CN108946282A - 用于纠偏装置的精度检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷材绕卷纠偏领域，具体涉及一种用于纠偏装置的精度检测系统及方法，该系统包括：绕卷机构、检测机构、纠偏机构、纠偏控制模块和控制面板；绕卷机构包括主动辊、从动辊、第一伺服电机和第二伺服电机；主动辊和从动辊之间设置有多个导向辊；纠偏机构包括用于安装主动辊的安装座，主动辊和安装座转动连接，安装座下设置有滑轨，安装座和滑轨滑动连接，安装座一侧设置有推缸，推缸包括伸缩杆，伸缩杆和安装座固定连接；检测机构包括卷材一侧设置的第一光电传感器和第二光电传感器，第一光电传感器和第二光电传感器用于检测卷材边缘是否偏移，第一光电传感器固定在安装座上，第一光电传感器和第二光电传感器之间设置有导向辊。

Description

用于纠偏装置的精度检测系统及方法

技术领域

本发明涉及卷材绕卷纠偏领域，具体涉及一种用于纠偏装置的精度检测系统及方法。

背景技术

在工业生产过程中，为了便于运输与存放，许多原材料都是卷曲处理的，在进入加工生产之前，都要对其进行拉伸处理。然而，对这些卷材在拉伸过程中，很难保持直线拉伸，难免会发生卷材偏移的现象，导致卷材拉伸不均甚至脱落，造成卷材的损坏。

所谓卷材偏移是指卷材在运行过程中由于受到各种干扰力的作用，不能保持直线运行而使其幅宽中心线(或边线)偏离基准中心线(或基准边线)，导致材料的蛇形跑偏。产生跑偏有诸多原因，如传动辊之间的轴线不平行、传动辊表面不呈圆柱形、传动辊两端的直径差异、机械部件的震动以及各部件速度和张力的变化失调等。

对于卷材偏移的问题，现有技术中提出了以纠偏装置实现卷材的纠偏过程，但是若纠偏装置的纠偏精度高，肉眼便无法清楚的查看到纠偏效果，也就无法确定纠偏精度的大小，不便于对纠偏装置进行改进。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于纠偏装置的精度检测系统，以便于对纠偏装置的纠偏精度进行检测。

本发明提供的基础方案为：用于纠偏装置的精度检测系统，包括：绕卷机构、检测机构、纠偏机构、纠偏控制模块和控制面板；

绕卷机构包括用于收卷的主动辊、用于放卷的从动辊、用于控制主动辊转动的第一伺服电机和用于控制从动辊转动的第二伺服电机；主动辊和从动辊之间设置有多个导向辊；

纠偏机构包括用于安装主动辊的安装座，主动辊和安装座转动连接，安装座下设置有滑轨，安装座和滑轨滑动连接，安装座一侧设置有推缸，推缸包括伸缩杆，伸缩杆和安装座固定连接；

检测机构包括卷材一侧设置的第一光电传感器和第二光电传感器，第一光电传感器和第二光电传感器用于检测卷材边缘是否偏移，第一光电传感器固定在安装座上，第一光电传感器和第二光电传感器之间设置有导向辊，第二光电传感器固定在导向辊旁，第一光电传感器和第二光电传感器与纠偏控制模块信号连接；

纠偏控制模块用于接收第一光电传感器和第二光电传感器发送的电信号，并在卷材发生偏转时控制纠偏机构动作；

控制面板用于将第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材偏移量以输出波显示。

本发明的优点在于：1、第一光电传感器固定在安装座上，用于对纠偏前的卷材边缘进行检测，当检测到卷材边缘偏移后便发送相应的电信号给纠偏控制模块，然后纠偏控制模块控制纠偏机构执行相应的纠偏动作进行纠偏，实现了卷材绕卷过程中的实时纠偏，避免了卷材绕卷过程中的偏移；

