CN108375681B - 导带线速度波动检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可用于导带生产线上的导带线速度波动检测系统，该导带线速度波动检测系统包括：用于支撑导带的传动辊组件，该传动辊组件用于复现圆网印花机中导带大角度包裹传动辊的工况；基准编码器，同轴安装在第四传动辊上，用于测量第四传动辊的表面线速度，作为测量导带线速度的基准；轮型编码器，与第一表面贴合安装，用于测量第一表面的实时线速度；高速脉冲捕获装置，以基准编码器输出脉冲增量为基准，捕获轮型编码器输出的脉冲信号；上位机监测软件，用于接收高速脉冲捕获器通过CAN总线发送来的捕获脉冲数据，计算、显示并保存导带表面线速度波动，控制喷码机在导带背面喷印检测结果。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种导带线速度波动检测系统。
背景技术
圆网印花是利用刮刀使圆网内的色浆在压力的驱使下印制到织物上去的一种印花方式，在生产过程通常会采用圆网快捷地进行圆网印花的工艺，圆网一般包括传动辊和用于承载织物的导带，通过传动辊带动导带运动进而带动导带上的织物运动。
当传动辊和导带间形成大包角的情况下，导带与传动辊接触的一面被压缩，而与被压缩的一面相反的另一面则会被拉伸。若压缩层或拉伸层的弹性不一致，则会导致导带承载织物的一面线速度产生波动，从而出现印花的错花现象。因此，圆网印花机对导带的弹性一致性要求极高。
受制于导带生产工艺，导带生产厂家无法保证生产的同一批次导带全部都能适用于圆网印花机，因此迫切需要一种能够在导带生产过程中对导带表面线速度的波动进行在线检测，并喷印标记该批次的导带中有哪些是可用作圆网印花机导带的，哪些是不满足圆网印花要求的，保证只有弹性一致性满足要求的导带流入印花机导带市场，而不满足要求的导带进入对弹性质量要求不高的普通传送带市场，以降低印花机由于导带质量不过关而影响印花质量的可能性。
发明内容
为了解决由于导带质量不过关而影响印花质量问题，本发明实施例提供了一种导带线速度波动检测系统。所述技术方案如下：
本发明提供了一种导带线速度波动检测系统，所述导带线速度波动检测系统包括：用于支承导带的传动辊组件，所述传动辊组件包括相互平行设置的第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊和第四传动辊，所述第一传动辊、所述第二传动辊和所述第三传动辊沿所述导带的传动方向依次布置，所述第一传动辊和所述第三传动辊共面设置且均与所述导带的第一表面贴合，所述第二传动辊位于所述第一传动辊和所述第三传动辊之间且与所述导带的第二表面贴合设置，所述第一表面和所述第二表面为所述导带的相对的两侧面，所述导带位于所述第一传动辊和所述第三传动辊之间的部分处于平直状态，所述导带绕设于所述第四传动辊上且在所述第四传动辊上的包角大于135度；基准编码器，同轴安装在所述第四传动辊上，用于测量所述第四传动辊的表面线速度，作为测量导带线速度波动的基准；轮型编码器，设于所述第二传动辊正上方，并压装在所述第一表面上，用于测量所述第一表面的实时线速度；高速脉冲捕获器，以所述基准编码器输出的脉冲增量为基准，捕获轮型编码器输出的脉冲信号；上位监控计算机，用于接收所述高速脉冲捕获器发送来的捕获脉冲信号，并输出导带线速度波动的检测结果；喷码机，所述上位监控计算机控制所述喷码机在所述第二表面喷印所述检测结果。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述上位监控计算机、所述高速脉冲捕获器和所述喷码机通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线连接并进行数据交换。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述高速脉冲捕获器包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到所述基准编码器脉冲输出端口，所述第二输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到所述轮型编码器脉冲输出端口。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一输入端口的脉冲数每增加脉冲增量基准N，所述高速脉冲捕获器实时捕获所述第二输入端口的脉冲数一次，所述高速脉冲捕获器把所述第一输入端口和所述第二输入端口的脉冲计数值发送给所述上位监控计算机，所述高速脉冲捕获器将所述第二输入端口的脉冲计数值清零。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述脉冲增量基准N由所述上位监控计算机根据下述公式计算：
其中，P1为所述基准编码器每旋转一周所输出的脉冲数，L为用户设定的捕获基准长度，D1为所述第四传动辊的半径，L和D1需使用相同的长度单位，所述脉冲增量基准N在所述导带线速度波动检测系统开始检测前，由所述上位监控计算机写入所述高速脉冲捕获器。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述上位监控计算机根据下述公式计算线速度波动值：
