CN107963494A - 一种张力控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种张力控制系统，涉及光缆技术领域。包括控制机构和用于检测金属带的张力的检测机构。控制机构与检测机构通讯连接，控制机构用于接收由检测机构提供的金属带的张力信息以对用于驱动金属带的牵引机进行调控。其中，当金属带的张力大于预设值时，控制机构调控牵引机并使牵引机的牵引速率降低。其能够大大降低生产过程中断带的风险，有效保证生产流程的顺利进行，提高生产效率和产品质量，减少原料浪费。
Description
技术领域
本发明涉及光缆技术领域，特别是针对金属带加工设备技术领域，具体而言，涉及一种张力控制系统。
背景技术
用于光缆行业的金属带(钢、铝等)需要经过滚齿、涂油膏、卷曲等工序。但是目前在生产过程中，金属带时常会出现断带的情况，直接影响了生产效率和产品质量，同时对原材料的浪费也给公司造成了巨大的经济损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种张力控制系统，其能够大大降低生产过程中断带的风险，有效保证生产流程的顺利进行，提高生产效率和产品质量，减少原料浪费。
本发明的实施例是这样实现的：
一种张力控制系统，其包括：控制机构和用于检测金属带的张力的检测机构。控制机构与检测机构通讯连接，控制机构用于接收由检测机构提供的金属带的张力信息以对用于驱动金属带的牵引机进行调控。其中，当金属带的张力大于预设值时，控制机构调控牵引机并使牵引机的牵引速率降低。
进一步地，检测机构还用于检测金属带的材质并将金属带的材质信息发送至控制机构，控制机构还用于根据材质信息调用金属带所对应的张力预设值。
进一步地，检测机构包括用于检测金属带材质的颜色传感器和用于检测金属带张力的张力传感器。
进一步地，张力控制系统还包括导向板，颜色传感器朝向导向板的板面设置，导向板开设有通孔以使颜色传感器能够检测从导向板另一侧通过的金属带。
进一步地，检测机构还用于检测金属带的宽度并将金属带的宽度信息发送至控制机构，控制机构还用于根据宽度信息调用金属带所对应的张力预设值。
进一步地，检测机构包括用于检测金属带宽度的漫反射传感器和用于检测金属带张力的张力传感器。
进一步地，张力控制系统还包括导向板，漫反射传感器朝向导向板的板面设置并用于检测从导向板该侧通过的金属带。
进一步地，张力控制系统还包括用于对金属带进行传输的导辊组件。导辊组件包括辊体和辊架。辊体包括辊筒和辊轴，辊筒可转动地套设于辊轴。辊架的两侧均设有滑轨，辊体架设于辊架且其两端分别可滑动地与两个滑轨配合；滑轨的端部与辊轴由弹性件连接，弹性件用于向辊轴施加朝滑轨靠近金属带的一侧滑动的驱动力。检测机构包括用于检测金属带张力的张力传感器，张力传感器设于辊架的远离金属带的一侧。弹性件能够用于缓冲金属带振动而对辊体产生的撞击。
进一步地，弹性件为液压缓冲器。
进一步地，张力控制系统还包括远程操控机构，远程操控机构与控制机构通讯连接，远程操控机构用于向控制机构发布控制命令以使控制机构调控牵引机的牵引速率。
本发明实施例的有益效果是：
本申请的发明人研究发现：金属带运动的动力来源于牵引机，而牵引机的牵引速率(即转速)直接决定了金属带的张力。一般情况下，牵引速率越大，金属带的张力也越大。如果对牵引机的牵引速率控制不当，例如牵引机的牵引速率过大，就会直接导致金属带的张力变大，从而会使金属带的断带风险急剧升高，从而引发金属带断带的问题。这恰好就是目前在生产过程中金属带断带的主要原因。
本发明实施例提供的张力控制系统利用检测机构来检测金属带的张力，并将检测得到的金属带的张力信息发送给控制机构。控制机构接收到由检测机构提供的金属带的张力信息后，会将由检测机构检测得到的张力和预设值进行比较。若金属带的张力大于预设值，那么控制机构就调控牵引机使牵引机的牵引速率降低，从而达到减小金属带张力的目的。