2、第二光电传感器和第一光电传感器并没有相邻安装，第二光电传感器用于检测纠偏后的卷材是否偏移，然后第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材边缘偏移情况在控制面板上以输出波的形式进行显示，便于直接观察卷材在纠偏前和纠偏后的偏移情况，同时便于对该卷材偏移情况进行分析得出纠偏精度。

进一步，还包括张力检测模块和张力调整模块，张力检测模块用于检测主动辊和从动辊之间卷材的张力大小变化值，张力检测模块包括霍尔传感器，霍尔传感器用于检测主动辊和从动辊上卷材的绕卷圈数，然后根据卷材的绕卷圈数和单层卷材厚度计算主动辊和从动辊上卷材绕卷厚度，之后将计算的绕卷厚度值和预先存储的拟算绕卷厚度值进行比较，当两者之间的差距大于预设差值时便发送一个对应的调节指令给张力调整模块，张力调整模块接收到张力检测模块发送的调节指令后改变第一伺服电机的转速或第二伺服电机的转速；所述拟算绕卷厚度值是主动辊和从动辊上张力最佳时主动辊和从动辊上绕卷厚度随着时间变化的数值。

由于拟算绕卷厚度值反应的是主动辊和从动辊上张力最佳时主动辊和从动辊上绕卷厚度随着时间变化的数值，即计算的绕卷厚度值若与拟算的绕卷厚度值出现偏差，则主动辊和从动辊之间卷材之间的张紧力便一定出现了变化，这时，通过张力调整模块自动控制第一伺服电机或第二伺服电机的转速变化便能实现张力的调整。对张力进行调整的目的在于，若张力过大，则可能导致卷材绷断，卷材的绕卷工作便无法继续，若张力过小，则可能导致卷材偏移晃动量大，影响纠偏精度。通过张力检测模块和张力调整模块的设置，便于增加卷材纠偏精度，且第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材偏移进行输出波显示后，将这个输出波和没有设置张力检测模块和张力调整模块前的输出波进行对比，判断增加了张力检测模块和张力调整模块后纠偏精度的变化值。

进一步，还包括数据下载模块，数据下载模块用于用户对控制面板上显示的输出波进行下载。

数据下载模块用于用户将不同时间段控制面板上显示的输出波进行下载，然后根据下载的输出波分析不同时间段纠偏机构纠偏精度变化，若同样的纠偏机构但在不同时间段出现纠偏精度变化，便可根据纠偏精度变化值寻找导致其变化的原因。

进一步，还包括卷材绕卷厚度检测机构，卷材绕卷厚度检测机构设置在主动辊上，卷材绕卷厚度检测机构包括第一量板和第二量板，第一量板固定在安装座底面上，第一量板和第二量板之间固定有伸缩杆，伸缩杆上固定有滑动变阻器，滑动变阻器上连接有电源和电流传感器，电流传感器和张力调整模块电连接，所述滑动变阻器中流过的电流量随着伸缩杆的伸缩而变化。

由于主动辊用于收卷卷材，在卷材收卷过程中可能会因为卷材绕卷时张力的不同导致主动辊上绕卷卷材厚度发生变化，而从动辊便不会存在这个问题，所以将卷材绕卷厚度检测机构设置在主动辊上，卷材绕卷厚度检测机构对主动辊上卷材绕卷厚度进行检测时，滑动变阻器安装在第一量板和第二量板之间，当第一量板和第二量板之间的间距变化后，滑动变阻器上的电阻值便会随之发生变化，而第一量板和第二量板之间的间距直接反应了主动辊上卷材绕卷厚度的变化，即随着主动辊上卷材绕卷厚度的变化，电流传感器将检测到不同大小的电流值，然后电流传感器将这个电流值发送给张力调整模块，张力调整模块接收到该电流值后判断该电流值是否属于最佳电流值大小，若不属于最佳电流值大小，则表示张力大小不属于需求张力大小，这时便调整第一伺服电机或第二伺服电机转动速度，以此来实现卷材张力的调整。与只通过霍尔传感器检测主动辊上卷材厚度相比，检测更加准确。

