行原理示意图；

图2是应用所述调节系统的胶片输送线示意图；

图3是所述浮动辊装置的示意图；

图4是所述旋转气缸与转轴连接的部分剖面图；

图5是所述指针旋转以实现信号检测的示意图；

图6是所述角位移传感器与可变电阻实现信号传送的示意图；

如图1至图6所示，第一输送带1，第二输送带2，浮动辊装置3，传感装置4，处理装置5，调节装置6，物料7；

辊筒30，支架31，转臂32，转轴33，配重平衡块34，角位移传感器40，旋转气缸41，驱动轴42，联轴器43，指针44，表盘45，可变电阻46，接收单元51，PLC处理单元52，发送单元53；

图2中的箭头方向指示的是物料输送方向。

具体实施方式

实施例1，如图1至图3所示，在橡胶轮胎内衬层生产线上应用本发明所述的物料输送速度调节系统，其主要包括有浮动辊装置3、传感装置4、处理装置5和调节装置6。

在第一输送带1和第二输送带2的衔接处，浮动辊装置3通过支架31进行安装和定位。支架31设置一横向的转轴33，搭接于物料7表面的辊筒30通过一组转臂32悬挂于转轴33。

在转轴33上悬挂有控制辊筒30处于初始平衡位置的、与辊筒对称设置的配重平衡块34。在物料7未输送之前、或是2个输送带处于输送速度相同的输送过程中，辊筒30通过配重平衡块34的对称平衡作用而能够保持在初始平衡位置，此时辊筒30不干预物料7自身的实际输送速度。

辊筒30初始处于平衡位置，随着物料7向前输送，辊筒30能够感知到2个输送带之间输送速度存在的差异。当第二输送带2的输送速度V2大于第一输送带1的输送速度V1时，辊筒30沿物料7垂向表面发生顺时针偏转；当第二输送带2的输送速度V2小于第一输送带1的输送速度V1时，辊筒30沿物料7垂向表面发生逆时针偏转。

传感装置4，用于将辊筒30相对于初始平衡位置、沿物料7表面发生垂向偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置5。

处理装置5，用于动态调节第二输送带2的输送速度V2趋近于第一输送带1的输送速度V1。处理装置5具有接收传感装置4所发出测量信号的接收单元51、PLC处理单元52、以及根据PLC处理单元52指令向调节装置6发送控制信号的发送单元53。

调节装置6，用于根据PLC处理单元52发送的控制信号而控制辊筒30在物料7表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

上述调节系统以处理装置5为控制中心，接收单元51将传感装置4检测到的辊筒30偏转方向与角度量化为数据信号并传送PLC处理单元52，经过PLC处理单元52核算与比较而通过发送单元53向调节装置6发送控制信号，最终由调节装置6反向调节辊筒30的偏转方向、偏转相同的角度，即辊筒30恢复至初始平衡位置，此时通过辊筒30控制物料7在第二输送带2上按照速度V1进行输送，从而有效地控制物料表面张力、避免因前后输送带输送速度的差异而导致拉伸或堆料现象的发生。

如图3至图6所示，所述的传感装置4具有一个角位移传感器40、与角位移传感器40连接的可变电阻46。

角位移传感器40具有设置于旋转气缸41的表盘45。

在表盘45上安装有连接于可变电阻46、并根据驱动轴42同步于辊筒30沿垂向偏转的方向与角度而改变可变电阻46阻值的指针44。

旋转气缸41的驱动轴42通过联轴器43同轴地套接于转轴33的侧端。

角位移传感器40同轴地连接于旋转气缸41，以用于将驱动轴42同步于辊筒30沿垂向偏转的方向与角度形成测量信号并传送至处理装置5。

所述的调节装置6具有一旋转气缸41，旋转气缸41用于根据PLC处理单元52发送的控制信号而通过驱动轴42、转轴33控制辊筒30在物料7表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

采用旋转气缸41是为了提高针对辊筒30偏转方向与角度的检测精度、以及控制转轴33反向调节辊筒30恢复至初始平衡位置的操作精度。辊筒30沿物料7表面垂向发生偏转，通过转轴33间接地反映到旋转气缸41的驱动轴42上，借此传感装置4检测并量化出相关数据信号。

