CN114906566A - 一种断带检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种断带检测装置及方法，涉及断带故障处理领域。断带检测装置包括旋转单元、检测单元和处理单元；旋转单元用于与带抵接，以受带的带动而旋转；检测单元与处理单元电连接，检测单元可采集旋转单元的旋转信息，及将旋转信息传递至处理单元进行断带故障判断。带正常输送时，旋转单元与带抵接，在摩擦力的作用下受带的带动而旋转。断带故障发生后，带上的张力消失，旋转单元无法继续与带保持抵接，转速下降，甚至停止转动。由此，检测单元将旋转信息传递至处理单元，处理单元即可根据旋转信息判断带是否断裂。在此过程中，即便带沿旋转单元的旋转轴线晃动，旋转单元也不受影响，故检测单元不会因此而产生误判，检测精度高。

Description

一种断带检测装置及方法

技术领域

本发明涉及断带故障处理领域，尤其涉及一种断带检测装置及方法。

背景技术

断带故障是生产过程中常见的故障之一，故障发生后如果不能及时处理，往往会导致缠辊、设备受到冲击而损坏等后果，造成巨大损失。因此，需要在线实时检测断带故障是否发生。

现有的检测方式是在带状或线状产品经过的位置设置传感器，根据传感器是否检测到产品来判定断带故障是否发生。但是，产品在输送过程中容易晃动而偏离原位，导致传感器产生误判，检测精度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种断带检测装置。

本发明提供如下技术方案：

一种断带检测装置，包括旋转单元、检测单元和处理单元；

所述旋转单元用于与带抵接，以受所述带的带动而旋转；

所述检测单元与所述处理单元电连接，所述检测单元可采集所述旋转单元的旋转信息，及将所述旋转信息传递至所述处理单元进行断带故障判断。

作为对所述断带检测装置的进一步可选的方案，所述旋转单元包括旋转件和限位件；

所述旋转件用于与所述带抵接，以受所述带的带动而旋转；

所述限位件成对设于所述旋转件，以限制所述带沿所述旋转件的旋转轴线摆动的范围。

作为对所述断带检测装置的进一步可选的方案，所述旋转单元包括标记件，所述标记件可在旋转至所述检测单元处时被所述检测单元检测，所述旋转信息为所述标记件被所述检测单元检测到的频率。

作为对所述断带检测装置的进一步可选的方案，所述断带检测装置还包括调节单元，所述调节单元可调节所述旋转单元的位置，以使所述旋转单元与所述带保持抵接。

作为对所述断带检测装置的进一步可选的方案，所述断带检测装置还包括安装单元，所述旋转单元转动设于所述安装单元，所述检测单元固设于所述安装单元。

本发明的另一目的是提供一种断带检测方法。

本发明提供如下技术方案：

一种断带检测方法，包括：

使旋转单元与带抵接，并在所述带的带动下旋转；

通过检测单元采集所述旋转单元的旋转信息，并将所述旋转信息传递至处理单元；

所述处理单元根据所述旋转信息判断所述带是否断裂。

作为对所述断带检测方法的进一步可选的方案，所述旋转信息为所述旋转单元的转速；

所述处理单元根据所述旋转信息判断所述带是否断裂包括：

所述处理单元根据所述转速判断所述带是否开始正常输送；

在所述带开始正常输送后，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否断裂。

作为对所述断带检测方法的进一步可选的方案，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否开始正常输送包括：