另外，针对用于纠偏装置的精度检测系统，还公开了一种用于纠偏装置的精度检测方法，包括如下步骤：

S1、第一光电传感器对卷材纠偏前的偏移量进行检测，并在检测过程中发送相应的电信号给纠偏控制模块；

S2、纠偏控制模块接收到第一光电传感器发送的电信号后控制纠偏机构进行纠偏，第二光电传感器对卷材纠偏后的偏移量进行检测；

S3、第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材偏移量以输出波的形式在控制面板上进行显示。

通过步骤S1-S3，通过对纠偏前后卷材的偏移情况进行检测，然后以输出波的形式进行显示，便于直接观察获得纠偏装置的纠偏精度变化。

进一步，在步骤S3后，通过张力检测模块实时对卷材张力进行检测，并在张力发生变化时通过张力调整模块进行张力调整，然后通过控制面板查看进行张力调整后纠偏机构的纠偏精度变化。

对通过对张力进行调整进而实现纠偏机构纠偏精度的调整，便于绕卷机构能够更好的完成绕卷工作。

附图说明

图1为本发明实施例一中绕卷机构的结构示意图；

图2为本发明实施例一中纠偏机构的结构示意图；

图3为本发明实施例二中卷材绕卷厚度检测机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：从动辊1、卷材2、主动辊3、第一光电传感器4、第二光电传感器5、安装架6、安装座7、第二伺服电机8、推缸9、滑轨10、摇杆11、挡杆12、第一量板13、滑槽14、滑块15、接地板16、伸缩杆17、第二量板18。

实施例一

用于纠偏装置的精度检测系统，包括：绕卷机构、检测机构、纠偏机构、纠偏控制模块、控制面板、数据下载模块、张力检测模块以及张力调整模块。

如图1所示，绕卷机构包括安装架6、主动辊3、从动辊1、第一伺服电机和第二伺服电机8，主动辊3用于收卷卷材2，从动辊1用于放卷卷材2，第一伺服电机的输出轴和主动辊3固定连接，第二伺服电机8的输出轴和从动辊1固定连接，主动辊3和从动辊1之间设置有多个导向辊，导向辊的个数根据实际需求设置，本实施例中导向辊的个数为九个，导向辊转动连接在安装架6上；主动辊3和从动辊1均安装在安装座7上，主动辊3和从动辊1均与安装座7转动连接。

如图2所示，纠偏机构包括安装在安装座7底部的滑轨10，安装座7和滑轨10滑动配合，安装座7旁设置有推缸9，推缸9包括伸缩杆17，推缸9的伸缩杆17和安装座7固定连接，推缸9用于推动安装座7沿着滑轨10左右滑动。

检测机构包括第一光电传感器4和第二光电传感器5，第一光电传感器4和第二光电传感器5设置在卷材2同一侧，推缸9可以和第一光电传感器4同一侧也可以设置在第一光电传感器4相反一侧，本实施例中推缸9和第一光电传感器4以及第二光电传感器5设置在相对两侧。第一光电传感器4和第二光电传感器5可以采用超声波传感器、光纤传感器或红外线传感器。第一光电传感器4固定在从动轮的安装座7上，第二光电传感器5通过支架固定在安装架6上，第一光电传感器4设置在第二光电传感器5左侧(如图1所示)，第一光电传感器4和第二光电传感器5之间设置有导向辊。第一光电传感器4和第二光电传感器5用于对传送的卷材2边缘位置是否偏移进行检测，第一光电传感器4和第二光电传感器5均包括发射器和接收器，发射器和接收器均呈圆形，卷材2的边缘穿过接收器的圆心位置，传送的卷材2为不透明材质。假设第一光电传感器4和第二光电传感器5均为红外线传感器，卷材2边缘位于红外线传感器的接收器圆心位置，即红外线传感器的发射器发送红外线时，接收器没有被遮挡部分才能接受到红外线，即接收器接收到红外线的占比值为发射器发送红外线总量的50％，该占比值为理想占比值，然后经这个占比值转换成对应的电压值在控制面板上进行显示。当卷材2发生偏移时，卷材2的边缘便会偏移原本的位置，即接收器接收到红外线的占比值大于或小于发射器发送红外线总量的50％。

