CN105383982A - 一种放膜控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种放膜控制系统，包括机架，该系统还包括固设在机架上顺连的存膜机构和放膜机构，使膜依次通过存膜机构、放膜机构传送至夹膜棒处；放膜机构包括送膜单元、用于监测送膜单元膜张力的张力监测单元、驱动送膜单元放膜的驱动单元；张力监测单元中检测距离传感器直接控制放膜变频器，将检测到的距离信号转换为放膜变频器的输出频率信号，根据反映膜张力的距离参数调整控制变频电机的转速，从而控制放膜速率。本发明放膜控制系统结构简单、自动化程度高、能有效控制稳定放膜使膜始终保持一定的张力，不被拉紧也不至于松散。

Description

一种放膜控制系统
技术领域
本发明属于包装机械技术领域，具体涉及一种放膜控制系统。
背景技术
通常在大罐装、圆周体产品等的生产线或装配线上，如铜卷、大桶奶粉、大桶化工品等，其表面需要覆盖一层薄膜，从而与周围环境隔离，防止氧化、防止灰尘，确保物品干净、整洁，不被污染。现有技术中，放膜装置主要是物品以自定速度旋转，放膜系统不运动，适用于轻重量物品包装系统。并且在张力控制上达不到标准，放膜电机速度慢了，膜可能会被拉断；放膜电机速度快了的话，膜也可能很松散，无法覆盖到产品周围。
因此，本领域技术人员亟需提供一种结构简单、自动化程度高、有效控制稳定放膜的放膜控制系统。
发明内容
针对上述不足，本发明针对大体积、大重量的物品包装提供了一种结构简单、自动化程度高、有效控制稳定放膜的放膜控制系统。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种放膜控制系统，包括机架，该系统还包括固设在机架上顺连的存膜机构和放膜机构，使膜依次通过存膜机构、放膜机构传送至夹膜棒处；放膜机构包括送膜单元、用于监测送膜单元膜张力的张力监测单元、驱动送膜单元放膜的驱动单元；且所述张力监测单元通过控制驱动单元以调整放膜速度。
优选的，所述驱动单元包括变频电机、放膜变频器；变频电机的信号输入端与放膜变频器的信号输出端相连，放膜变频器的信号输入端与张力监测单元的信号输出端相连；
其中，变频电机通过传动机构与送膜单元相连，所述传动机构包括设在电机输出端的同步带轮A、同步带、同步带轮B、与同步带轮B同轴设置的小齿轮、与小齿轮啮合的大齿轮。
进一步的，所述送膜单元包括轴向平行设置的过渡辊A、过渡辊B、送膜辊筒B、送膜辊筒A、张紧辊、过渡辊C；
其中，变频电机通过同步带带动同步带轮B、与同步带轮B同轴设置的送膜辊筒A转动；送膜辊筒A通过小齿轮带动大齿轮、与大齿轮同轴设置的送膜辊筒B转动，且所述大齿轮与送膜辊筒B之间通过电磁离合器实现连通或松开。
进一步的，所述张力监测单元包括设在送膜单元中间部分的凸轮以及在凸轮邻近处设置的检测距离传感器，检测距离传感器的信号输出端连接放膜变频器的输入端；所述张紧辊通过支杆固定在凸轮中心，在凸轮中心还通过连接杆固连有放膜气弹簧，所述放膜气弹簧通过凸轮配合张紧辊相应运动；
所述检测距离传感器、凸轮、张紧辊、放膜气弹簧构成将检测距离传感器与凸轮之间的距离转换成放膜张力的配合。
进一步的，所述凸轮呈椭圆形状；没有放膜时，放膜气弹簧处于最大伸展状态时，检测距离传感器距离凸轮位置最远；开始放膜后，膜被拉紧，相应拉动张紧辊，放膜气弹簧随张紧辊的移动被压缩，凸轮旋转，离检测距离传感器更接近。
进一步的，当凸轮和检测距离传感器的距离到设定值时，检测距离传感器输出信号控制放膜变频器输出启动变频电机，电磁离合器得电，使放膜单元中送膜辊筒A、送膜辊筒B带动膜跟随变频电机运行；放膜变频器将检测距离传感器输入的距离信号转换为频率输出信号。
优选的，所述存膜机构包括缠绕膜和存膜辊桶，缠绕膜放置在存膜辊桶上，存膜机构还包括对缠绕膜进行顶压的压紧单元。
