CN112002490A - 包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，包括绕包盘、绕包电机、轴承座、摆臂、中心轴、放带电机、绕包模具、牵引装置和张力供给检测装置，轴承座的顶部固定连接绕包盘，摆臂安装在绕包盘上，中心轴穿过轴承座和绕包盘的中心，牵引装置设置在绕包模具的正上方，张力供给检测装置包括动态扭矩传感器和可变力矩驱动机构，可变力矩驱动机构连接动态扭矩传感器，动态扭矩传感器连接轴承座。本发明绕包设备采用绕包电机和放带电机双电机，同步驱动放带和包带，通过张力供给检测装置实时检测并调整绕包张力，通过伺服电机驱动绕包的电缆芯线向前匀速前进，实现对节距精度的控制和绕包张力稳定性的保证。

Description

包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备
技术领域
本发明涉及电缆绕包领域，具体涉及一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备。
背景技术
随着射频同轴电缆的发展，对这类电缆的绕包工艺的绕包节距和绕包张力控制的稳定性和精度越来越高，目前国内的电线电缆的绕包设备在绕包节距的精度控制和绕包张力的控制上存在缺陷，原国产绕包设备的绕包节距精度只能控制在0.1mm；绕包张力精度只能控制在目标张力的±30g范围，且这种张力的不稳定性无法在电缆的连续绕包过程中持续监视和自动向目标值调整，而这两种缺陷，无法正常连续生产出合格的射频同轴电缆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，用以解决现有技术中的绕包设备对绕包张力和节距控制较差的问题。
本发明提供了一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，包括绕包盘、绕包电机、轴承座、摆臂、中心轴、放带电机、绕包模具、牵引装置和张力供给检测装置，所述轴承座的顶部固定连接绕包盘，所述摆臂安装在绕包盘上，所述中心轴穿过轴承座和绕包盘的中心，电缆绕包卷材固定在中心轴上并牵引至摆臂，最后经绕包模具绕包在电缆芯线上，所述牵引装置设置在绕包模具的正上方，用于牵引电缆向上移动，所述绕包电机驱动轴承座旋转，所述放带电机驱动中心轴旋转用于释放包带，所述张力供给检测装置包括动态扭矩传感器和可变力矩驱动机构，所述可变力矩驱动机构连接动态扭矩传感器，所述动态扭矩传感器连接轴承座。
进一步的，所述绕包电机通过传送带连接轴承座同步带轮一，所述绕包电机通过轴承座同步带轮一驱动轴承座旋转，进而带动绕包盘及摆臂旋转。
进一步的，所述放带电机通过传送带连接中心轴同步带轮，所述放带电机通过中心轴同步带轮驱动中心轴旋转，进而带动绕包卷材旋转释放包带。
进一步的，所述动态扭矩传感器的一端通过传送带连接轴承座同步带轮二，所述轴承座同步带轮二固定安装在轴承座上。
进一步的，所述动态扭矩传感器的另一端连接可变力矩驱动机构，所述动态扭矩传感器检测两端的扭矩和反向扭矩差值。
进一步的，所述牵引装置包括牵引轮和伺服电机，所述伺服电机驱动牵引轮转动。
采用上述本发明技术方案的有益效果是：
本发明绕包设备采用绕包电机和放带电机双电机，同步驱动放带和包带，通过张力供给检测装置实时检测并调整绕包张力，通过伺服电机驱动绕包的电缆芯线向前匀速前进，实现对节距精度的控制和绕包张力稳定性的保证，电缆绕包节距精度可达到：0.01mm可控及可调；绕包张力稳定性可达到包带张力目标值±5g范围内。
附图说明
图1为本发明包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备结构示意图；
图2为本发明绕包设备部分结构示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-绕包盘，2-绕包电机，3-轴承座，4-摆臂，5-中心轴，6-放带电机，7-绕包模具，8-绕包卷材，9-电缆芯线，10-包带，11-动态扭矩传感器，12-可变力矩驱动机构，13-牵引轮，14-伺服电机。
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。
如图1-2所示，本发明提供了一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，包括绕包盘1、绕包电机2、轴承座3、摆臂4、中心轴5、放带电机6、绕包模具7、牵引装置和张力供给检测装置，所述轴承座3的顶部固定连接绕包盘1，所述摆臂4安装在绕包盘1上，所述中心轴5穿过轴承座3和绕包盘1的中心，电缆绕包卷材8固定在中心轴5上并牵引至摆臂4，最后经绕包模具7绕包在电缆芯线9上，所述牵引装置设置在绕包模具7的正上方，用于牵引电缆向上移动，所述绕包电机2驱动轴承座3旋转，所述放带电机6驱动中心轴5旋转用于释放包带10，所述张力供给检测装置包括动态扭矩传感器11和可变力矩驱动机构12，所述可变力矩驱动机构12连接动态扭矩传感器11，所述动态扭矩传感器11连接轴承座3。