在所述转速上升至第一阈值的前提下；

若所述转速达到所述第一阈值的持续时间未达到第一预设时长，则所述处理单元判断所述带未开始正常输送；

若所述转速达到所述第一阈值的持续时间达到所述第一预设时长，则所述处理单元判断所述带开始正常输送。

作为对所述断带检测方法的进一步可选的方案，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否断裂包括：

在所述转速下降至所述第一阈值的前提下；

若所述转速低于所述第一阈值的持续时间未达到第二预设时长，则所述处理单元判断所述带未断裂；

若所述转速低于所述第一阈值的持续时间达到所述第二预设时长，则所述处理单元判断所述带停止输送，并进一步根据所述转速判断所述带是否断裂。

作为对所述断带检测方法的进一步可选的方案，所述处理单元判断所述带停止输送，并进一步根据所述转速判断所述带是否断裂包括：

若所述转速在第三预设时长内上升至所述第一阈值，且所述转速达到所述第一阈值的持续时间达到第四预设时长，则所述处理单元判断所述带断裂；

否则，所述处理单元判断所述带未断裂。

本发明的实施例具有如下有益效果：

带正常输送时，旋转单元与带抵接，在摩擦力的作用下受带的带动而旋转。断带故障发生后，带上的张力消失，旋转单元无法继续与带保持抵接，故旋转单元的转速下降，甚至停止转动。由此，检测单元对旋转单元的旋转信息进行采集，并将旋转信息传递至处理单元，处理单元即可根据旋转信息判断带是否断裂。在此过程中，即便带沿旋转单元的旋转轴线晃动，旋转单元也不受影响，故检测单元不会因此而产生误判，检测精度高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例1提供的一种断带检测装置的整体轴测结构示意图；

图2示出了本发明实施例1提供的一种断带检测装置中调节单元和旋转单元的结构示意图；

图3示出了本发明实施例2提供的一种断带检测方法的流程图；

图4示出了本发明实施例2提供的一种断带检测方法中步骤S3的流程图；

图5示出了本发明实施例2提供的一种断带检测方法的数据分析处理逻辑图。

主要元件符号说明：

100-安装单元；200-调节单元；210-底板；220-丝杆结构；221-丝杆；222-螺母；230-支撑板；231-支座；240-中轴；300-旋转单元；310-旋转件；320-限位件；330-标记件；400-检测单元；410-固定座；420-接近开关；500-打包带。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请一并参阅图1和图2，本实施例提供一种断带检测装置，用于检测带在输送过程中是否断裂。其中，带可以是各种材质的带状产品(如PET、PP等)，也可以是绳状或者线状的产品。在本实施例中，带为打包带500。

断带检测装置包括安装单元100、调节单元200、旋转单元300、检测单元400和处理单元。打包带500绕过旋转单元300，与旋转单元300抵接，并在输送过程中带动旋转单元300旋转。检测单元400与处理单元电连接，检测单元400采集旋转单元300的旋转信息后将旋转信息传递至处理单元，由处理单元判断打包带500是否断裂。此外，调节单元200能够调节旋转单元300的位置，以使旋转单元300与打包带500保持抵接。

具体地，安装单元100为安装支架。调节单元200直接设置在安装支架上，旋转单元300和检测单元400则直接设置在调节单元200上，进而通过调节单元200与安装支架相连。

具体地，调节单元200包括底板210、丝杆结构220、支撑板230和中轴240。其中，底板210与安装支架固定连接，支撑板230通过丝杆结构220与底板210相连。旋转单元300通过中轴240转动设置在支撑板230上，检测单元400固定设置在支撑板230上。丝杆结构220能够调节支撑板230和底板210的相对位置，进而对旋转单元300和检测单元400的位置进行调节。

在本实施例中，打包带500从旋转单元300上方绕过，故调节单元200对旋转单元300的高度进行调节，以使旋转单元300与打包带500保持抵接。

底板210水平设置，通过焊接或者栓接等方式固定在安装支架的顶面。

丝杆结构220包括丝杆221和螺母222。丝杆221沿竖直方向设置，丝杆221同时穿设于底板210和支撑板230上，并与底板210固定连接，与支撑板230滑动配合。螺母222套设于丝杆221上，螺母222成对设置在支撑板230的上方和下方。

支撑板230水平设置，支撑板230上栓接固定有支座231，且支座231成对设置。

中轴240水平设置，且中轴240的轴线与打包带500的输送方向垂直。中轴240的两端分别与两个支座231固定连接，中轴240上套设有轴承，旋转单元300通过轴承与中轴240转动配合。

使用时，旋拧螺母222，改变螺母222在丝杆221上的位置，并使螺母222分别与支撑板230的上表面和下表面紧贴，即可对支撑板230和底板210的相对位置进行调节，进而对旋转单元300的高度进行调节。