检测机构对金属带张力的检测和控制机构对牵引机的牵引速率的调控都是动态进行的，一旦出现金属带的张力大于预设值的情况，控制机构就会调控牵引机使牵引机的牵引速率降低。随着牵引机的牵引速率降低，金属带的张力逐渐减小，直到金属带的张力小于或等于预设值后，控制机构才会停止对牵引机的调控，从而确保金属带的张力位于预设值的范围内。通过提前设定预设值，张力控制系统就能够将金属带的张力控制在预设值的范围内，避免金属带的张力过大而导致断带。从而大大提高了生产的连续性和生产效率，保证了生产流程的顺利进行，提高了产品质量并减少了原料浪费。
另一方面，张力控制系统适用于流水线生产和连续化生产，张力控制系统能够实时地对金属带的张力进行调整和控制，确保金属带张力处于适宜的范围，从而保证生产的顺利进行。其自动化程度高，使用方便，能够大大减少人工参与度，提高自动化程度，有助于形成规模化的高质量生产线。
总体而言，本发明实施例提供的张力控制系统能够大大降低生产过程中断带的风险，有效保证生产流程的顺利进行，提高生产效率和产品质量，减少原料浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的张力控制系统的第一视角的示意图；
图2为图1中的张力控制系统的第二视角的示意图；
图3为图2中的张力控制系统的内部结构示意图；
图4为图3中的A区域的放大图；
图5为图2中的张力控制系统中的导辊组件的示意图；
图6为图1中的张力控制系统的第三视角的示意图；
图7为图6中的张力控制系统的内部结构示意图；
图8为图1中的张力控制系统的第四视角的示意图。
图标：1000-张力控制系统；100-控制机构；200-检测机构；210- 颜色传感器；220-张力传感器；230-漫反射传感器；300-壳体；310- 内腔；320-进带口；330-出带口；400-导辊组件；410-辊体；411-辊筒；412-辊轴；420-辊架；421-滑轨；430-封块；510-液压缓冲器；511-活动端；600-导出辊；700-导向板；710-通孔；810-导轨；820- 调节丝杆；830-信捷文本显示器；900-金属带。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
请参照图1～图8，本实施例提供一种张力控制系统1000。张力控制系统1000包括：控制机构100和用于检测金属带900的张力的检测机构200。
控制机构100与检测机构200通讯连接，控制机构100用于接收由检测机构200提供的金属带900的张力信息以对用于驱动金属带 900的牵引机进行调控。其中，当金属带900的张力大于预设值时，控制机构100调控牵引机并使牵引机的牵引速率降低。
本申请的发明人研究发现：金属带900运动的动力来源于牵引机，而牵引机的牵引速率(即转速)直接决定了金属带900的张力。一般情况下，牵引速率越大，金属带900的张力也越大。如果对牵引机的牵引速率控制不当，例如牵引机的牵引速率过大，就会直接导致金属带900的张力变大，从而会使金属带900的断带风险急剧升高，从而引发金属带900断带的问题。这恰好就是目前在生产过程中金属带900断带的主要原因。
张力控制系统1000利用检测机构200来检测金属带900的张力，并将检测得到的金属带900的张力信息发送给控制机构100。控制机构100接收到由检测机构200提供的金属带900的张力信息后，会将由检测机构200检测得到的张力和预设值进行比较。若金属带900的张力大于预设值，那么控制机构100就调控牵引机使牵引机的牵引速率降低，从而达到减小金属带900张力的目的。
检测机构200对金属带900张力的检测和控制机构100对牵引机的牵引速率的调控都是动态进行的，一旦出现金属带900的张力大于预设值的情况，控制机构100就会调控牵引机使牵引机的牵引速率降低。随着牵引机的牵引速率降低，金属带900的张力逐渐减小，直到金属带900的张力小于或等于预设值后，控制机构100才会停止对牵引机的调控，从而确保金属带900的张力位于预设值的范围内。通过提前设定预设值，张力控制系统1000就能够将金属带900的张力控制在预设值的范围内，避免金属带900的张力过大而导致断带。从而大大提高了生产的连续性和生产效率，保证了生产流程的顺利进行，提高了产品质量并减少了原料浪费。