进一步的，所述压紧单元包括对缠绕膜沿轴向进行压紧的第一压紧单元、对缠绕膜沿径向进行压紧的第二压紧单元。
进一步的，所述第一压紧单元包括将缠绕膜固定在存膜辊桶上的膜卷上压头和膜卷下压头；所述第一压紧单元还通过调节旋钮而移动齿轮、带动齿条沿导向套调节调节轴的上下高度，来调节膜卷的压紧力。
进一步的，所述第二压紧单元包括依次顺连的刹车板、转轴和存膜气弹簧，存膜气弹簧一端通过转轴与刹车板连接，另一端固定；所述存膜气弹簧通过转轴顶紧刹车板上的刹车片，以径向压紧缠绕膜。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明使膜依次通过存膜机构、放膜机构传送至夹膜棒处；具体的在放膜过程中，放膜机构通过将检测距离传感器与凸轮之间的距离信号传输至放膜变频器，通过调整变频器的参数，输出相应的频率参数，从而放膜变频器控制变频电机驱动送膜辊筒A、送膜辊筒B以一定的速度放膜。
本发明放膜变频器将检测距离传感器检测到的距离信号转换为频率输出信号，根据反映膜张力的距离参数调整控制变频电机的转速，从而控制放膜速率，可以让膜始终保持一定的张力，使膜即不被拉紧也不至于松散，在自动化程度较高的前提下有效控制了稳定放膜。
2)、本发明中放膜机构中送膜单元与张力监测单元的配合能够实时反映膜的张力，张力监测单元包括设在送膜单元中间部分的凸轮以及在凸轮邻近处设置的检测距离传感器，检测距离传感器与放膜变频器电连接；送膜单元中的张紧辊通过支杆固定在凸轮中心，在凸轮中心还通过连接杆固连有放膜气弹簧，使放膜气弹簧通过凸轮的转动配合张紧辊作相应运动，在开始放膜的过程中放膜气弹簧随张紧辊压缩时，放膜气弹簧对膜有着与出膜方向相反的作用力，防止张紧辊的进一步顺移，使处于自由拉动状态膜不被拉断，为使膜始终保持一定的张力垫定基础。
3)、本发明张力监测单元中凸轮呈椭圆形状；没有放膜时，放膜气弹簧处于最大伸展状态时，检测距离传感器距离凸轮位置最远；开始放膜后，膜被拉紧，相应拉动张紧辊，放膜气弹簧随张紧辊的移动被压缩，凸轮旋转，离检测距离传感器更接近；当凸轮和检测距离传感器的距离到设定值时，检测距离传感器输出信号控制放膜变频器输出启动变频电机，电磁离合器得电，使放膜单元中送膜辊筒A、送膜辊筒B带动膜跟随变频电机运行。
该单元设置结构简单，使得放膜变频器可以根据检测距离传感器输出的距离信号判断膜的实时张力，进而相应调整输出频率，以调整变频电机的速度，最终调整膜的张力直至稳定放膜，张力监测单元配合送膜单元有效保证了本系统运行的可靠性，达到有效控制稳定放膜的目的。
4)、本发明在大齿轮与送膜辊筒B之间设置电磁离合器，可以控制送膜辊筒B的速度，当电磁离合器吸合得电后，送膜辊筒B就由变频电机驱动，而不是在膜运动带动的拉力下自由运行了，进一步保证了本发明放膜的稳定性。
5)、本发明存膜机构中缠绕膜放置在存膜辊桶上，且缠绕膜通过膜卷上压头和膜卷下压头固定在存膜辊桶上；同时存膜机构中还设有对缠绕膜沿轴向进行压紧的第一压紧单元、对缠绕膜沿径向进行压紧的第二压紧单元，使膜稳定有序的传送至送膜单元，为送膜单元的稳定运行提供支持。
附图说明
图1为本发明的主视结构简示图。
图2为本发明的俯视结构简示图。
图3为本发明张紧辊的原始位置图。
图4为本发明张紧辊的动作位置图。
图中标注符号的含义如下：
1-机架10-平台11-底座
2-放膜机构20-驱动单元21-送膜单元22-张力监测单元
201-变频电机202-同步带轮A203-同步带
204-同步带轮B205-小齿轮206-大齿轮
207-电磁离合器208-上轴承209-下轴承
210-送膜辊筒A211-送膜辊筒B212A-过渡辊A
212B-过渡辊B212C-过渡辊C213-张紧辊
220-凸轮221-检测距离传感器222-放膜气弹簧
3-存膜机构30-缠绕膜