如图6所示，所述传感装置4的角位移传感器40、可变电阻46集成设置于旋转气缸41，可变电阻46的最大阻值为5KΩ。

当驱动轴42同步于辊筒30发生一定方向(顺时针或逆时针)和一定角度的旋转时，同轴连接于旋转气缸41的角位移传感器40将0-10V的电压信号加载到可变电阻46上。此时，设置于表盘45上的指针44也相应地发生旋转，指针44的旋转改变了可变电阻46的阻值，最终是通过可变电阻46向处理装置5输出4-20mA的电流信号。

相对于图5中的初始平衡位置135°处，辊筒30发生偏转的方向与角度，由传感装置4准确地量化为4-20mA的电流信号并发送至处理装置5的PLC处理单元52。经过PLC处理单元52核算与比较而后向调节装置6发送控制信号，这一控制信号用以改变旋转气缸41的气路进气方向与进气量，以通过驱动轴42、转轴33来控制辊筒30在物料7表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

在辊筒30的调节下，物料7仍按速度V1在第二输送带上实现输送，指针44也就恢复至初始平衡位置135°处。

如图1至图6所示，应用上述物料输送速度调节系统实现的调节方法如下：

当第二输送带2的输送速度V2相对于第一输送带1的输送速度V1存在差异时，导致辊筒30相对于初始平衡位置、沿物料7表面垂向发生不同的偏转方向与角度；

传感装置4将检测到的辊筒30偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置5；

处理装置5接收传感装置4所发出测量信号并通过PLC处理单元52发送控制信号至调节装置6；

调节装置6根据PLC处理单元52发送的控制信号，控制辊筒30在物料7表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

具体地，所述的传感装置4采用一角位移传感器40，调节装置6采用一旋转气缸41。

旋转气缸41的驱动轴42通过联轴器43同轴地套接于转轴33的侧端，角位移传感器40同轴地连接于旋转气缸41。

在旋转气缸41中集成设置有角位移传感器40、可变电阻46，角位移传感器40具有设置于旋转气缸41的表盘45。

根据驱动轴42同步于辊筒30沿垂向偏转的方向与角度，由角位移传感器40将0-5V的电压信号加载至可变电阻46(其最大阻值为5KΩ)，同时由可变电阻46向处理装置5相应地输出4-20mA的电流信号。

驱动轴42同步于辊筒30沿垂向偏转的方向与角度，通过角位移传感器40而由可变电阻46相应地形成电流信号并传送至处理装置5，处理装置5根据传感装置4形成的测量信号改变旋转气缸41的气路进气方向与进气量，以通过驱动轴42、转轴33控制辊筒30在物料7表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

连接于驱动轴42的指针44的初始位置是135°处，即标示出辊筒30的初始平衡位置。辊筒30相对于初始平衡位置发生的偏转方向与角度，由传感装置4以电流信号发送至处理装置5。

调节装置6根据PLC处理单元52发送的控制信号，直接调节驱动轴42发生相反方向、相同角度的偏转，从而最终通过联轴器43、转轴33间接地作用至辊筒30，从而辊筒30能够按照控制信号精确地恢复初始平衡位置，此时指针44也就恢复至图5中的初始平衡位置135°处。

另外，在转轴33上悬挂有与辊筒30对称设置的配重平衡块34，以控制辊筒30处于初始平衡位置。在物料未输送之前、或是2个输送带处于输送速度相同的输送过程中，辊筒30通过配重平衡块34的对称平衡作用而能够保持在初始平衡位置，此时辊筒30不干预物料自身的实际输送速度。

Claims (8)

1.一种物料输送速度调节系统，包括安装于第一输送带(1)和第二输送带(2)衔接处的浮动辊装置(3)，浮动辊装置(3)具有用于安装定位的支架(31)，支架(31)设置一横向的转轴(33)，搭接于物料(7)表面的辊筒(30)通过一组转臂(32)悬挂于转轴(33)，其特征在于：所述的调节系统还包括有，

传感装置(4)，用于将辊筒(30)相对于初始平衡位置、沿物料表面发生垂向偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置(5)；