另一方面，张力控制系统1000适用于流水线生产和连续化生产，张力控制系统1000能够实时地对金属带900的张力进行调整和控制，确保金属带900张力处于适宜的范围，从而保证生产的顺利进行。其自动化程度高，使用方便，能够大大减少人工参与度，提高自动化程度，有助于形成规模化的高质量生产线。
具体地，在本实施例中，控制机构100与牵引机通讯连接。张力控制系统1000包括壳体300。壳体300呈长方体状，检测机构200 设于壳体300的内腔310。壳体300的一个侧壁开设有与内腔310连通的进带口320，在相邻侧壁开设有与内腔310连通的出带口330。
进一步地，检测机构200还用于检测金属带900的材质并将金属带900的材质信息发送至控制机构100，控制机构100还用于根据材质信息调用金属带900所对应的张力预设值。具体地，检测机构200 包括用于检测金属带900材质的颜色传感器210和用于检测金属带900张力的张力传感器220，颜色传感器210和张力传感器220均与控制机构100通讯连接。
进一步地，检测机构200还用于检测金属带900的宽度并将金属带900的宽度信息发送至控制机构100，控制机构100还用于根据宽度信息调用金属带900所对应的张力预设值。具体地，检测机构200 还包括用于检测金属带900宽度的漫反射传感器230，漫反射传感器 230与控制机构100通讯连接。
请参阅图3～图5，在本实施例中，张力控制系统1000还包括用于对金属带900进行传输的导辊组件400。导辊组件400包括辊体410 和辊架420。辊体410包括辊筒411和辊轴412，辊筒411可转动地套设于辊轴412。辊架420的两侧均设有滑轨421，辊体410架设于辊架420且其两端分别可滑动地与两个滑轨421配合。滑轨421的靠近金属带900的一端与辊轴412由弹性件连接，弹性件用于向辊轴 412施加朝滑轨421靠近金属带900的一端滑动的驱动力，在自然状态下，辊轴412位于滑轨421的靠近金属带900的一端。张力传感器 220设于辊架420的远离金属带900的一侧。
当金属带900通过辊体410时，张力传感器220能够测得金属带 900的张力。当金属带900在传输过程中发生抖动时，金属带900会对辊体410产生撞击，弹性件则能够用于缓冲金属带900振动而对辊体410产生的撞击。当撞击发生时，金属带900撞击辊筒411使辊轴412拉伸弹性件而使辊轴412沿滑轨421朝远离金属带900的一端滑动，当撞击力消失后，弹性件又重新将辊轴412拉回滑轨421的靠近金属带900的一端，从而对撞击力进行缓冲。从而提高张力传感器 220对金属带900张力测量的准确性，避免使张力传感器220检测到的张力大幅变化而导致控制机构100频繁地调控牵引机的牵引速率，使得整个生产过程的稳定性得到了提高。
需要说明的是，在本发明的其他的实施例中，滑轨421的远离金属带900的一端和辊轴412之间也可以连接弹性件，或者滑轨421 的两端和辊轴412之间都连接弹性件。弹性件可以是：弹簧、液压缓冲器510、波纹管等。
进一步地，在本实施例中，弹性件为液压缓冲器510。
进一步地，辊架420两侧的滑轨421均为条形通孔710，滑轨421 分别由辊架420的两侧的端部凹陷形成。滑轨421的远离开口的端部嵌设了液压缓冲器510，液压缓冲器510由滑轨421的远离其开口的端部朝辊架420内部嵌设。液压缓冲器510的活动端511朝滑轨421的靠近开口的一端延伸并与辊轴412连接。滑轨421的开口由封块 430封闭。自然状态下，液压缓冲器510的活动端511将辊轴412推向封块430并使辊轴412与封块430相抵。
通过以上设计，利用液压缓冲器510来对金属带900振动而对辊体410产生的撞击进行缓冲。且由于金属带900对辊体410的撞击力不一定是均匀分布的，可能导致辊轴412不规则振动，而将滑轨421 设计成条形通孔710则有利于辊轴412沿滑轨421滑动，避免辊轴412卡死，确保缓冲作用正常稳定。
