CN113911803A - 一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统 - Google Patents

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钟金德
马兴
薛金
郭贵勇
蔡开城
林晓辉
姚仁杉
谢石昊
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Abstract

本发明提供的一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统,通过设置上位机和恒张力控制组件；恒张力控制组件包括张力传感器、PLC、变频器、步进电机和放卷轴；张力传感器和变频器分别与PLC电连接；张力传感器获取口罩机在生产过程中传动布料所产生的实际张力值，并通过PLC传输至上位机；上位机根据接收到的实际张力值和设定张力值进行处理后，生成相应的指令，并下发至PLC；PLC根据接收到的指令通过变频器控制步进电机的快慢控制放卷轴，实现了控制步进电机的速度快慢使布料的张力得到实时控制，能快速调节布料张力的大小，解决了传统技术的调节速度慢问题，同时提高了张力控制精度，解决了传统技术的张力控制精度低问题。

Description

一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统
技术领域
本发明涉及张力测量技术领域，特别涉及一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统。
背景技术
口罩机在生产口罩过程中传动布料时，当张力过大，容易引起布料拉伸变形乃至断裂，致使中断生产，影响生产效率；当张力过小，会引起布料褶皱变形，造成进料不整齐，引起布料堆积，影响下游工序。张力大小不稳会使卷材跳动，直接影响口罩成品的质量。为保证口罩的生产质量，提高口罩的良品率，需要增加张力控制系统，使生产口罩用的各层布料保持恒定的张力。
现有口罩机张力控制系统一般有半自动与全自动控制两种模式，半自动控制系统一般在口罩机的放卷轴上安装磁粉制动器，通过人为判断传动过程中布料张力的大小进而调节磁粉制动器的线圈电流大小，使输出扭矩产生变化以控制放卷轴的松紧状态；全自动控制系统一般由张力检测机构、张力传感器、控制系统及磁粉制动器等组成，通过张力传感器监测布料的张力大小，反馈给控制系统，进而调节磁粉制动器的线圈电流使布料保持一定的张力。
半自动张力控制系统属于开环控制，需要人为干预，控制效果差；全自动张力控制系统虽然属于闭环控制，但是磁粉制动器响应缓慢，调节速度不快；张力控制精度低、实时性差；另外磁粉离合器存在发热和磨损问题，维修困难。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统，能够提高调节速度和张力控制精度。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统,上位机和恒张力控制组件；
所述恒张力控制组件包括张力传感器、PLC、变频器、步进电机和放卷轴；
所述张力传感器和变频器分别与所述PLC电连接；
所述张力传感器获取口罩机在生产过程中传动布料所产生的实际张力值，并通过PLC传输至所述上位机；
所述上位机根据接收到的实际张力值和设定张力值进行处理后，生成相应的指令，并下发至所述PLC；
所述PLC根据接收到的指令通过变频器控制所述步进电机的快慢控制所述放卷轴。
(三)有益效果
本发明的有益效果在于：通过设置上位机和恒张力控制组件；所述恒张力控制组件包括张力传感器、PLC、变频器、步进电机和放卷轴；所述张力传感器和变频器分别与所述PLC电连接；所述张力传感器获取口罩机在生产过程中传动布料所产生的实际张力值，并通过PLC传输至所述上位机；所述上位机根据接收到的实际张力值和设定张力值进行处理后，生成相应的指令，并下发至所述PLC；所述PLC根据接收到的指令通过变频器控制所述步进电机的快慢控制所述放卷轴，实现了控制步进电机的速度快慢使布料的张力得到实时控制，能快速调节布料张力的大小，解决了传统技术的调节速度慢问题，同时提高了张力控制精度，解决了传统技术的张力控制精度低问题。
附图说明
图1为本发明实施例的基于变频传动的口罩机恒张力控制系统。
【附图标记说明】
1：张力检测机构；2：张力传感器；3：PLC；4：变频器；5：步进电机；6：放卷轴；7：上位机；。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
请参照图1，一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统,上位机7 和恒张力控制组件；
所述恒张力控制组件包括张力传感器2、PLC3、变频器4、步进电机 5和放卷轴6；
所述张力传感器2和变频器4分别与所述PLC3电连接；
所述张力传感器2获取口罩机在生产过程中传动布料所产生的实际张力值，并通过PLC3传输至所述上位机7；
所述上位机7根据接收到的实际张力值和设定张力值进行处理后，生成相应的指令，并下发至所述PLC3；
所述PLC3根据接收到的指令通过变频器4控制所述步进电机5的转动速度；
所述步进电机5的输出端与所述放卷轴6相连接。
所述恒张力控制组件还包括张力检测机构1；
所述张力检测机构1设置于所述张力传感器2的上方；
所述张力传感器2获取口罩机在生产过程中传动布料时，布料经过所述张力检测机构1向下所产生的实际张力值，并通过PLC3传输至所述上位机7。
具体地，所述张力检测机构1的两侧还分别设有一导辊；
所述的所述PLC根据接收到的指令通过变频器4控制所述步进电机 5转动的速度具体为：
所述PLC3根据接收到的指令通过PID运算生成相应的命令，并传输至所述变频器4；
所述变频器4根据接收到的命令产生相应的频率值，并根据所述频率值控制所述步进电机5的转动速度；
所述步进电机5的输出端与所述放卷轴6相连接。
具体地，若所述实际张力值小于设定张力值，则步进电机根据接收到的频率值增加转动速度，从而增加放卷轴的转速，若所述实际张力值大于设定张力值，则步进电机根据接收到的频率值降低转动速度，从而降低放卷轴的转速；
所述张力传感器2通过模拟信号传输所述实际张力值至所述PLC3；
所述PLC3通过数字信号传输所述实际张力值至所述上位机7。
所述变频器控制步进电机的速度进行调节控制，使得张力控制精度在0.3％以内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于变频传动的口罩机恒张力控制系统,其特征在于,上位机和恒张力控制组件；
所述恒张力控制组件包括张力传感器、PLC、变频器、步进电机和放卷轴；
所述张力传感器和变频器分别与所述PLC电连接；
所述张力传感器获取口罩机在生产过程中传动布料所产生的实际张力值，并通过PLC传输至所述上位机；
所述上位机根据接收到的实际张力值和设定张力值进行处理后，生成相应的指令，并下发至所述PLC；
所述PLC根据接收到的指令通过变频器控制所述步进电机的转动速度；
所述步进电机的输出端与所述放卷轴相连接。
2.根据权利要求1所述的基于变频传动的口罩机恒张力控制系统，其特征在于，所述恒张力控制组件还包括张力检测机构；
所述张力检测机构设置于所述张力传感器的上方；
所述张力传感器获取口罩机在生产过程中传动布料时，布料经过所述张力检测机构向下所产生的实际张力值，并通过PLC传输至所述上位机。
3.根据权利要求1所述的基于变频传动的口罩机恒张力控制系统，其特征在于，所述的所述PLC根据接收到的指令通过变频器控制所述步进电机的转动速度具体为：
所述PLC根据接收到的指令通过PID运算生成相应的命令，并传输至所述变频器；
所述变频器根据接收到的命令产生相应的频率值，并根据所述频率值控制所述步进电机的转动速度。
4.根据权利要求1所述的基于变频传动的口罩机恒张力控制系统，其特征在于，所述张力传感器通过模拟信号传输所述实际张力值至所述PLC；
所述PLC通过数字信号传输所述实际张力值至所述上位机。
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WO2000041961A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 Saco Lowell, Inc. Winder machine
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