CN109534051A - 用于薄膜加工的生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于薄膜加工的生产系统，包括耐高温夹持设备：包括上支架和下支架，上、下支架之间水平相对转动设置的第一上张紧辊和第一下张紧辊以及第二上张紧辊和第二下张紧辊；所述第一上张紧辊和第二上张紧辊的两端分别套设有第一环形夹持钢带A和第一环形夹持钢带B；所述第一下张紧辊和第二下张紧辊的两端分别套设有第二环形夹持钢带A和第二环形夹持钢带B；第一环形夹持钢带A与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B与第二环形夹持钢带B相邻的表面均设有增大摩擦力的元件；还设有第一间距调整机构和第二间距调整机构，分别调整横向辊间距以及纵向辊间距。本发明结构设计合理，耐高温，传动稳定性好，使用寿命长。

Description

用于薄膜加工的生产系统

技术领域

本发明涉及一种用于薄膜加工的生产系统，属于膜加工设备技术领域。

背景技术

薄膜在高温处理时会出现加热不均匀，收缩不均匀，生产线速度受限等问题，尤其当温度超过400℃时。薄膜在高温处理时必须对其施加固定力，防止其无序收缩，引起厚度不均匀，导致产品质量不过关；

目前高温固定基本采用两侧夹持或者中间托辊支撑两种方式，这两种方式存在一些固有的缺陷：

两侧夹持：目前两侧夹持基本采用链铗轨道形式，此种形式多用于350℃以下，当温度超过350℃时，链铗轨道损耗加大，生产线速度受限，且链铗轨道设计复杂，成本很高；

中间托辊形式：镀铬钢辊在350℃以上时，钢辊因为膨胀系数原因，铬层会出现裂纹，同时钢辊的膨胀会引起传动系统等问题。最主要的原因是材料与钢辊在高温下往复接触的过程中，产品表面质量无法保证。

以上两种形式是目前主流的高温炉薄膜夹持机构，其缺陷也是目前无法避免的。

在市场需求，产品成本，产品定位等多方面因素的驱使下，薄膜产品厚度越来越小。随着产品厚度的减小，产品卷绕过程中的空气占比对产品质量影响越来越大。当前生产机械无法做到在低张力情况下合理减少吸入空气同时不影响产品质量。空气长时间滞留在膜卷中，会对膜产生反作用里，引起膜表面质量缺陷。

另外，随着产品厚度的减小，产品卷绕过程中的膜切点的变化会引起膜对母卷压力的变化。在低速生产线上，此种变化会放大薄膜表面缺陷。现有设备基本不存在控制切点位置机构，薄膜切点会随母卷直径变大而向进料方向移动，母卷受力点也会相应变化。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种用于薄膜加工的生产系统。其包括耐高温夹持机构、无损收卷排气机构和收卷切点恒定调节机构，解决了高温下传动组件材料磨损、卡滞以及两侧夹持机构对薄膜夹持力等问题；结构设计合理，耐高温，传动稳定性好，使用寿命长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于薄膜加工的生产系统，包括烘干机构、位于烘干机构下游的收卷切点恒定调节机构、收卷排气机构以及控制机构，所述烘干机构包括烘箱和耐高温夹持机构，

所述耐高温夹持机构包括上支架和下支架，上、下支架之间水平相对转动设有第一上张紧辊和第一下张紧辊以及第二上张紧辊和第二下张紧辊；

所述第一上张紧辊和第二上张紧辊的两端分别套设有第一环形夹持钢带A和第一环形夹持钢带B；

所述第一下张紧辊和第二下张紧辊的两端分别套设有第二环形夹持钢带A和第二环形夹持钢带B；

第一环形夹持钢带A与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B与第二环形夹持钢带B相邻的表面均设有增大摩擦力的元件；

还设有第一间距调整机构和第二间距调整机构，分别调整横向辊间距以及纵向辊间距；

所述收卷切点恒定调节机构基于第一、第二机架以及转动设于第一、第二机架上的薄膜收卷辊，所述第一、第二机架位于薄膜收卷辊侧面一定距离位置水平固定设有一对直线导轨，所述直线导轨上滑动设有第一移动导辊和第二移动导辊，所述第一移动导辊和第二移动导辊的两端分别通过齿轮齿条机构固定；