进一步地，液压缓冲器510的活动端511贯穿辊轴412和封块 430，沿活动端511的轴向，活动端511与辊轴412固定连接，活动端511与封块430活动连接。通过该设计，当辊轴412压缩液压缓冲器510使活动端511运动时，能够保证活动端511平稳地运动并使活动端511准确复位。
进一步地，在本实施例中，张力控制系统1000还具有导出辊600，导辊组件400和导出辊600均设于内腔310，导辊组件400位于进带口320处，导出辊600位于出带口330处。颜色传感器210和漫反射传感器230也设于内腔310，颜色传感器210和漫反射传感器230均朝向金属带900设置。
当金属带900由进带口320进入内腔310后，金属带900经辊筒 411和导出辊600的传导从出带口330离开。在金属带900运动过程中，颜色传感器210对金属带900的材质进行检测，漫反射传感器 230对金属带900的宽度进行检测，张力传感器220对金属带900的张力进行检测。当检测到的这些信息反馈至控制机构100之后，控制机构100根据金属带900的材质和宽度调用相应的张力预设值。
控制机构100会将预设值和张力传感器220检测得到的张力进行比较：若预设值大于张力传感器220检测得到的张力，则表明金属带 900的张力处于正常范围，可以继续进行生产而无需对牵引机进行调控；如果预设值小于张力传感器220检测得到的张力，则表明金属带 900的张力已经超出正常范围，继续工作会很容易发生断带，此时控制机构100会对牵引机进行调控，使牵引机的牵引速率降低，从而使金属带900的张力减小，结合后续检测，当金属带900的张力重新小于预设值之后，则停止对牵引机的调控。
需要说明的是，若预设值等于张力传感器220检测得到的张力，则表明金属带900的张力处于正常范围的边缘，若继续工作，张力也很容易超出正常范围。此时控制机构100会对牵引机进行调控，使牵引机的牵引速率降低，从而使金属带900的张力回到正常范围内。
进一步地，请参阅图1～8，张力控制系统1000还包括导向板700，导向板700设于内腔310，导向板700的一端设于进带口320的远离辊筒411的一侧，导向板700的另一端延伸至出带口330。导向板700 能够使生产开始之前金属带900穿带更加方便，当金属带900从进带口320穿入内腔310时，金属带900被导向板700承接，金属带900 能够沿着导向板700运动，并从导向板700的另一端经出带口330 穿出，从而完成穿带。
进一步地，在本实施例中，颜色传感器210朝向导向板700的板面设置且位于导向板700的远离辊筒411的一侧，导向板700开设有通孔710以使颜色传感器210能够检测金属带900。利用导向板700 的隔离作用，不仅能够将颜色传感器210设置在距离金属带900较近的位置，提高检测的准确度，还能够有效避免颜色传感器210被金属带900划伤。
漫反射传感器230则设于导向板700的辊筒411所在的一侧，漫反射传感器230朝向导向板700设置，以对从导向板700出通过的金属带900的宽度进行检测。
进一步地，在本实施例中，控制机构100为PLC。不同金属带 900的材质、宽度所对应的张力预设值预先写入PLC。颜色传感器 210、张力传感器220和漫反射传感器230三者可以都由数据传输线与控制机构100通讯连接。在本实施例中，控制机构100也设于内腔 310。
进一步地，张力控制系统1000还包括远程操控机构，远程操控机构与控制机构100通讯连接，远程操控机构与控制机构100之间可以利用以太网作为通讯媒介，远程操控机构用于向控制机构100发布控制命令以使控制机构100调控牵引机的牵引速率，同时远程操控机构还用于对控制机构100的预设值进行远程修改。
进一步地，在本实施例中，壳体300的底部还设置有导轨810 和调节丝杆820，壳体300可滑动地与导轨810配合。调节丝杆820 用于调节壳体300在导轨810上的相对位置。通过以上设计，便于对壳体300的位置进行调节，从而便于在不同情况下金属带900的穿带工作的正常进行。