其中，R表示所述导带的第一表面的线速度波动值，P2为所述轮型编码器每旋转一周所输出的脉冲数，D2为所述轮型编码器的测量轮的半径，M为所述高速脉冲捕获器捕获的所述第二输入端口的脉冲计数值，L为用户设定的捕获基准长度，R、D2和L使用相同的长度单位。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述上位监控计算机将检测到的所述第一表面的线速度波动值R以曲线方式实时显示在所述上位监控计算机的检测软件的主界面上，并把检测结果保存到所述检测软件的数据库中，以供用户查询。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述上位监控计算机每隔一个固定距离D，对导带的检测结果进行统计分析，所述检测结果包括：所述固定距离D对应的一段导带的线速度波动的最大值、最小值以及均值，其中，D为所述捕获基准长度L的整数倍。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述上位监控计算机根据所述导带对线速度波动的要求，判断所述固定距离D对应的一段导带是否可用于印花机上，并将判断结果连同生产批号信息发送给所述喷码机，使所述喷码机将所述判断结果、所述检测结果和生产批号喷印在所述第二表面。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述轮型编码器和所述基准编码器皆采用65535线的增量式编码器
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明在导带生产线末端再现圆网印花机中导带大角度包裹传动辊的情景，进行导带表面线速度波动的实时检测，并将检测结果标记在导带上，实现导带在生产过程中的质量跟踪检测。保证导带的弹性一致性满足印刷工艺要求，以降低由于导带质量不过关而影响印花质量的可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例提供的一种导带大角度包裹传动辊工况的装配示意图；
图2是本发明实施例提供的一种导带线速度波动检测系统的传动辊组件和编码器的安装位置示意图；
图3是本发明实施例提供的一种导带线速度波动检测系统的结构示意图；
图中各符号表示含义如下：
1-圆网传动辊，21-压缩层，22-拉伸层，23-中性层，31-第一传动辊，32-第二传动辊，33-第三传动辊，34-第四传动辊，35-第五传动辊，4-导带，41-第一表面，42-第二表面，5-轮型编码器，6-基准编码器，7-高速脉冲捕获器，8-上位监控计算机，9-喷码机，10-CAN总线。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
印花工艺的生产过程中通常会采用圆网快捷地进行圆网印花，圆网通常由圆网传动辊带动导带传动。图1是本发明实施例提供的一种导带大角度包裹传动辊工况的装配示意图，如图1所示，导带4在圆网传动辊1带动下运动时，如果包角a(导带4与传动辊接触弧所对的圆心角被称为包角)过大，例如包角大于135度，尤其是包角在150度～180度时，导带4与圆网传动辊1接触的一面会被压缩，而与被压缩的一面相反的另一面则会被拉伸(参见图1)，其中，拉伸层22和压缩层21之间的中性层23材质无弹性，而拉伸层22和压缩层21则会存在弹性形变，若导带4上的压缩层21和拉伸层22的弹性形变量不一致，则当传动辊1匀速转动时，导带4用于承载织物的一面上的线速度产生波动，进而造成圆网印花出现错花的现象，打印出大量的印花次品，因此圆网印花机中对导带的弹性一致性要求很高，只有大包角下线速度波动小于0.05毫米的导带才能保证生产出合格的圆网印花机产品。而导带生产企业在将导带推向印花机市场时，也需要明确自家的产品是否满足要求。
为了能够在导带生产线上在线检测所生产的导带是否能够满足圆网印花机对导带弹性一致性的要求，本发明实施例提供了一种能够安装在导带生产线末端的导带线速度波动检测系统。图2是本发明实施例提供的一种导带线速度波动检测系统的传动辊组件和编码器的安装结构示意图，参见图2，该导带线速度波动检测系统包括用于支承导带的传动辊组件，该传动辊组件包括相互平行设置的第一传动辊31、第二传动辊32、第三传动辊33和第四传动辊34，第一传动辊31、第二传动辊32和第三传动辊33沿导带4的传动方向依次布置，第一传动辊31和第三传动辊33共面设置且均与导带4的第一表面41贴合，第二传动辊32位于第一传动辊31和第三传动辊33之间且与导带4的第二表面42贴合设置，第一表面41和第二表面42为导带4的相对的两侧面，导带4位于第一传动辊31和第三传动辊33之间的部分处于平直状态，导带4绕设于第四传动辊34上且在第四传动辊34上的包角大于135度。
