CN103043482A - 一种宽铅带生产线收卷自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽铅带生产线收卷自动控制系统，设置在进带装置之后，包括PLC控制系统和收卷装置，收卷装置用于接收进带装置送入的铅带，宽铅带生产线自动控制系统还包括设置在进带装置与收卷装置之间的缓冲机构，PLC控制系统通过监测缓冲机构的状态判断铅带的张力变化，并根据判断结果控制收卷装置的收卷速度，以使铅带的张力处于可接受的范围之内。缓冲机构例如由角度传感器、托板以及气缸组成，还可配合监测转矩电流和设置自动切换控制，以更精确地控制张力，使其处于可接受的范围之内，避免出现被过度拉伸或者拉断等情形，保证了产品的质量，并且本发明投入较少，改造投产周期极短。

Description

一种宽铅带生产线收卷自动控制系统

技术领域

本发明涉及一种用于铅带收卷的控制系统，特别涉及一种宽铅带生产线收卷自动控制系统。

 

背景技术

现有的铅带生产主要包括对铅进行提炼、铸造、切带、轧制、吹干等工序，最后对制作好的铅带进行收卷以方便保存和运输。而在收卷过程中通常有一个进带装置使得铅带以一定的速度持续进入，还有一个收卷装置以一定的速度接收进入的铅带，该收卷装置包括收卷滚轮，铅带随收卷滚轮的转动绕在收卷滚轮上以完成收卷。然而，若进带装置由于某种影响进入速度变大，而收卷滚轮转动的速度没有相应调整，则会出现铅带在进带装置与收卷装置之间堆积的情形，使得收卷滚轮上的铅带卷不是在所期望的张力范围内收卷，进而影响产品质量。

先前人工操作的手动收卷倒不会出现这种情形，但由于采用目测方式，致使工作效率低下，耗费大量人工，在流水线自动化的趋势下已被淘汰。

现有的一种收卷是通过设定收卷公式根据圈数来计算收卷速度，虽然能大致实现自动收卷，但由于不够精确和考虑情形不全面，在运行中还是存在诸如损坏卷材等不少问题。

另外，由于一个收卷滚轮所能收卷的铅带总量是一定的，因此在收卷滚轮收卷完成并经切刀切断后，需要有专人停下机器，取下收卷滚轮上收卷好的铅带之后再开启机器继续上述过程，从而降低了工作效率，提高了时间成本，还需大量人员专门操作，不利于企业的生产发展。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，为了精确控制铅带的张力变化，本发明提供了一种宽铅带生产线收卷自动控制系统，将现有技术的机械结构的配合转化成电气控制与机械机构的配合，引入PLC控制系统和缓冲机构，PLC控制系统通过监测缓冲机构的状态控制收卷的速度，再配合变频器的转矩电流以达到精确控制张力在可接受的范围内的目的，并配合切带前的自动切换控制，以在精确控制张力的同时完成切带的自动切换，从而使得收卷过程中铅带的张力在可接受的范围之内，并且使得切带与收卷能自动完成。

 

本发明一种宽铅带生产线收卷自动控制系统，设置在进带装置之后，包括PLC控制系统和收卷装置，所述收卷装置用于接收进带装置送入的铅带，宽铅带生产线自动控制系统还包括设置在进带装置与收卷装置之间的缓冲机构，PLC控制系统通过监测缓冲机构的状态判断铅带的张力变化，并根据判断结果控制收卷装置的收卷速度，以使铅带的张力处于可接受的范围之内。

进一步地，缓冲机构包括角度传感器、气缸、第一托板、第二托板和压带轴，缓冲机构整体呈三角形，两个托板分别构成该三角形的两边，气缸构成该三角形的第三边，角度传感器设置在两托板连接处，其中第一托板固定不动，在绕角度传感器转动的第二托板的另一端上设置用于压宽铅带的压带轴。

