CN104697778B - 一种纠偏器的测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纠偏器的测试设备，以封闭的环形橡胶带模仿运行带，以交流伺服电机驱动，模拟5m/s以下的不同线速度的运行带运行，且可施加不同大小扰动偏移量，使纠偏器产生纠偏动作，本设备可即时测试出纠偏器的纠偏精度及纠偏相应度指标。
Description
技术领域
本发明涉及纠偏器领域，具体是一种纠偏器的测试设备。
背景技术
工业生产流水线上通常有带状物材运行（如工业传输流水线，造纸设备，包装设备等上的带状物材），统称运行带。由于运行带所处轨道状况不同，运行带各处所受外力变化，常使运行带运行跑偏：运行带朝一侧偏移，偏移量超过一定值，致使工业设备不能正常工作。为此，通常采用在运行带上加纠偏器，纠正运行带向一侧跑偏现象。纠偏器广泛应用在卷取、分切、包装及流水线生产等领域，是工业生产流水线物材偏移的纠正设备，其由机械传动及电气控制系统构成，其结构如图1所示。当运行带沿滚轮轴向位置发生偏移，纠偏器上传感器检测到运行带边缘位置变化，将信号传输到纠偏器控制系统，纠偏器开始纠偏工作。 纠偏器产品生产后，为了验证其精度及响应度指标，需模拟现场环境对纠偏器性能进行测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种纠偏器的测试设备，以实现对纠偏器纠偏精度及纠偏响应度测量。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种纠偏器的测试设备，其特征在于：包括有平台底板，平台底板上左侧安装有主动轮组件，平台底板上右侧安装有扰动轮组件，平台底板上位于主动轮组件、扰动轮组件之间设置有纠偏器支架，纠偏器支架上设置有纠偏器，所述主动轮组件包括一对沿前后方向相对设置且分别竖向连接在平台底板上的主动轮支架，两主动轮支架底部之间转动安装有主动轮，两主动轮支架顶部之间转动安装有滚轮，所述扰动轮组件包括一对沿前后方向相对设置的扰动轮支架，其中一个扰动轮支架上连接有把手，扰动轮支架正下方的平台底板上沿前后方向设置有一对相互平行的直线导轨，直线导轨上滑动安装有滑座，两扰动轮支架底端垂直连接在滑座上，两扰动轮支架顶部之间转动安装有扰动轮，还包括运行带，运行带依次绕过主动轮支架底部主动轮、纠偏器中滚轮、扰动轮支架顶部之间扰动轮、主动轮支架顶部之间滚轮后再绕回主动轮形成环形闭合的运行带结构，所述纠偏器支架左侧连接有簧片张紧机构，簧片张紧机构上方的纠偏器支架左侧还设置有传感器座，所述簧片张紧机构压紧在主动轮组件中两主动轮支架上，所述传感器座位于运行带一侧，传感器座上安装有带U形感应口的传感器，且传感器的U形感应口卡在运行带一侧，所述纠偏器支架左侧顶部还沿左右方向水平滑动安装有刻度尺，且刻度尺尺端朝向运行带。
所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：两直线导轨前、后端之间的平台底板上分别设置有阻尼组件，且阻尼组件的活动端分别与滑座连接。
所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：所述平台底板上还设置有一对沿前后方向一字排列的弹簧，两弹簧各自一端固定在平台底板上，两弹簧另一端分别固定在滑座上。
所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：其中一个主动轮支架上安装有伺服电机，且伺服电机输出轴与主动轮传动连接。
所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：所述平台底板底部还转动安装有设备底轮，平台底板底部两端还分别垂直连接有固定支脚。
本发明以封闭的环形橡胶带模仿运行带，以交流伺服电机驱动，模拟5m/s以下的不同线速度的运行带运行，且可施加不同大小扰动偏移量，使纠偏器产生纠偏动作，本发明可即时测试出纠偏器的纠偏精度及纠偏相应度指标。