301-存膜辊桶302-轴承303-膜卷上压头304-旋钮
305-调节轴306-齿条307-齿轮308-导向套
309-膜卷下压头310-刹车板311-刹车片312-转轴
313-存膜气弹簧
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1～4，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种放膜控制系统，包括机架1，该系统还包括固设在机架1上顺连的存膜机构3和放膜机构2，使膜依次通过存膜机构3、放膜机构2传送至夹膜棒处；放膜机构2包括送膜单元21、用于监测送膜单元21膜张力的张力监测单元22、驱动送膜单元21放膜的驱动单元20；且所述张力监测单元22通过控制驱动单元20以调整放膜的速度。
放膜机构
驱动单元——所述驱动单元20包括变频电机201、放膜变频器；变频电机201的信号输入端与放膜变频器的信号输出端相连，放膜变频器的信号输入端与张力监测单元22的信号输出端相连；
其中，变频电机201通过传动机构与送膜单元21相连，所述传动机构包括设在电机输出端的同步带轮A202、同步带203、同步带轮B204、与同步带轮B204同轴设置的小齿轮205、与小齿轮205啮合的大齿轮206。
送膜单元——所述送膜单元21包括轴向平行设置的过渡辊A212A、过渡辊B212B、送膜辊筒B211、送膜辊筒A210、张紧辊213、过渡辊C212C；其中，送膜辊筒B211通过上轴承208、下轴承209固定在机架1的底座11与平台10之间；同样的，送膜辊筒A210通过上、下轴承固定在机架底座11与平台10之间；
其中，变频电机201通过同步带203带动同步带轮B204、与同步带轮B204同轴设置的送膜辊筒A210转动；送膜辊筒A210通过小齿轮205带动大齿轮206、与大齿轮206同轴设置的送膜辊筒B211转动，且所述大齿轮206与送膜辊筒B211之间通过电磁离合器207实现连通或松开。
张力监测单元——所述张力监测单元22包括设在送膜单元21中间部分的凸轮220以及在凸轮220邻近处设置的检测距离传感器221，检测距离传感器221与放膜变频器电连接；所述张紧辊213通过支杆固定在凸轮220中心，在凸轮220中心还通过连接杆固连有放膜气弹簧222，所述放膜气弹簧222通过凸轮220配合张紧辊213相应运动；
所述检测距离传感器221、凸轮220、张紧辊213、放膜气弹簧222构成将检测距离传感器221与凸轮220之间的距离转换成放膜张力的配合。
所述凸轮220呈椭圆形状；没有放膜时，放膜气弹簧222处于最大伸展状态时，检测距离传感器221距离凸轮220位置最远；开始放膜后，膜被拉紧，相应拉动张紧辊213，放膜气弹簧222随张紧辊213的移动被压缩，凸轮220旋转，离检测距离传感器221更接近。
当凸轮220和检测距离传感器221的距离到设定值时，检测距离传感器221输出信号控制放膜变频器输出启动变频电机201，电磁离合器207得电，使放膜单元21中送膜辊筒A210、送膜辊筒B211带动膜跟随变频电机201运行；放膜变频器将检测距离传感器221输入的距离信号转换为频率输出信号。
存膜机构
所述存膜机构3包括存膜辊桶301和缠绕膜30，缠绕膜30放置在存膜辊桶31上，存膜机构3还包括对缠绕膜30进行顶压的压紧单元。
所述压紧单元包括对缠绕膜30沿轴向进行压紧的第一压紧单元、对缠绕膜30沿径向进行压紧的第二压紧单元。
所述第一压紧单元包括将缠绕膜30固定在存膜辊桶301上的膜卷上压头303和膜卷下压头309，膜卷上压头303和膜卷下压头309均通过轴承302固定在存膜辊桶301上；所述第一压紧单元还通过调节旋钮304而移动齿轮307、带动齿条306沿导向套308调节调节轴305的上下高度，来调节膜卷的压紧力。