还包括第一驱动电机和同步轴，第一驱动电机能驱动同步轴转动同步驱动两组齿轮齿条机构运动进而带动第一、二移动导辊沿直线导轨水平同步移动；

还包括设于第一、二机架之间的第一测距仪，用于测量薄膜收卷辊所卷薄膜的的直径，以及第一机架或第二机架外侧的第二测距仪，用于测量第一、二移动导辊的位置；

所述收卷排气机构包括收卷机构和排气机构，所述收卷机构基于第一机架、第二机架以及驱动机构，第一机架和第二机架内侧相对固定设有一对安全夹头，薄膜收卷辊可拆卸设于安全夹头之间，驱动机构与安全夹头的转动部件连接；

所述排气机构包括排气辊、转动设于排气辊两端的轴承座、重量传感器两组和驱动气缸两组，第一机架和第二机架内侧靠近薄膜收卷辊一定位置相对竖向固定设有一对直线导轨，轴承座与直线导轨滑动连接，驱动气缸竖向设置，重量传感器固定设于气缸顶部与轴承座之间；

所述驱动气缸还设有调节阀；

所述第一驱动电机、驱动机构、第一测距仪、第二测距仪均、重量传感器和驱动气缸均与控制机构电连接。

优选的，所述增大摩擦力的元件为表面若干冲压形成的尖刺部，第一环形夹持钢带A与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B与第二环形夹持钢带B的尖刺部相对；所述第二上张紧辊和第二下张紧辊均为水冷辊，其内设有冷却机构。

优选的，第一间距调整机构包括直线导轨和带压力传感器的顶紧油缸，其设有四组，分布于第一上张紧辊及第一下张紧辊两端，第一上张紧辊和第一下张紧辊能够在顶紧油缸的同步作用下沿直线导轨水平移动，进而调整横向的辊间距，压力传感器和顶紧油缸与控制机构电连接。

优选的，所述第二间接调整机构包括步进电机、带压力传感器的丝杆减速机构，其设有四组，竖向分布于上、下支架的两端，通过步进电机驱动丝杆的同步伸缩，进而调整竖向的辊间距，步进电机和压力传感器与控制机构电连接。

优选的，所述第一上张紧辊和第二上张紧辊之间的间距大于的烘箱长度。

优选的，所述驱动机构包括第二驱动电机、减速箱和联轴器，联轴器与安全夹头的转动部件连接，第二驱动电机与控制机构电连接。

优选的，所述驱动气缸的调节阀由气动阀、调压阀和泄压阀构成。

优选的，所述排气辊采用橡胶压辊。

优选的，所述第二移动导辊与薄膜收卷辊的切线角度为30-60°且恒定。

优选的，所述第一、二驱动电机均为伺服电机，所述控制机构为PLC控制器。

本发明的有益效果是：

(1)本发明解决了高温下传动组件材料磨损、卡滞以及两侧夹持机构对薄膜夹持力等问题；结构设计合理，耐高温，传动稳定性好，使用寿命长。

(2)本发明通过PLC控制机构和第一、二测量仪，将薄膜收卷切点位置稳定在固定角度(如45°)，可以改善收卷产品质量；在后期设备增加排气机构时，可以保证固定旋转角度，使排气效果更加稳定。目前现有技术中大部分收卷机不配套此机构；大部分随动机构为间歇随动，不能精确控制；本发明采用机械机构+主动式控制系统组合控制切点的位置，控制精度可达到0.1mm；可实现30～60°直径的切点调节控制；可适用于不同厚度，不同生产速度，不同材料的各种收卷机构。

(3)本发明在不改变薄膜收卷张力和影响产品质量的情况下，减少产品卷绕过程中带入的空气，或者将带入的空气排出；本发明通过外置低压力压辊的方式，将产品卷绕过程中带入的空气及时排出。目前大部分排气装置为被动装置，压力系数不可控；本发明采用机械机构+主动式控制系统组合控制压辊对膜卷表面压力，在满足气泡驱赶的前提下减小膜卷表面压力；本发明可实现膜卷表面恒定压力和线性压力等多种形式；本发明可适用于不同厚度，不同生产速度，不同材料的各种收卷机构。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本图1中高温夹持机构的俯视图；