具体的，所述绕包电机2通过传送带连接轴承座同步带轮一，所述绕包电机2通过轴承座同步带轮一驱动轴承座3旋转，进而带动绕包盘1及摆臂4旋转将包带10缠绕在电缆芯线9上；所述放带电机6通过传送带连接中心轴同步带轮，所述放带电机6通过中心轴同步带轮驱动中心轴5旋转，进而带动绕包卷材8旋转释放包带10。
所述动态扭矩传感器11的一端通过传送带连接轴承座同步带轮二，所述轴承座同步带轮二固定安装在轴承座3上，所述动态扭矩传感器11的另一端连接可变力矩驱动机构12，所述动态扭矩传感器11检测两端的扭矩和反向扭矩差值。可变力矩驱动机构12在预先给定的张力目标值指令下工作提供给定扭矩，包带10材料拉动摆臂4形成一组反向扭矩，动态扭矩传感器11检测两端的扭矩和反向扭矩差值并传输至外部PLC，利用扭矩的计算公式：力＝扭矩/力臂，力臂为固定值L，精确计算出绕包带10上的张力，并与目标张力值作对比，当绕包实际张力超出目标值±3g，PLC控制自动调整可变力矩驱动机构12提供的扭矩，从而精确控制绕包张力。
动态扭矩传感器11可将目标扭矩细分5KHZ脉冲，即1个脉冲的变化就对应张力的变化并可测量和控制。例如，目标张力是19.6N,最终对应力矩测量反馈装置的1个脉冲的变化就是到包带1010材料的张力变化0.00392N(0.4g),当动态扭矩传感器111测量到两端的力的差值超过3g,PLC实时接收该反馈信号并作输出张力的自动实时调整，该控制实时持续动作，形成张力检测控制反馈的闭环控制系统，且控制的张力精度在目标值的±3g，对于该系统来说有足够的精度裕度。
所述牵引装置包括牵引轮13和伺服电机14，所述伺服电机14驱动牵引轮13转动，牵引轮13带动绕包的电线芯线向前匀速行进，包带10按照指定速度匀速包覆在电缆芯线9上，形成包带10的包覆节距，包带10的节距是指包带10每螺旋包覆一圈，每个螺旋包覆的起点到终点的长度，通过伺服电机14配合减速器驱动，电缆芯线9匀速移动，确保节距的精确速度。
该实施例的工作原理为：设备启动后，绕包电机2和放带电机6同步启动，按照预先设置的速度同步升速，同时达到目标速度，在绕包电机2启动的同时，放带电机6按照PLC给定的匹配速度指令启动并配合绕包电机2同步精准调速，张力供给检测装置在预先给定的张力目标值指令下工作，提供放带需要的张力，并通过该装置部件中的动态扭矩传感器11同步测量实际放带张力，并反馈给PLC，由PLC对测量张力值与目标值作对比，放带实际张力超出目标值±3g，PLC控制张力自动调整的单元开始工作并实时自动调整放带张力。
综上，本发明绕包设备采用绕包电机和放带电机双电机，同步驱动放带和包带，通过张力供给检测装置实时检测并调整绕包张力，通过伺服电机驱动绕包的电缆芯线向前匀速前进，实现对节距精度的控制和绕包张力稳定性的保证，电缆绕包节距精度可达到：0.01mm可控及可调；绕包张力稳定性可达到包带张力目标值±5g范围内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，其特征在于，包括绕包盘、绕包电机、轴承座、摆臂、中心轴、放带电机、绕包模具、牵引装置和张力供给检测装置，所述轴承座的顶部固定连接绕包盘，所述摆臂安装在绕包盘上，所述中心轴穿过轴承座和绕包盘的中心，电缆绕包卷材固定在中心轴上并牵引至摆臂，最后经绕包模具绕包在电缆芯线上，所述牵引装置设置在绕包模具的正上方，用于牵引电缆向上移动，所述绕包电机驱动轴承座旋转，所述放带电机驱动中心轴旋转用于释放包带，所述张力供给检测装置包括动态扭矩传感器和可变力矩驱动机构，所述可变力矩驱动机构连接动态扭矩传感器，所述动态扭矩传感器连接轴承座。
2.根据权利要求1所述的包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，其特征在于，所述绕包电机通过传送带连接轴承座同步带轮一，所述绕包电机通过轴承座同步带轮一驱动轴承座旋转，进而带动绕包盘及摆臂旋转。
3.根据权利要求1所述的包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，其特征在于，所述放带电机通过传送带连接中心轴同步带轮，所述放带电机通过中心轴同步带轮驱动中心轴旋转，进而带动绕包卷材旋转释放包带。
4.根据权利要求1所述的包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，其特征在于，所述动态扭矩传感器的一端通过传送带连接轴承座同步带轮二，所述轴承座同步带轮二固定安装在轴承座上。
5.根据权利要求4所述的包带和放带双电机速度同步控制的绕包设备，其特征在于，所述动态扭矩传感器的另一端连接可变力矩驱动机构，所述动态扭矩传感器检测两端的扭矩和反向扭矩差值。
6.根据权利要求1所述的采用双电机和扭矩联合控制的同步绕包设备，其特征在于，所述牵引装置包括牵引轮和伺服电机，所述伺服电机驱动牵引轮转动。
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