纠偏控制模块用于接收第一光电传感器4和第二光电传感器5传递的电信号，然后根据第一光电传感器4和第二光电传感器5发送的电信号判断卷材2传送和绕卷过程中是否发生偏转，若卷材2传送绕卷过程中发生偏转，则控制推缸9动作，使得推缸9上的伸缩杆17伸出或收回，进而使得安装座7沿着滑轨10动作，实现卷材2的实时纠偏。当卷材2发生偏转时，由于推缸9与第一光电传感器4以及第二光电传感器5设置在相对两侧，若卷材2遮挡第一光电传感器4的接收器面积大于50％，则纠偏控制模块控制推缸9的伸缩杆17向推缸9内运动，直至卷材2边缘位于第一光电传感器4的接收器圆心位置，完成纠偏；若第一光电传感器4的接收器接收面积小于50％，则纠偏控制模块控制推缸9的伸缩杆17向推缸9外运动，直至卷材2边缘位于第一光电传感器4的接收器圆心位置，完成纠偏。推缸9采用现有的电动推缸9。

控制面板用于对第一光电传感器4和第二光电传感器5发送的电信号以输出波的形式进行显示，便于工作人员观测卷材2偏移情况。第一光电传感器4检测到卷材2偏移情况为纠偏前的卷材2偏移情况，第二光电传感器5检测到的卷材2偏移情况为纠偏后的卷材2偏移情况。

数据下载模块用于对控制面板上显示的输出波进行下载，便于通过输出波分析纠偏装置的纠偏精度。

张力检测模块用于检测主动辊3和从动辊1之间卷材2的张力大小变化值，张力检测模块包括霍尔传感器，霍尔传感器分别设置在主动辊3和从动辊1上，霍尔传感器用于检测主动辊3和从动辊1上卷材2的绕卷圈数，然后根据卷材2的绕卷圈数和单层卷材2厚度计算主动辊3和从动辊1上卷材2绕卷厚度，然后将计算得出的绕卷厚度值和预先存储的拟算绕卷厚度值进行比较，当两者之间的差距值大于预设差值时便发送一个对应的调节指令给张力调整模块。拟算绕卷厚度值是指最佳状态下主动辊3和从动辊1上张力合适时主动辊3和从动辊1上绕卷厚度随着时间变化的数值，这个数值的获取可以从反复实验的过程中获取，也可以在绕卷过程中不断调整获取。

张力调整模块，用于接收张力检测模块发送的调节指令，并根据调节指令控制第一伺服电机和第二伺服电机8加速或减速转动，以此来实现张力的调节。第一伺服电机和第二伺服电机8的加速和减速通过变频器实现控制。比如，张力过大时第二伺服电机8加速便可减小张力，张力过小时，加快第一电机的转动速度便可增加张力。通过对卷材2的张力进行调整，使得卷材2纠偏时第一光电传感器4和第二光电传感器5检测更加精准，同时，使得绕卷的卷材2更加整齐。

另外，针对用于纠偏装置的精度检测系统，本实施例还公开了一种用于纠偏装置的精度检测方法，包括如下步骤：

S1、第一光电传感器4对卷材2纠偏前的偏移量进行检测，并在检测过程中发送相应的电信号给纠偏控制模块；

S2、纠偏控制模块接收到第一光电传感器4发送的电信号后控制纠偏机构进行纠偏，第二光电传感器5对卷材2纠偏后的偏移量进行检测；

S3、第一光电传感器4和第二光电传感器5检测到的卷材2偏移量以输出波的形式在控制面板上进行显示。

另外，在步骤S3后，通过张力检测模块实时对卷材2张力进行检测，并在张力发生变化时通过张力调整模块进行张力调整，然后通过控制面板查看进行张力调整后纠偏机构的纠偏精度变化。