在本实施例的一个具体实施方式中，调节单元200设有两个。

在本实施例的另一具体实施方式中，调节单元200的数量也可以是一个、三个、四个或者更多。

具体地，旋转单元300包括旋转件310、限位件320和标记件330。旋转件310通过轴承与中轴240转动配合，进而转动设置在安装支架上。打包带500从旋转件310上方绕过，与旋转件310抵接，并在输送过程中带动旋转件310旋转。限位件320成对设置在旋转件310上，与旋转件310固定连接，并对打包带500横向摆动的范围进行限制。标记件330设置在旋转件310或者限位件320上，并在旋转至检测单元400处时被检测单元400检测。

在本实施例中，旋转件310为导轮，限位件320为环形的限位板，标记件330为开设在其中一个限位板上的检测缺口。其中，两块限位板分别位于导轮两端，与导轮焊接固定或者一体成型。

在本实施例的一个具体实施方式中，同时输送的打包带500的数量为八条，中轴240上对应设有八个旋转单元300。八个旋转单元300分别通过轴承与中轴240转动配合，互不影响，且每个导轮分别支撑一条打包带500。

在本实施例的另一具体实施方式中，打包带500和旋转单元300的数量也可以是六个、七个、九个或者其它数量。

具体地，检测单元400包括固定座410和接近开关420。固定座410栓接固定在支撑板230上，接近开关420则固定设置在固定座410上，且接近开关420与处理单元电连接。

接近开关420与旋转单元300的数量相同且分别对应，接近开关420与检测缺口所在的限位板对齐。接近开关420配合检测缺口对旋转单元300的旋转信息进行采集，然后将旋转信息传递至处理单元。

当限位板随导轮旋转至检测缺口与接近开关420正对时，限位板与接近开关420之间的距离发生变化，从而被接近开关420检测到。

在本实施例中，旋转信息为检测缺口被检测单元400检测到的频率，即旋转单元300的转速。

在本申请的另一实施例中，旋转信息也可以是检测缺口是否被检测单元400检测到，即旋转单元300是否旋转。

具体地，处理单元为收卷机的PLC控制器。

断带检测装置运行时，导轮与正常输送的打包带500抵接，在摩擦力的作用下受打包带500的带动而旋转。限位板随导轮旋转，限位板上的检测缺口能够持续、稳定地被接近开关420检测到，然后由检测开关将旋转单元300的旋转信息传递给处理单元。

断带故障发生后，打包带500上的张力消失，导轮无法继续与打包带500保持抵接，故导轮的转速下降，甚至停止转动。此时，检测单元400检测到检测缺口的频率下降，并在导轮停止转动时持续检测到检测缺口，或者持续未检测到检测缺口。由此，处理单元判断打包带500断裂，并反馈至生产线其它设备(如收卷机)，及时响应调整，避免断带对生产线其它设备造成冲击损坏。

在上述过程中，即便打包带500沿中轴240的轴线横向摆动，导轮也不受打包带500影响。此外，即便打包带500沿竖直方向上下震动，导轮也能稳定地与打包带500保持抵接。因此，接近开关420不会因此而产生误判，检测精度高。

实施例2

请参阅图3，本实施例提供一种断带检测方法，用于在线实时检测带的断带状况，以便反馈生产线速设备作出快速响应调整，避免被断带产生冲击。例如控制收卷机，避免断带对产线设备造成的冲击损坏。其中，带可以是各种材质的带状产品(如PET、PP等)，也可以是绳状或者线状的产品。

在本实施例中，带为打包带500。断带检测方法的具体步骤如下：

S1，使旋转单元300与打包带500抵接，并在打包带500的带动下旋转。

S2，通过检测单元400采集旋转单元300的旋转信息，并将旋转信息传递至处理单元。

S3，处理单元根据旋转信息判断打包带500是否断裂。

具体地，旋转信息为旋转单元300的转速。处理单元对旋转单元300的转速进行分析，能够更加精确地判断打包带500的断带状况。

打包带500的生产线速一般为120-150m/min，在打包带500的生产线速一定的情况下，在打包带500的带动下旋转的旋转单元300具有稳定的转速，以a(单位为r/s)为中心在小范围内波动。处理单元记录旋转单元300的转速，形成转速曲线。

当出现断带时，打包带500上的张力消失，不再与旋转单元300保持抵接，无法继续带动旋转单元300旋转。旋转单元300的转速从a下降至0，其转速曲线出现下降沿。当重新拉带完成后，旋转单元300的转速从0恢复至a，其转速曲线出现上升沿。