进一步地，在本实施例中，张力控制系统1000还设置有信捷文本显示器830。信捷文本显示器830与控制机构100通过数据传输线通讯连接，信捷文本显示器830可以用于显示金属带900的张力、预设值、宽度和材质等信息，当然，也可以根据实际需要，改变或调整信捷文本显示器830显示的信息内容。
综上所述，张力控制系统1000能够大大降低生产过程中断带的风险，有效保证生产流程的顺利进行，提高生产效率和产品质量，减少原料浪费。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种张力控制系统，其特征在于，包括：控制机构和用于检测金属带的张力的检测机构；所述控制机构与所述检测机构通讯连接，所述控制机构用于接收由所述检测机构提供的所述金属带的张力信息以对用于驱动所述金属带的牵引机进行调控；
其中，当所述金属带的张力大于预设值时，所述控制机构调控所述牵引机并使所述牵引机的牵引速率降低。
2.根据权利要求1所述的张力控制系统，其特征在于，所述检测机构还用于检测所述金属带的材质并将所述金属带的材质信息发送至所述控制机构，所述控制机构还用于根据所述材质信息调用所述金属带所对应的张力预设值。
3.根据权利要求2所述的张力控制系统，其特征在于，所述检测机构包括用于检测所述金属带材质的颜色传感器和用于检测所述金属带张力的张力传感器。
4.根据权利要求3所述的张力控制系统，其特征在于，所述张力控制系统还包括导向板；所述颜色传感器朝向所述导向板的板面设置，所述导向板开设有通孔以使所述颜色传感器能够检测从所述导向板另一侧通过的所述金属带。
5.根据权利要求1所述的张力控制系统，其特征在于，所述检测机构还用于检测所述金属带的宽度并将所述金属带的宽度信息发送至所述控制机构，所述控制机构还用于根据所述宽度信息调用所述金属带所对应的张力预设值。
6.根据权利要求5所述的张力控制系统，其特征在于，所述检测机构包括用于检测所述金属带宽度的漫反射传感器和用于检测所述金属带张力的张力传感器。
7.根据权利要求6所述的张力控制系统，其特征在于，所述张力控制系统还包括导向板，所述漫反射传感器朝向所述导向板的板面设置并用于检测从所述导向板该侧通过的所述金属带。
8.根据权利要求1所述的张力控制系统，其特征在于，所述张力控制系统还包括用于对所述金属带进行传输的导辊组件；所述导辊组件包括辊体和辊架；所述辊体包括辊筒和辊轴，所述辊筒可转动地套设于所述辊轴；所述辊架的两侧均设有滑轨，所述辊体架设于所述辊架且其两端分别可滑动地与两个所述滑轨配合；所述滑轨的端部与所述辊轴由弹性件连接，所述弹性件用于向所述辊轴施加朝所述滑轨靠近所述金属带的一侧滑动的驱动力；所述检测机构包括用于检测所述金属带张力的张力传感器，所述张力传感器设于所述辊架的远离所述金属带的一侧；
所述弹性件能够用于缓冲所述金属带振动而对所述辊体产生的撞击。
9.根据权利要求8所述的张力控制系统，其特征在于，所述弹性件为液压缓冲器。
10.根据权利要求1所述的张力控制系统，其特征在于，所述张力控制系统还包括远程操控机构，所述远程操控机构与所述控制机构通讯连接，所述远程操控机构用于向所述控制机构发布控制命令以使所述控制机构调控所述牵引机的牵引速率。
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Citations (5)
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| CN1823394A (zh) * | 2003-07-17 | 2006-08-23 | 平河福泰克株式会社 | 用于线材的带卷绕装置及一种制造带卷绕绝缘线芯的系统 |
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2017
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