图3是图2的剖视图；

图4是本发明中高温夹持机构的工作原理示意图；

图5是第一环形夹持钢带A的结构示意图；

图6是本发明的收卷切点恒定调节机构空卷状态下示意图；

图7是本发明的收卷切点恒定调节机构满卷状态下示意图；

图8是本发明的排气收卷机构空卷状态下示意图；

图9是本发明的排气收卷机构满卷状态下示意图；

图10是本图6中驱动气缸的示意图。

图中：1、上支架，2、下支架，3、第一上张紧辊，4、第一下张紧辊，5、第二上张紧辊，6、第二下张紧辊，7、第一环形夹持钢带A，8、第一环形夹持钢带B，9、直线导轨，10、压力传感器，11、顶紧油缸，12、步进电机，13、丝杆减速机构，14、烘箱，15、尖刺部，16、第一机架，17、纸卷芯，18、第一移动导辊，19、第二移动导辊，20、齿轮齿条机构，21、第一驱动电机，22、第一测距仪，23、第二测距仪，24、第二机架，25、安全夹头，26、薄膜收卷辊，27、第二驱动电机，28、减速箱，29、联轴器，30、排气辊，31、轴承座，32、重量传感器，33、驱动气缸34、泄压阀，35、气动阀，36、调压阀。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

如图1所示，一种用于薄膜加工的生产系统，包括烘干机构、位于烘干机构下游的收卷切点恒定调节机构、收卷排气机构以及控制机构，所述烘干机构包括烘箱本体和耐高温夹持机构，

如图2-5所示，所述耐高温夹持机构包括上支架1和下支架2，上、下支架之间水平相对转动设置的第一上张紧辊3和第一下张紧辊4以及第二上张紧辊5和第二下张紧辊6；

所述第一上张紧辊3和第二上张紧辊5的两端分别套设有第一环形夹持钢带A7和第一环形夹持钢带B8；

所述第一下张紧辊4和第二下张紧辊6的两端分别套设有第二环形夹持钢带A和第二环形夹持钢带B；

第一环形夹持钢带A7与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B8与第二环形夹持钢带B相邻的表面均设有增大摩擦力的元件；

还设有第一间距调整机构和第二间距调整机构，分别调整横向辊间距以及纵向辊间距；

所述收卷切点恒定调节机构基于第一、第二机架以及转动设于第一、第二机架上的薄膜收卷辊26，所述第一、第二机架位于薄膜收卷辊26侧面一定距离位置水平固定设有一对直线导轨9，所述直线导轨9上滑动设有第一移动导辊18和第二移动导辊19，所述第一移动导辊18和第二移动导辊19的两端分别通过齿轮齿条机构20固定；

还包括第一驱动电机21和同步轴，第一驱动电机能同步驱动两组齿轮齿条机构20进而带动第一、二移动导辊沿直线导轨9水平同步移动；

还包括设于第一、二机架之间的第一测距仪22，用于测量薄膜收卷辊26所卷薄膜的直径，以及第一机架16或第二机架24外侧的第二测距仪23，用于测量第一、二移动导辊的位置；

所述收卷排气机构包括收卷机构和排气机构，所述收卷机构基于第一机架16、第二机架24以及驱动机构，第一机架16和第二机架24内侧相对固定设有一对安全夹头25，所述安全夹头25之间可拆卸设有薄膜收卷辊26，驱动机构与安全夹头25的转动部件连接；

所述排气机构包括排气辊30、转动设于排气辊30两端的轴承座31、重量传感器32两组和驱动气缸33两组，第一机架16和第二机架24内侧靠近薄膜收卷辊26一定位置相对竖向固定设有一对直线导轨9，轴承座31与直线导轨9滑动连接，驱动气缸33竖向设置，重量传感器32固定设于驱动气缸33顶部与轴承座31之间；