处理装置(5)，用于动态调节第二输送带(2)的输送速度V2趋近于第一输送带(1)的输送速度V1；处理装置(5)具有接收传感装置(4)所发出测量信号的接收单元(51)、PLC处理单元(52)、以及根据PLC处理单元(52)指令向调节装置(6)发送控制信号的发送单元(53)；

调节装置(6)，用于根据PLC处理单元(52)发送的控制信号而控制辊筒(30)在物料(7)表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

2.根据权利要求1所述的物料输送速度调节系统，其特征在于：所述的传感装置(4)具有一个角位移传感器(40)，所述的调节装置(6)具有一个旋转气缸(41)；

旋转气缸(41)的驱动轴(42)通过联轴器(43)同轴地套接于转轴(33)的侧端；

角位移传感器(40)同轴地连接于旋转气缸(41)，以用于将驱动轴(42)同步于辊筒(30)沿垂向偏转的方向与角度形成测量信号并传送至处理装置(5)；

旋转气缸(41)用于根据PLC处理单元(52)发送的控制信号而通过驱动轴(42)、转轴(33)控制辊筒(30)在物料(7)表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

3.根据权利要求2所述的物料输送速度调节系统，其特征在于：所述的传感装置(4)具有一个与角位移传感器(40)连接的可变电阻(46)；

角位移传感器(40)具有设置于旋转气缸(41)的表盘(45)；

在表盘(45)上安装有连接于可变电阻(46)、并根据驱动轴(42)同步于辊筒(30)沿垂向偏转的方向与角度而改变可变电阻(46)阻值的指针(44)。

4.根据权利要求2或3所述的物料输送速度调节系统，其特征在于：在转轴(33)上悬挂有控制辊筒(30)处于初始平衡位置的、与辊筒对称设置的配重平衡块(34)。

5.根据权利要求1至4所述物料输送速度调节系统实现的物料输送速度调节方法，是当第二输送带(2)的输送速度V2相对于第一输送带(1)的输送速度V1存在差异时，导致辊筒(30)相对于初始平衡位置、沿物料(7)表面垂向发生不同的偏转方向与角度，其特征在于：传感装置(4)将检测到的辊筒(30)偏转方向与角度的测量信号传送至处理装置(5)；

处理装置(5)接收传感装置(4)所发出测量信号并通过PLC处理单元(52)发送控制信号至调节装置(6)；

调节装置(6)根据PLC处理单元(52)发送的控制信号，控制辊筒(30)在物料(7)表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

6.根据权利要求5所述的物料输送速度调节方法，其特征在于：所述的传感装置(4)采用一角位移传感器(40)，调节装置(6)采用一旋转气缸(41)；

旋转气缸(41)的驱动轴(42)通过联轴器(43)同轴地套接于转轴(33)的侧端，角位移传感器(40)同轴地连接于旋转气缸(41)；

驱动轴(42)同步于辊筒(30)沿垂向偏转的方向与角度，由角位移传感器(40)相应地形成测量信号并传送至处理装置(5)；

处理装置(5)根据角位移传感器(40)形成的测量信号，控制并改变旋转气缸(41)的气路进气方向与进气量，以通过驱动轴(42)、转轴(33)控制辊筒(30)在物料(7)表面沿相反的偏转方向、相同的偏转角度恢复至初始平衡位置。

7.根据权利要求6所述的物料输送速度调节方法，其特征在于：在传感装置(4)中设置一个与角位移传感器(40)连接的可变电阻(46)；

角位移传感器(40)具有设置于旋转气缸(41)的表盘(45)；

根据驱动轴(42)同步于辊筒(30)沿垂向偏转的方向与角度，由角位移传感器(40)将一电压信号加载至可变电阻(46)，同时由可变电阻(46)向处理装置(5)相应地输出一电流信号；

最终由处理装置(5)根据接收到的电流信号，控制并改变旋转气缸(41)的气路进气方向与进气量。

8.根据权利要求6或7所述的物料输送速度调节方法，其特征在于：在转轴(33)上悬挂有与辊筒(30)对称设置的配重平衡块(34)，以控制辊筒(30)处于初始平衡位置。

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