另外，传动辊组件还可以包括与第一传动辊31平行设置的第五传动辊35，第五传动辊35与导带传动配合，用于将导带引入传动辊组件内，起着导向的作用。第五传动辊35的数量可以根据实际需要设置，本发明实施例对此不作限制。
如图2所示，该导带线速度波动检测系统还包括轮型编码器5，安装于第二传动辊32正上方，靠自身重量压在导带4的第一表面41上，随第一表面41的运动而转动，用于测量第一表面41的实时线速度，输出第二检测脉冲信号。
结合图3，该导带线速度波动检测系统还包括基准编码器6、高速脉冲捕获器7、上位监控计算机8、喷码机9和CAN总线10。基准编码器6同轴安装在第四传动辊34上，用于测量第四传动辊的表面线速度，作为测量导带线速度波动的基准，输出第一检测脉冲信号。高速脉冲捕获器7，以基准编码器6输出的第一检测脉冲信号为基准，捕获轮型编码器5输出的第二检测脉冲信号。上位监控计算机8，用于接收高速脉冲捕获器7发送来的捕获脉冲数据，计算、显示并保存导带表面线速度波动，控制喷码机9在导带4的第二表面42上喷印检测结果。高速脉冲捕获器7、上位监控计算机8和喷码机9通过CAN总线10连接并进行数据交换。
其中，基准编码器6可以为增量式基准编码器，轮型编码器5可以为轮型增量式编码器，增量式基准编码器是一种将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小的装置，其通常与旋转轴或其他转动件同轴连接，而增量式轮型编码器，在增量式编码器的基础上增加了一个滚轮结构，滚轮结构可与直线运动的物体表面接触，从而实现测量直线运动物体位移的目的。
本发明在导带生产线末端再现圆网印花机中导带大角度包裹传动辊的情景，进行导带表面线速度波动的实时检测，并将检测结果标记在导带上，实现导带在生产过程中的质量跟踪检测。保证导带的弹性一致性满足印刷工艺要求，以降低由于导带质量不过关而影响印花质量的可能性。
具体地，高速脉冲捕获器7包括第一输入端口和第二输入端口，第一输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到所述基准编码器6的脉冲输出端口；第二输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到轮型编码器5的脉冲输出端口。其中，一对光电转换器分别设于单模光纤两端，本发明实施例在导带生产现场将脉冲信号转换成光信号传输，可提高脉冲信号传输时的抗干扰能力。
在本发明实施例中，高速脉冲捕获器7第一输入端口的脉冲数每增加脉冲增量基准N，实时捕获第二输入端口的脉冲数一次，通过所述CAN总线10把第一输入端口和第二输入端口的脉冲计数值发送给上位监控计算机8，同时高速脉冲捕获器7把第二输入端口的脉冲计数值清零。
具体实现时，用户可以在上位监控计算机8上配置检测系统的相关参数，其包括：用于计算基准脉冲增量N的基准长度L、第四传动辊34直径D1、轮型编码器5的精度P1、基准编码器6的精度P2、轮型编码器5测试轮的直径D2和当前导带的生产批号，其中，L、D1和D2需使用相同的长度单位如毫米。开始检测前，上位监控计算机8在为高速脉冲捕获器7配置上述基准脉冲增量N时，可根据公式(1)将该基准长度L转换成基准编码器6的脉冲增量基准。
参数配置完毕后，上位监控计算机8通过CAN总线10向高速脉冲捕获器7写入基准脉冲增量N，然后发送启动捕获命令。高速脉冲捕获器7开始自主捕获轮型编码器的脉冲，即高速脉冲捕获器7第一输入端口的脉冲数每增加脉冲增量基准N，实时捕获第二输入端口的脉冲数M一次,并通过CAN总线10将捕获结果主动发送给上位监控计算机8，上位监控计算机8根据公式(2)计算本次捕获的线速度波动：
由于圆网生产要求在传动辊匀速运动的情形下，导带4表面线速度的波动小于0.05毫米，因此检测系统的检测精度应达到0.01毫米，为保证达到0.01毫米的检测精度，轮型编码器5和基准编码器6皆采用65535线的增量式编码器，即在本发明实施例中公式(1)、(2)中P1和P2可取值为65535。
具体实现时，上位监控计算机8将检测到的第一表面41的线速度波动值R以曲线方式实时显示在上位监控计算机8的检测软件的主界面上，并把检测结果保存到检测软件的数据库中，以供用户查询。
实际应用中，上位监控计算机8每隔一个固定距离D，对导带4的检测结果进行统计分析，检测结果包括：固定距离D对应的一段导带4的线速度波动的最大值、最小值以及均值。上位监控计算机8将线速度波动的最大值、最小值以及均值作为检测结果保存到上位监控计算机8的数据库中，例如以导带批号命名的数据表格中，其中，D为检测基准长度L的整数倍。上位监控计算机8将波动检测结果通过CAN总线10发送给喷码机9，使其将检测结果直接打印在导带4第二表面42，方便导带4生产商将导带4的不同段根据波动检测结果投放到不同的应用市场。需要说明的是，波动检测结果还可以包括：导带4该段是否可用作圆网印花机中的相关信息以及导带4生产批号信息，在此不做限制。
具体地，上位监控计算机8根据导带4对线速度波动的要求，判断固定距离D对应的一段导带是否可用于印花机上，并将判断结果连同生产批号信息发送给喷码机9，使喷码机9将判断结果、检测结果和生产批号喷印在第二表面42。