所述驱动气缸33还设有调节阀；

所述第一驱动电机21、驱动机构、第一测距仪22、第二测距仪均23、重量传感器32和驱动气缸33均与控制机构电连接。

具体到本发明，所述增大摩擦力的元件为表面若干冲压形成的尖刺部15，第一环形夹持钢带A7与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B8与第二环形夹持钢带B的尖刺部15相对；所述第二上张紧辊5和第二下张紧辊6均为水冷辊，其内设有冷却机构。

本发明中，第一间距调整机构包括直线导轨9和带压力传感器10的顶紧油缸11，其设有四组，分布于第一上张紧辊3及第一下张紧辊4两端，第一上张紧辊3和第一下张紧辊4能够在顶紧油缸11的作用下沿直线导轨9水平移动，进而调整横向的辊间距，压力传感器10和顶紧油缸11与控制机构电连接。

本发明中，所述第二间接调整机构包括步进电机12、带压力传感器10的丝杆减速机构，其设有四组，竖向分布于上、下支架的两端，通过步进电机驱动丝杆的伸缩，进而调整竖向的辊间距，步进电机12和压力传感器10与控制机构电连接。

本发明中，所述第一上张紧辊3和第二上张紧辊5之间的间距大于烘箱16的长度，所述驱动机构包括第二驱动电机27、减速箱和联轴器，联轴器与安全夹头25的转动部件连接，第二驱动电机27与控制机构电连接，所述驱动气缸33的调节阀由气动阀35、调压阀36和泄压阀34构成，所述排气辊30采用橡胶压辊，所述第二移动导辊19与薄膜收卷辊的切线角度为30-60°且恒定，所述第一、二驱动电机均为伺服电机，所述控制机构为PLC控制器。

(1)本发明解决了高温下传动组件材料磨损、卡滞以及两侧夹持机构对薄膜夹持力等问题；结构设计合理，耐高温，传动稳定性好，使用寿命长。

(2)本发明通过PLC控制机构和第一、二测量仪，将薄膜收卷切点位置稳定在固定角度(如45°)，可以改善收卷产品质量；在后期设备增加排气机构时，可以保证固定旋转角度，使排气效果更加稳定。目前现有技术中大部分收卷机不配套此机构；大部分随动机构为间歇随动，不能精确控制；本发明采用机械机构+主动式控制系统组合控制切点的位置，控制精度可达到0.1mm；可实现30～60°直径的切点调节控制；可适用于不同厚度，不同生产速度，不同材料的各种收卷机构。

(3)本发明在不改变薄膜收卷张力和影响产品质量的情况下，减少产品卷绕过程中带入的空气，或者将带入的空气排出；本发明通过外置低压力压辊的方式，将产品卷绕过程中带入的空气及时排出。目前大部分排气装置为被动装置，压力系数不可控；本发明采用机械机构+主动式控制系统组合控制压辊对膜卷表面压力，在满足气泡驱赶的前提下减小膜卷表面压力；本发明可实现膜卷表面恒定压力和线性压力等多种形式；本发明可适用于不同厚度，不同生产速度，不同材料的各种收卷机构。

本发明中，收卷切点恒定调节机构的工作原理如下：第一测距仪用于测量薄膜直径；第二测距仪用于测量第一、二移动导辊的位置；第一测距仪测得空卷距离后清零；控制机构预设各控制参数，控制伺服电机驱动齿轮齿条机构进而带动第一、二移动导辊到达设定位置，位置根据第二测距仪反馈确定；随薄膜厚度增加，第一、二移动导辊后退，后退距离为厚度增加量除以sin45°(切线角度45°恒定)，以此满足45°切点固定不动。

本发明中，收卷排气机构的工作原理如下：在驱动气缸未伸出前，将重量传感器清零；打开气动阀，橡胶压辊与纸卷芯接触；调节调压阀，使重量传感器显示值到达设定值；启动伺服电机，薄膜卷绕上纸卷芯，卷径变大，薄膜对橡胶压辊反馈力变大，重量传感器显示值变大；启动泄压阀，降低驱动气缸内压力，维持重量传感器显示值。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种用于薄膜加工的生产系统，包括控制机构、烘干机构、位于烘干机构下游的收卷切点恒定调节机构和收卷排气机构，所述烘干机构包括烘箱和耐高温夹持机构，其特征在于：