本发明的有益效果是：
1、采用了封闭环行的橡胶带模拟工业生产现场带状物材，设备中扰动轮组件结构简洁实用，可靠性高。同时可大尺度模拟工业生产现场带状物材偏移量，以及模拟偏移扰动频率，可有效测量纠偏器纠偏精度及响应速度。
2、皮带传动技术是一门非常成熟的技术，本发明中使用到运行带在主动轮组件、扰动轮组件、纠偏器及纠偏传感器之间连续传动是皮带传动范例：运行带与滚轮之间通过摩擦力传递运动，由于负载小，滚轮滚花后摩擦系数高，加上簧片张紧机构的弹力作用在主动轮组件上，主动轮组件通过安装底板上椭圆形安装孔固定，使运行带保持一定张力，整个设备运行可靠。扰动轮组件安装在2只平行直线导轨上，滑动摩擦力小，易于产生扰动。为了使扰动能及时复位，设备上装有复位弹簧。为了便于限位及减少扰动对设备的冲击，设备上前后装有2只阻尼组件。
3、本发明提出的对于纠偏器精度及响应度测试，可以有效测量工业上大量使用的纠偏器性能指标，避免不合格的纠偏器流入市场影响工业生产。
附图说明
图1为现有技术中纠偏器结构示意图。
图2为本发明结构正视图。
图3为本发明结构俯视图。
图4为本发明结构侧视图。
图5为本发明扰动轮组件部分工作示意图。
具体实施方式
如图2-图5所示，一种纠偏器的测试设备，包括有平台底板1，平台底板1上左侧安装有主动轮组件2，平台底板1上右侧安装有扰动轮组件3，平台底板1上位于主动轮组件2、扰动轮组件3之间设置有纠偏器支架4，纠偏器支架4上设置有纠偏器5，主动轮组件2包括一对沿前后方向相对设置且分别竖向连接在平台底板1上的主动轮支架2-1，两主动轮支架2-1底部之间转动安装有主动轮2-4，两主动轮支架2-1顶部之间转动安装有滚轮2-2，扰动轮组件3包括一对沿前后方向相对设置的扰动轮支架3-1，其中一个扰动轮支架3-1上连接有把手3-2，扰动轮支架3-1正下方的平台底板1上沿前后方向设置有一对相互平行的直线导轨3-3，直线导轨3-3上滑动安装有滑座，两扰动轮支架3-1底端垂直连接在滑座上，两扰动轮支架3-1顶部之间转动安装有扰动轮3-4，还包括运行带6，运行带6依次绕过主动轮支架2-1底部主动轮2-4、纠偏器5中滚轮、扰动轮支架3-1顶部之间扰动轮3-4、主动轮支架2-1顶部之间滚轮2-2后再绕回主动轮2-4形成环形闭合的运行带结构，纠偏器支架4左侧连接有簧片张紧机构7，簧片张紧机构7上方的纠偏器支架4左侧还设置有传感器座，簧片张紧机构7压紧在主动轮组件2中两主动轮支架2-1上，传感器座位于运行带6一侧，传感器座上安装有带U形感应口的传感器8，且传感器8的U形感应口卡在运行带6一侧，纠偏器支架4左侧顶部还沿左右方向安装有刻度尺9，且刻度尺9尺端朝向运行带6。
两直线导轨3-3前、后端之间的平台底板上分别设置有阻尼组件3-5，且阻尼组件3-5的活动端分别与滑座连接。
平台底板1上还设置有一对沿前后方向一字排列的弹簧3-6，两弹簧3-6各自一端固定在平台底板1上，两弹簧3-6另一端分别固定在滑座上。
其中一个主动轮支架上安装有伺服电机2-3，且伺服电机2-3输出轴与主动轮传动连接。
平台底板1底部还转动安装有设备底轮10，平台底板1底部两端还分别垂直连接有固定支脚11。
本发明设计生产一个环型的橡胶带作为运行带，主动轮组件滚轮端面装有支撑轴与传动轴，伺服电机与传动轴通过连接套连接，用于驱动主动轮组件中滚轮。滚轮与运行带压紧，滚轮表面加工成网纹滚花，以增加滚轮与运行带之间摩擦力，确保滚轮与运行带同步运行（见图5）。
簧片张紧机构保持运行带与滚轮之间的压紧力，通过滚轮驱动运行带在主动轮组件、扰动轮组件、纠偏器之间连续运行，运行带与滚轮之间不能滑动。
扰动轮组件正下方设有两根平行直线导轨，导轨安装在平台底板上，直线导轨与主动轮组件、扰动轮组件的安装位置平行，沿直线导轨的偏移量通过运行带传递到纠偏器的传感器上。