进一步地，角度传感器用于测量第二托板现状态与起始状态之间的夹角变化，并将夹角变化反馈至PLC控制系统，在气缸被拉伸至最长位置时第二托板处于起始状态，此时第二托板现状态与起始状态的夹角为第一角度；在气缸被压缩至最短位置时，第二托板现状态与起始状态的夹角为第二角度，由于PLC控制系统控制收卷装置的收卷滚轮速度增快，第二托板所承担铅带的重力作用降低，致使气缸缓慢恢复至拉伸状态，从而使得第二托板在第一角度与第二角度之间绕着角度传感器旋转。

进一步地，收卷装置包括收卷电机和用于接收输送的宽铅带的收卷滚轮，所述收卷滚轮由变频器控制，收卷滚轮的轮廓外侧还设有抱紧装置。

进一步地，PLC控制系统通过变频器获取转矩电流，以判断收卷滚轮卷径上的铅带张力变化，并根据监测的张力变化结果控制收卷滚轮的收卷速度，以使铅带的张力处于可接受的范围之内。

进一步地，转矩电流处于两个定值之间，转矩电流越大则铅带张力越大，转矩电流越小则铅带张力越小。

进一步地，收卷滚轮有两个，分别由两个变频器控制，宽铅带生产线收卷自动控制系统还包括一个自动换向切刀，用于受PLC控制系统控制切除一收卷滚轮收卷的铅带并将后续的铅带转换到另一收卷滚轮上。

进一步地，PLC控制系统通过以太网控制变频器。

进一步地，收卷电机包括编码器，并通过编码器实时监测收卷电机的角速度值。

进一步地，PLC控制系统还可配置触摸屏，通过人工从触摸屏输入参数，配置收卷电机的角速度。

 

本发明设置PLC控制系统和缓冲机构，通过对缓冲机构的监测控制收卷的速度，避免了在进带装置速度增大时，铅带在进带装置与收卷装置之间堆积的情形，使得铅带的张力变化在可接受的范围之内，并通过PLC控制系统监测转矩电流，进一步精确控制收卷的速度，还配合切带前的自动切换控制，以在精确控制张力的同时完成切带的自动切换，从而使得收卷过程中铅带的张力在可接受的范围之内，并且使得切带与收卷能自动完成。

本发明在收卷全程采用动态控制，响应的速度极大，保证了产品的质量，并且本发明投入较少，改造投产周期极短，利于企业的生产发展。

 

附图说明

图1为本发明的具体结构示意图；

图2为本发明的控制原理示意图；

图3为本发明的缓冲机构的第一角度示意图；

图4为本发明的缓冲机构的第二角度示意图；

图5为本发明的缓冲机构的结构示意图；

图6为本发明与精轧工序相结合的结构示意图。

1缓冲机构、2压紧气缸、3铅带、4切带和换道装置、5角度传感器、6气缸、7压带轴、8牵引辊道、9粗轧机、10粗轧机A、11精轧机、12针型微动开关

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。

 

实施例1

如图1—5所示，本发明一种宽铅带生产线收卷自动控制系统，设置在进带装置之后，包括PLC控制系统和收卷装置，收卷装置用于接收进带装置送入的铅带，宽铅带生产线自动控制系统还包括设置在进带装置与收卷装置之间的缓冲机构1，缓冲机构1包括角度传感器5、气缸6、第一托板、第二托板和压带轴7，缓冲机构1整体呈三角形，两个托板分别构成该三角形的两边，气缸6构成该三角形的第三边，角度传感器5设置在两托板连接处，第一托板固定不动，在绕角度传感器5转动的第二托板的另一端上设置压带轴7用于压紧铅带，与铅带3相连的牵引辊道8通过旋转提供铅带3前进的动力。