所述第二压紧单元包括依次顺连的刹车板310、转轴312和存膜气弹簧313，存膜气弹簧一端通过转轴312与刹车板连接，另一端固定；所述存膜气弹簧313通过转轴312顶紧刹车板310上的刹车片311，以径向压紧缠绕膜30。
下面结合附图对本系统的放膜过程作出如下的详细说明。
如图2所示，首先打开刹车板310把缠绕膜30放置在存膜辊桶301上，通过膜卷上压头303和膜卷下压头309压紧。通过调节旋钮304移动齿轮307带动齿条306通过导向套308调节调节轴305的上下高度，来调节膜卷的压紧力。然后合上刹车板，存膜气弹簧313通过转轴312顶紧刹车片311，从而径向压紧缠绕膜30。膜通过轴向平行设置的过渡辊A212A、过渡辊B212B、送膜辊筒B211、送膜辊筒A210、张紧辊213、过渡辊C212C依次送至夹膜棒处。
未开始放膜时张紧辊213及放膜气弹簧222、凸轮220等位置如图3所示。此时放膜气弹簧222处于最大伸展状态，检测距离传感器221距离凸轮220位置最远。变频电机201、电磁离合器207均处于失电状态。
开始放膜时，变频电机201带动放膜机构2，此时膜被拉紧，拉动张紧辊213，放膜气弹簧222被压缩、凸轮220旋转，位置如图4所示。此时膜处于自由拉动状态。变频电机201、电磁离合器207仍处于失电状态。膜被越拉越紧，张紧辊213在以凸轮220中心为圆心，以支杆为半径的圆周轨道上继续移动，放膜气弹簧222再次被压缩，凸轮220继续旋转，离检测距离传感器221更接近。直至凸轮220和检测距离传感器221的距离到设定值时，放膜变频器判断距离信号，并输出频率信号启动变频电机201。变频电机201驱动同步带轮A202通过同步带203带动同步带轮B204及送膜辊筒A210转动；由于电磁离合器207得电后，大齿轮206与送膜辊筒B211连通，送膜辊筒A210通过小齿轮205带动大齿轮206及送膜辊筒B211转动。此时送膜辊筒A210、送膜辊筒B211带动膜跟随变频电机201运行。
膜辊筒A210、送膜辊筒B211主动送膜后，膜的张力减小，在放膜气弹簧222作用下，张紧辊213以凸轮220为中心沿圆周方向往初始位置移动，凸轮220和检测距离传感器221之间的距离变大，放膜变频器判别接受到检测距离传感器221信号后，频率变低，控制变频电机201速度降低。
在后续持续放膜的过程中，通过调整检测距离传感器221信号与频率之间的关系，可以让膜始终保持一定的张力，使膜即不被拉紧也不至于松散。

Claims (10)

1.一种放膜控制系统，包括机架(1)，其特征在于：该系统还包括固设在机架(1)上顺连的存膜机构(3)和放膜机构(2)，使膜依次通过存膜机构(3)、放膜机构(2)传送至夹膜棒处；放膜机构(2)包括送膜单元(21)、用于监测送膜单元膜张力的张力监测单元(22)、驱动送膜单元(21)放膜的驱动单元(20)，且所述张力监测单元(22)通过控制驱动单元(20)调整放膜速度。
2.根据权利要求1所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述驱动单元(20)包括变频电机(201)、放膜变频器；变频电机(201)的信号输入端与放膜变频器的信号输出端相连，放膜变频器的信号输入端与张力监测单元(22)的信号输出端相连；
其中，变频电机(201)通过传动机构与送膜单元(21)相连，所述传动机构包括设在电机输出端的同步带轮A(202)、同步带(203)、同步带轮B(204)、与同步带轮B(204)同轴设置的小齿轮(205)、与小齿轮(205)啮合的大齿轮(206)。
3.根据权利要求2所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述送膜单元(21)包括轴向平行设置的过渡辊A(212A)、过渡辊B(212B)、送膜辊筒B(211)、送膜辊筒A(210)、张紧辊(213)、过渡辊C(212C)；