实施例二

如图3所示，实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中主动辊3上设置有卷材2绕卷厚度检测机构，卷材2厚度检测机构包括：安装座7上固定的第一量板13，第一量板13左端固定有伸缩杆17，伸缩杆17顶端设置有第二量板18，第二量板18上开设有滑槽14，滑槽14内滑动连接有滑块15，滑块15和滑槽14左端之间连接有复位弹簧(复位弹簧在图3中没有画出)，滑块15和伸缩杆17顶端焊接；第一量板13上固定有挡杆12，挡杆12垂直设置在第一量板13上，主动辊3上固定有用于拨动挡板的摇杆11，第一量板13左端设置接地板16，接地板16上设置有接地线，接地板16采用金属材质，金属材质可以选用铜、铁等。

伸缩杆17包括第一伸缩段和第二伸缩段，第一伸缩段和滑块15固定连接，第二伸缩段和第二量板18固定连接；伸缩杆17上设置有滑动变阻器，滑动变阻器包括：滑片、金属棒、接线柱、电阻丝和瓷筒，滑动变阻器固定在第二伸缩段上，滑动变阻器的滑片上固定有连杆，连杆和第一伸缩段固定连接。滑动变阻器的连接柱共有四个，四个连接柱分别设置在金属棒两端和电阻丝两端，设置在金属棒顶端的连接柱和设置在电阻丝底端的连接柱之间连接有电源和电流传感器，电源为电流传感器供电，电流传感器上连接有微控制器，微控制器设置在张力调整模块内，微控制器用于控制第一伺服电机和第二伺服电机8以不同的速度转动。

具体实施时，主动辊3用于收卷卷材2，从动辊1用于放卷卷材2，由于主动辊3用于收卷卷材2，在卷材2收卷过程中可能会因为卷材2绕卷时张力的不同导致主动辊3上绕卷卷材2厚度发生变化，而从动辊1便不会存在这个问题，所以将卷材2绕卷厚度检测机构设置在主动辊3上，卷材2绕卷厚度检测机构对主动辊3上卷材2绕卷厚度进行检测时，滑动变阻器安装在第一量板13和第二量板18之间，当第一量板13和第二量板18之间的间距变化后，滑动变阻器上的电阻值便会随之发生变化，而第一量板13和第二量板18之间的间距直接反应了主动辊3上卷材2绕卷厚度的变化，即随着主动辊3上卷材2绕卷厚度的变化，电流传感器将检测到不同大小的电流值，然后电流传感器将这个电流值发送给微控制器，微控制器接收到该电流值后判断该电流值是否属于最佳电流值大小，若不属于最佳电流值大小，则表示张力大小不属于需求张力大小，这时便调整第一伺服电机或第二伺服电机8转动速度，以此来实现卷材2张力的调整。最佳电流值大小是随着时间的变化而变化的，最佳值电流值大小指的是在需求张力大小的情况下主动辊3上卷材2绕卷圈数变化时随之变化的电流传感器检测到的电流值。

在主动辊3上卷材2绕卷过程中(主动辊3顺时针转动)，主动辊3转动将使得摇杆11随之转动，摇杆11转动到挡杆12处时，摇杆11将在挡杆12的阻挡作用下使得第一量板137随着摇杆11向右移动，当摇杆11继续向右转动将和挡杆12之间的间距变长，使得摇杆11和挡杆12脱落，这时第一量板13将在复位弹簧的作用下向左运动，第一量板13向左运动的过程中卷材2将在第一量板13摩擦作用下向右运动，相当于主动辊3上卷材2每绕卷一圈，第一量板13将对卷材2拉动一下，使得卷材2绕卷更加紧，避免由于卷材2绕卷时张力过松导致卷材2绕卷松动的现象。

另外，若卷材2为薄膜，卷材2绕卷过程中将产生静电，在第一量板13左端设置接地板16，当第一量板13和接地板16接触时，第一量板13上的静电便会被导到接地板16上，实现静电的消除。而第二量板18上的静电也会被滑动变阻器导通到第一量板13上进行消除。