缓冲机构1的初始状态如图3所示，此时进带装置的进入速度与收卷装置的收卷速度达到平衡，气缸6被拉伸，缓冲机构1位于第一角度位置；若进带装置由于某种变化使得进带速度增大，则在进带装置与收卷装置之间的铅带3则由于两者速度的不平衡而出现堆积的情形，随着铅带3堆积越来越多，缓冲机构1受堆积的铅带3的重力作用，气缸6被缓慢压缩，缓冲机构1的第二托板也随气缸6的压缩绕着角度传感器5向下旋转，由于角度传感器5一直将其所监测的第二托板现状态与初始状态之间的夹角反馈至PLC控制系统，而PLC控制系统也一直收到角度传感器5所监测的夹角。当缓冲机构1受堆积在进带装置与收卷装置之间铅带3的重力作用，其气缸6被压缩至极限位置时，即缓冲机构1处于第二角度状态时，PLC控制系统则启动控制收卷装置的收卷滚轮的收卷速度，即通过控制与收卷滚轮相连的收卷电机的转速，控制收卷滚轮的收卷角速度增大。此时，由于收卷滚轮的收卷速度增大，且增大后的速度大于进带的速度，使得堆积在进带装置与收卷装置之间的铅带3越来越少，气缸6也随之逐渐被拉伸，第二托板也随之绕角度传感器5向上旋转，当缓冲机构1恢复至第一角度状态，即初始状态时，PLC控制系统根据角度传感器5监测的角度值，控制收卷滚轮的收卷速度降低，以避免过度拉伸甚至拉断铅带3。

若进带装置由于某种变化使得进带速度降低，此时缓冲机构1的角度传感器5就无法通过监测角度变化而使PLC控制系统控制收卷滚轮的收卷速度，此时由于铅带3的张力增大，设置在PLC控制系统与收卷电机之间的变频器上的转矩电流就将随之增大，PLC控制系统因此控制收卷滚轮的收卷速度减小，使得铅带3的张力减小。若进带装置由于某种变化使得进带速度增大，此时PLC控制系统除了监测缓冲机构1的角度传感器5，还监测变频器的转矩电流；此时变频器的转矩电流减小，PLC控制系统根据转矩电流的减小再结合上述的缓冲机构1是否处于第二角度状态，一同控制收卷滚轮的收卷速度增大，进而使得铅带3的张力增大。PLC控制系统如此控制收卷速度，反复循环。转矩电流因此也设置有第一定值和第二定值，监测的转矩电流在第一定值与第二定值之间变化。

综上，本发明中的缓冲机构1在第一角度与第二角度之间变化，转矩电流在第一定值与第二定值之间变化，均使得铅带3的张力处于可接受的范围。

在此基础上，还配合设置有切带和换道装置4，用于切断铅带3，并将铅带3更换至不同的收卷通道。在第一收卷滚轮即将收卷满铅带3时，PLC控制系统通过控制切带和换道装置4，首先切断输送至第一收卷滚轮和第一收卷通道的铅带3，并立即将铅带3更换至第二收卷通道，此时一方面第二收卷滚轮接收通过第二收卷通道输送来的铅带3并将铅带3旋绕在第二收卷滚轮上，另一方面第一收卷滚轮将切断后剩余在第一收卷通道上的铅带3旋绕在第一收卷滚轮上，之后通过收卷滚轮的轮廓外侧设置的抱紧装置挤压成形。收卷好的铅带由另外的机械抓手取下后，送至传递装置，并经传递装置送出。在第二收卷滚轮即将收卷满铅带3时，PLC控制系统重复上述过程，只是将铅带3输送至第一收卷通道，由第一收卷滚轮旋绕。如此重复循环。

收卷滚轮的数量不限于两个，可以设置多个。每个收卷滚轮均由单独的变频器连接，PLC控制系统通过控制每个收卷滚轮的变频器进而控制收卷滚轮的运转、抱紧装置的抱紧、切刀的切断以及收卷通道的更换。

PLC控制系统通过以太网控制变频器。收卷电机包括编码器，并通过编码器实时监测收卷电机的角速度值。PLC控制系统还可配置触摸屏，通过人工从触摸屏输入参数，配置收卷电机的角速度。

 