其中，变频电机(201)通过同步带(203)带动同步带轮B(204)、与同步带轮B(204)同轴设置的送膜辊筒A(210)转动；送膜辊筒A(210)通过小齿轮(205)带动大齿轮(206)、与大齿轮(206)同轴设置的送膜辊筒B(211)转动，且所述大齿轮(206)与送膜辊筒B(211)之间通过电磁离合器(207)实现连通或松开。
4.根据权利要求3所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述张力监测单元(22)包括设在送膜单元(21)中间部分的凸轮(220)以及在凸轮(220)邻近处设置的检测距离传感器(221)，检测距离传感器(221)的信号输出端连接放膜变频器的输入端；所述张紧辊(213)通过支杆固定在凸轮(220)中心，在凸轮(220)中心还通过连接杆固连有放膜气弹簧(222)，所述放膜气弹簧(222)通过凸轮(220)配合张紧辊(213)相应运动；
所述检测距离传感器(221)、凸轮(220)、张紧辊(213)、放膜气弹簧(222)构成将检测距离传感器(221)与凸轮(220)之间的距离转换成放膜张力的配合。
5.根据权利要求4所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述凸轮(220)呈椭圆形状；没有放膜时，放膜气弹簧(222)处于最大伸展状态时，检测距离传感器(221)距离凸轮(220)位置最远；开始放膜后，膜被拉紧，相应拉动张紧辊(213)，放膜气弹簧(222)随张紧辊(213)的移动被压缩，凸轮(220)旋转，离检测距离传感器(221)更接近。
6.根据权利要求5所述的一种放膜控制系统，其特征在于：当凸轮(220)和检测距离传感器(221)的距离到设定值时，检测距离传感器(221)输出信号控制放膜变频器输出启动变频电机(201)，电磁离合器(207)得电，使放膜单元(21)中送膜辊筒A(210)、送膜辊筒B(211)带动膜跟随变频电机(201)运行；放膜变频器将检测距离传感器(221)输入的距离信号转换为频率输出信号。
7.根据权利要求1所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述存膜机构(3)包括存膜辊桶(301)和缠绕膜(30)，缠绕膜(30)放置在存膜辊桶(301)上，存膜机构(3)还包括对缠绕膜(30)进行顶压的压紧单元。
8.根据权利要求7所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述压紧单元包括对缠绕膜(30)沿轴向进行压紧的第一压紧单元、对缠绕膜(30)沿径向进行压紧的第二压紧单元。
9.根据权利要求8所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述第一压紧单元包括将缠绕膜(30)固定在存膜辊桶(301)上的膜卷上压头(303)和膜卷下压头(309)；所述第一压紧单元还通过调节旋钮(304)而移动齿轮(307)、带动齿条(306)沿导向套(308)调节调节轴(305)的上下高度，来调节膜卷的压紧力。
10.根据权利要求8所述的一种放膜控制系统，其特征在于：所述第二压紧单元包括依次顺连的刹车板(310)、转轴(312)和存膜气弹簧(313)，存膜气弹簧(313)一端通过转轴(312)与刹车板连接，另一端固定；所述存膜气弹簧(313)通过转轴(312)顶紧刹车板(310)上的刹车片(311)，以径向压紧缠绕膜(30)。
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