本实施例的又一实施方式为：第一量板13和第二量板18与卷材2接触面为橡胶材质，摇杆11和挡杆12为金属材质。第一量板13和第二量板18为橡胶材质，能避免卷材2损坏；摇杆11和挡杆12为金属材质，能够使得薄膜绕卷时产生的静电传递到第一量板13上，然后在第一量板13和接地板16接触时实现静电的清除。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.用于纠偏装置的精度检测系统，其特征在于，包括：绕卷机构、检测机构、纠偏机构、纠偏控制模块和控制面板；

绕卷机构包括用于收卷的主动辊、用于放卷的从动辊、用于控制主动辊转动的第一伺服电机和用于控制从动辊转动的第二伺服电机；主动辊和从动辊之间设置有多个导向辊；

纠偏机构包括用于安装主动辊的安装座，主动辊和安装座转动连接，安装座下设置有滑轨，安装座和滑轨滑动连接，安装座一侧设置有推缸，推缸包括伸缩杆，伸缩杆和安装座固定连接；

检测机构包括卷材一侧设置的第一光电传感器和第二光电传感器，第一光电传感器和第二光电传感器用于检测卷材边缘是否偏移，第一光电传感器固定在安装座上，第一光电传感器和第二光电传感器之间设置有导向辊，第二光电传感器固定在导向辊旁，第一光电传感器和第二光电传感器与纠偏控制模块信号连接；

纠偏控制模块用于接收第一光电传感器和第二光电传感器发送的电信号，并在卷材发生偏转时控制纠偏机构动作；

控制面板用于将第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材偏移量以输出波显示。

2.根据权利要求1所述的用于纠偏装置的精度检测系统，其特征在于：还包括张力检测模块和张力调整模块，张力检测模块用于检测主动辊和从动辊之间卷材的张力大小变化值，张力检测模块包括霍尔传感器，霍尔传感器用于检测主动辊和从动辊上卷材的绕卷圈数，然后根据卷材的绕卷圈数和单层卷材厚度计算主动辊和从动辊上卷材绕卷厚度，之后将计算的绕卷厚度值和预先存储的拟算绕卷厚度值进行比较，当两者之间的差距大于预设差值时便发送一个对应的调节指令给张力调整模块，张力调整模块接收到张力检测模块发送的调节指令后改变第一伺服电机的转速或第二伺服电机的转速；所述拟算绕卷厚度值是主动辊和从动辊上张力最佳时主动辊和从动辊上绕卷厚度随着时间变化的数值。

3.根据权利要求1所述的用于纠偏装置的精度检测系统，其特征在于：还包括数据下载模块，数据下载模块用于用户对控制面板上显示的输出波进行下载。

4.根据权利要求2所述的用于纠偏装置的精度检测系统，其特征在于：还包括卷材绕卷厚度检测机构，卷材绕卷厚度检测机构设置在主动辊上，卷材绕卷厚度检测机构包括第一量板和第二量板，第一量板固定在安装座底面上，第一量板和第二量板之间固定有伸缩杆，伸缩杆上固定有滑动变阻器，滑动变阻器上连接有电源和电流传感器，电流传感器和张力调整模块电连接，所述滑动变阻器中流过的电流量随着伸缩杆的伸缩而变化。

5.用于纠偏装置的精度检测方法，包括如下步骤：

S1、第一光电传感器对卷材纠偏前的偏移量进行检测，并在检测过程中发送相应的电信号给纠偏控制模块；

S2、纠偏控制模块接收到第一光电传感器发送的电信号后控制纠偏机构进行纠偏，第二光电传感器对卷材纠偏后的偏移量进行检测；

S3、第一光电传感器和第二光电传感器检测到的卷材偏移量以输出波的形式在控制面板上进行显示。

6.根据权利要求5所述的用于纠偏装置的精度检测方法，其特征在于：在步骤S3后，通过张力检测模块实时对卷材张力进行检测，并在张力发生变化时通过张力调整模块进行张力调整，然后通过控制面板查看进行张力调整后纠偏机构的纠偏精度变化。