实施例2

如图6所示，本实施例中的缓冲机构1可设置在轧制工序中的粗轧机与精轧机之间，由于粗轧机与精轧机的轧制速度不同，可能在粗轧机与精轧机之间引起铅带3堆积的情形，通过设置缓冲机构1，可有效地监测铅带3堆积情形，由PLC控制系统控制较少堆积，使得轧制后的铅带其张力符合产品要求。本实施例的其他结构与控制原理均与实施例1相同。

 

本发明的收卷材料不限于铅带，也可为其他的卷材。

本发明设置PLC控制系统和缓冲机构，通过对缓冲机构的监测控制收卷的速度，避免了在进带装置速度增大时，铅带在进带装置与收卷装置之间堆积的情形，使得铅带的张力变化在可接受的范围之内，并通过PLC控制系统监测转矩电流，进一步精确控制收卷的速度，还配合切带前的自动切换控制，以在精确控制张力的同时完成切带的自动切换，从而使得收卷过程中铅带的张力在可接受的范围之内，并且使得切带与收卷能自动完成。

本发明在收卷全程采用动态控制，响应的速度极大，保证了产品的质量，并且本发明投入较少，改造投产周期极短，利于企业的生产发展。

本发明一种宽铅带生产线收卷自动控制系统不限于上述列举出的实施例。所属技术领域的技术人员应当熟知，以上描述仅是本发明的具体实施例，在本发明构思的基础上对本发明所做出的任何形式上的改变或修改都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种宽铅带生产线收卷自动控制系统，设置在进带装置之后，包括PLC控制系统和收卷装置，所述收卷装置用于接收进带装置送入的铅带，其特征在于：所述宽铅带生产线自动控制系统还包括设置在进带装置与收卷装置之间的缓冲机构，PLC控制系统通过监测缓冲机构的状态判断铅带的张力变化，并根据判断结果控制收卷装置的收卷速度，以使铅带的张力处于可接受的范围之内。

2.根据权利要求1所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述缓冲机构包括角度传感器、气缸、第一托板、第二托板和压带轴，所述缓冲机构整体呈三角形，两个托板分别构成该三角形的两边，气缸构成该三角形的第三边，角度传感器设置在两托板连接处，其中第一托板固定不动，在绕角度传感器转动的第二托板的另一端上设置用于压宽铅带的压带轴。

3.根据权利要求2所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，角度传感器用于测量第二托板现状态与起始状态之间的夹角变化，并将夹角变化反馈至PLC控制系统，在气缸被拉伸至最长位置时第二托板处于起始状态，此时第二托板现状态与起始状态的夹角为第一角度；在气缸被压缩至最短位置时，第二托板现状态与起始状态的夹角为第二角度，由于PLC控制系统控制收卷装置的收卷滚轮速度增快，第二托板所承担铅带的重力作用降低，致使气缸缓慢恢复至拉伸状态，从而使得第二托板在第一角度与第二角度之间绕着角度传感器旋转。

4.根据权利要求3所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述收卷装置包括收卷电机和用于接收输送的宽铅带的收卷滚轮，所述收卷滚轮由变频器控制，收卷滚轮的轮廓外侧还设有抱紧装置。

5.根据权利要求1—4任意一项所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统通过变频器获取转矩电流，以判断收卷滚轮卷径上的铅带张力变化，并根据监测的张力变化结果控制收卷滚轮的收卷速度，以使铅带的张力处于可接受的范围之内。

6.根据权利要求5所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，转矩电流处于两个定值之间，转矩电流越大则铅带张力越大，转矩电流越小则铅带张力越小。

7.    根据权利要求6所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述收卷滚轮有两个，分别由两个变频器控制，所述宽铅带生产线收卷自动控制系统还包括一个自动换向切刀，用于受PLC控制系统控制切除一收卷滚轮收卷的铅带并将后续的铅带转换到另一收卷滚轮上。

8.    根据权利要求7所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统通过以太网控制变频器。

9.根据权利要求8所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述收卷电机包括编码器，并通过编码器实时监测收卷电机的角速度值。

10.根据权利要求9所述的宽铅带生产线收卷自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制系统还可配置触摸屏，通过人工从触摸屏输入参数，配置收卷电机的角速度。

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