上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)
1.一种导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述导带线速度波动检测系统包括：
用于支承导带的传动辊组件，所述传动辊组件包括相互平行设置的第一传动辊、第二传动辊、第三传动辊和第四传动辊，所述第一传动辊、所述第二传动辊和所述第三传动辊沿所述导带的传动方向依次布置，所述第一传动辊和所述第三传动辊共面设置且均与所述导带的第一表面贴合，所述第二传动辊位于所述第一传动辊和所述第三传动辊之间且与所述导带的第二表面贴合设置，所述第一表面和所述第二表面为所述导带的相对的两侧面，所述导带位于所述第一传动辊和所述第三传动辊之间的部分处于平直状态，所述导带绕设于所述第四传动辊上且在所述第四传动辊上的包角大于135度；
基准编码器，同轴安装在所述第四传动辊上，用于测量所述第四传动辊的表面线速度，作为测量导带线速度波动的基准；
轮型编码器，安装于第二传动辊正上方，靠自身重量压在所述导带第一表面，所述导带前行时带动测量轮转动，测量所述导带第一表面的实时线速度；
高速脉冲捕获器，以所述基准编码器输出的脉冲增量为基准，捕获轮型编码器输出的脉冲信号；
上位监控计算机，用于接收所述高速脉冲捕获器发送来的捕获脉冲数据，计算、显示并保存导带线速度波动的检测结果；
喷码机，用于在所述上位监控计算机的控制下在所述第二表面喷印所述检测结果。
2.根据权利要求1所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述上位监控计算机、所述高速脉冲捕获器和所述喷码机通过CAN总线连接并进行数据交换。
3.根据权利要求1所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述高速脉冲捕获器包括第一输入端口和第二输入端口，所述第一输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到所述基准编码器脉冲输出端口，所述第二输入端口通过一对光电转换器及单模光纤连接到所述轮型编码器脉冲输出端口。
4.根据权利要求3所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述第一输入端口的脉冲数每增加脉冲增量基准N，所述高速脉冲捕获器实时捕获所述第二输入端口的脉冲数一次，所述高速脉冲捕获器把所述第一输入端口和所述第二输入端口的脉冲计数值发送给所述上位监控计算机，所述高速脉冲捕获器将所述第二输入端口的脉冲计数值清零。
5.根据权利要求4所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述脉冲增量基准N由所述上位监控计算机根据下述公式计算：
其中，P1为所述基准编码器每旋转一周所输出的脉冲数，L为用户设定的捕获基准长度，D1为所述第四传动辊的半径，L和D1需使用相同的长度单位，所述脉冲增量基准N在所述导带线速度波动检测系统开始检测前，由所述上位监控计算机写入所述高速脉冲捕获器。
6.根据权利要求4所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述上位监控计算机根据下述公式计算线速度波动值：
其中，R表示所述导带的第一表面的线速度波动值，P2为所述轮型编码器每旋转一周所输出的脉冲数，D2为所述轮型编码器的测量轮的半径，M为所述高速脉冲捕获器捕获的所述第二输入端口的脉冲计数值，L为用户设定的捕获基准长度，R、D2和L使用相同的长度单位。
7.根据权利要求6所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述上位监控计算机将检测到的所述第一表面的线速度波动值R以曲线方式实时显示在所述上位监控计算机的检测软件的主界面上，并把检测结果保存到所述检测软件的数据库中，以供用户查询。
8.根据权利要求7所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述上位监控计算机每隔一个固定距离D，对导带的检测结果进行统计分析，所述检测结果包括：所述固定距离D对应的一段导带的线速度波动的最大值、最小值以及均值，其中，D为所述捕获基准长度L的整数倍。
9.根据权利要求8所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述上位监控计算机根据所述导带对线速度波动的要求，判断所述固定距离D对应的一段导带是否可用于印花机上，并将判断结果连同生产批号信息发送给所述喷码机，使所述喷码机将所述判断结果、所述检测结果和生产批号喷印在所述第二表面。
10.根据权利要求1-9任一项所述的导带线速度波动检测系统，其特征在于，所述轮型编码器和所述基准编码器皆采用65535线的增量式编码器。
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