外力作用在把手时，扰动轮组件沿直线导轨前后运动，扰动轮组件滚轮牵连运行带产生偏移。由于作用在把手上外力可以随机（包括大小、频率），运行带产生偏移量也是随机的。扰动牵连运行带前后最大偏移量可达到100mm,运行带边缘产生相同的偏移量。同时，为了提高系统稳定性，在扰动轮组件安装底板增加了两根复位弹簧作为机械复位机构。扰动轮产生偏移随运行带运动传递至纠偏器上，进入传感器U形感应口的运行带边缘发生偏移，传感器测试出运行带边缘位置并与预先设定的位置相比较，将其偏移量转化为与之成比例的电信号。纠偏控制器接收传感器探测到的偏移信号，信号经放大校准输出到驱动电路，驱动电路根据信号的大小控制纠偏器内部电机的运转角度，纠偏器丝杆将角位移量转成线位移量，推动纠偏器滚轮偏转一定的角度，将皮带的边缘牵连运动至原先设定位置，从而实现纠偏。经过纠偏后的运行带通过刻度尺，测出其偏移量大小。
伺服电机由伺服调速器控制转速：通过直流电源调节旋钮控制伺服驱动器输入电压信号量，从而改变电机旋转磁场频率，达到控制电机转速。使该设备能模拟0～1500转/分（线速度为0～5m/秒）任何一状态下的工作环境。
通过调设不同的电机转速，在把手处施加不同大小的扰动偏移量，测试纠偏器纠偏精度；单位时间内，增加扰动次数，测试纠偏器响应速度。
纠偏器精度测试：
预先通过纠偏控制器、传感器设定运行带基准位置。在扰动把手处施加扰动，使运行带产生不同大小的偏移量，通过纠偏器纠偏，标尺即可读出每次纠偏后的偏移量大小，通过数据处理得出纠偏精度。通过电机调速器调速，使运行带转速不断增加，测试不同运行速度下纠偏器的纠偏精度。
纠偏器纠偏响应速度测试：
通过扰动把手，提高作用扰动的频率，测出运行带经纠偏器纠偏后的偏移量大小，经数据处理，确定纠偏器纠偏精度与扰动频率关联的响应度。
Claims (5)
1.一种纠偏器的测试设备，其特征在于：包括有平台底板，平台底板上左侧安装有主动轮组件，平台底板上右侧安装有扰动轮组件，平台底板上位于主动轮组件、扰动轮组件之间设置有纠偏器支架，纠偏器支架上设置有纠偏器，所述主动轮组件包括一对沿前后方向相对设置且分别竖向连接在平台底板上的主动轮支架，两主动轮支架底部之间转动安装有主动轮，两主动轮支架顶部之间转动安装有滚轮，所述扰动轮组件包括一对沿前后方向相对设置的扰动轮支架，其中一个扰动轮支架上连接有把手，扰动轮支架正下方的平台底板上沿前后方向设置有一对相互平行的直线导轨，直线导轨上滑动:安装有滑座，两扰动轮支架底端垂直连接在滑座上，两扰动轮支架顶部之间转动安装有扰动轮，还包括运行带，运行带依次绕过主动轮支架底部主动轮、纠偏器中滚轮、扰动轮支架顶部之间扰动轮、主动轮支架顶部之间滚轮后再绕回主动轮形成环形闭合的运行带结构，所述纠偏器支架左侧连接有簧片张紧机构，簧片张紧机构上方的纠偏器支架左侧还设置有传感器座，所述簧片张紧机构压紧在主动轮组件中两主动轮支架上，所述传感器座位于运行带一侧，传感器座上安装有带U形感应口的传感器，且传感器的U形感应口卡在运行带一侧，所述纠偏器支架左侧顶部还沿左右方向水平滑动安装有刻度尺，且刻度尺尺端朝向运行带。
2.根据权利要求1所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：两直线导轨前、后端之间的平台底板上分别设置有阻尼组件，且阻尼组件的活动端分别与滑座连接。
3.根据权利要求1所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：所述平台底板上还设置有一对沿前后方向一字排列的弹簧，两弹簧各自一端固定在平台底板上，两弹簧另一端分别固定在滑座上。
4.根据权利要求1所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：其中一个主动轮支架上安装有伺服电机，且伺服电机输出轴与主动轮传动连接。
5.根据权利要求1所述的一种纠偏器的测试设备，其特征在于：所述平台底板底部还转动安装有设备底轮，平台底板底部两端还分别垂直连接有固定支脚。
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