所述耐高温夹持机构包括上支架和下支架，上、下支架之间水平相对转动设有第一上张紧辊和第一下张紧辊以及第二上张紧辊和第二下张紧辊；

所述第一上张紧辊和第二上张紧辊的两端分别套设有第一环形夹持钢带A和第一环形夹持钢带B；

所述第一下张紧辊和第二下张紧辊的两端分别套设有第二环形夹持钢带A和第二环形夹持钢带B；

第一环形夹持钢带A与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B与第二环形夹持钢带B相邻的表面均设有增大摩擦力的元件；

还设有第一间距调整机构和第二间距调整机构，分别调整横向辊间距以及纵向辊间距；

所述收卷切点恒定调节机构基于第一、第二机架以及转动设于第一、第二机架上的薄膜收卷辊，所述第一、第二机架位于薄膜收卷辊侧面一定距离位置水平固定设有一对直线导轨，所述直线导轨上滑动设有第一移动导辊和第二移动导辊，所述第一移动导辊和第二移动导辊的两端分别通过齿轮齿条机构固定；

还包括第一驱动电机和同步轴，第一驱动电机驱动同步轴转动同步驱动两组齿轮齿条机构运动进而带动第一、二移动导辊沿直线导轨水平同步移动；

还包括设于第一、二机架之间的第一测距仪，用于测量薄膜收卷辊所卷薄膜的直径，以及第一机架或第二机架外侧的第二测距仪，用于测量第一、二移动导辊的位置；

所述收卷排气机构包括收卷机构和排气机构，所述收卷机构基于第一机架、第二机架以及驱动机构，第一机架和第二机架内侧相对固定设有一对安全夹头，薄膜收卷辊可拆卸设于安全夹头之间，驱动机构与安全夹头的转动部件连接；

所述排气机构包括排气辊、转动设于排气辊两端的轴承座、重量传感器两组和驱动气缸两组，第一机架和第二机架内侧靠近气胀辊一定位置相对竖向固定设有一对直线导轨，轴承座与直线导轨滑动连接，驱动气缸竖向设置，重量传感器固定设于气缸顶部与轴承座之间；

所述驱动气缸还设有调节阀；

所述第一驱动电机、驱动机构、第一测距仪、第二测距仪均、重量传感器和驱动气缸均与控制机构电连接。

2.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的生产系统，其特征在于：所述增大摩擦力的元件为表面若干冲压形成的尖刺部，第一环形夹持钢带A与第二环形夹持钢带A以及第一环形夹持钢带B与第二环形夹持钢带B的尖刺部相对；所述第二上张紧辊和第二下张紧辊均为水冷辊，其内设有冷却机构。

3.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的生产系统，其特征在于：第一间距调整机构包括直线导轨和带压力传感器的顶紧油缸，其设有四组，分布于第一上张紧辊及第一下张紧辊两端，第一上张紧辊和第一下张紧辊能够在顶紧油缸的同步作用下沿直线导轨水平移动，进而调整横向的辊间距，压力传感器和顶紧油缸与控制机构电连接。

4.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的生产系统，其特征在于：所述第二间接调整机构包括步进电机、带压力传感器的丝杆减速机构，其设有四组，竖向分布于上、下支架的两端，通过步进电机驱动丝杆的同步伸缩，进而调整竖向的辊间距，步进电机和压力传感器与控制机构电连接。

5.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的生产系统，其特征在于：所述第一上张紧辊和第二上张紧辊之间的间距大于烘箱的长度。

6.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的无损收卷排气机构，其特征在于：所述驱动机构包括第二驱动电机、减速箱和联轴器，联轴器与安全夹头的转动部件连接，第二驱动电机与控制机构电连接。

7.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的无损收卷排气机构，其特征在于：所述驱动气缸的调节阀由气动阀、调压阀和泄压阀构成。

8.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的无损收卷排气机构，其特征在于：所述排气辊采用橡胶压辊。

9.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的收卷切点恒定调整机构，其特征在于：所述第二移动导辊与薄膜收卷辊的切线角度为30-60°且恒定。

10.根据权利要求1所述的用于薄膜加工的收卷切点恒定调整机构，其特征在于：所述第一、二驱动电机均为伺服电机，所述控制机构为PLC控制器。