转速曲线先下降后上升的过程称为一个断带脉冲，出现一个断带脉冲后，处理单元判断为一次断带，并反馈至其它产线设备。

请一并参阅图4和图5，进一步地，生产线上往往同时存在多条打包带500。多条打包带500垂直于输送方向排列，具有外侧和内侧。当内侧的打包带500出现断带后，操作人员一般在邻近外侧的区域重新拉带，然后将该打包带500移位校准至对应的旋转单元300上。

在移动校准的过程中，操作人员需要先将外侧的打包带500抬起，使该打包带500从外侧打包带500的下方通过。外侧的打包带500与对应的旋转单元300脱离，会影响旋转单元300的转速曲线，产生假象脉冲—即转速曲线先下降后上升，而实际上并未断带。此时，处理单元误判为外侧的打包带500出现断带，并给出错误信号控制收卷机停止，影响生产线的正常运转。

此外，操作人员在生产过程中可能会触碰旋转单元300，干涉旋转单元300转动，导致产生假象脉冲。再者，工位停带后再次启动同样会产生假象脉冲。

为了排除上述假象脉冲，对断带故障进行精准判断，步骤S3包括以下步骤：

S3-1，处理单元根据转速判断打包带500是否开始正常输送。

具体地，在任意一次生产过程中，转速的初始值为0，处理单元判断为工位停带。

若转速大于0且小于第一阈值，则处理单元判断为其它外力作用，如操作人员触碰旋转单元300导致旋转单元300转动。此时，转速曲线的上升沿作为假象脉冲排除，检测单元400重新采集旋转单元300的转速。

若转速上升至第一阈值，且转速不低于第一阈值的持续时间小于第一预设时长，则处理单元判断为输送前拉带临时借用工位，打包带500未开始正常输送。此时，转速曲线的上升沿作为假象脉冲排除，检测单元400重新采集旋转单元300的转速。

若转速上升至第一阈值，且转速不低于第一阈值的持续时间达到第一预设时长，则处理单元判断打包带500开始正常输送。

其中，第一阈值和第一预设时长均为预设参数，其数值可调节。

在本实施例中，第一阈值取2r/s，第一预设时长取60s。

S3-2，在打包带500开始正常输送后，处理单元根据转速判断打包带500是否断裂。

若转速降至第一阈值以下，且转速低于第一阈值的持续时间小于第二预设时长，则处理单元判断打包带500未断裂，为其它因素导致转速短时间下降，如输送中拉带临时借用工位，或者操作人员触碰旋转单元300导致旋转单元300旋转受阻。此时，转速曲线的下降沿作为假象脉冲排除，检测单元400重新采集旋转单元300的转速。

若转速降至第一阈值以下，且转速低于第一阈值的持续时间达到第二预设时长，则处理单元判断打包带500停止输送，并控制收卷机停机。

其中，第二预设时长为预设参数，其数值可调节。

在本实施例中，第二预设时长取40s。

进一步地，处理单元判断打包带500停止输送后，进一步根据转速判断打包带500是否断裂。

自处理单元判断打包带500停止输送起，若转速未在第三预设时长内上升至第一阈值，则处理单元判断打包带500未断裂，为工位主动停带及再次启动，如操作人员主动停带以便对设备的零件进行更换，并在更换后继续生产过程。此时，处理单元记录一次主动停带，并开启新的循环。

自处理单元判断打包带500停止输送起，若转速在第三预设时长内上升至第一阈值，且转速不低于第一阈值的持续时间小于第四预设时长，则处理单元判断打包带500未断裂，为工位主动停带及停带后拉带临时借用工位。此时，转速曲线的上升沿作为假象脉冲排除，检测单元400重新采集旋转单元300的转速。

自处理单元判断打包带500停止输送起，若转速在第三预设时长内上升至第一阈值，且转速不低于第一阈值的持续时间达到第四预设时长，则处理单元判断打包带500断裂。此时，转速曲线的下降沿和上升沿作为有效的断带脉冲记录，检测单元400重新采集旋转单元300的转速。

其中，第三预设时长和第四预设时长均为预设参数，其数值可调节。

在本实施例中，第三预设时长取10min，第四预设时长取120s。

总之，利用上述断带检测方法实时检测打包带500的断带状况，能够有效地识别并排除各类假象脉冲，对断带故障进行精准判断。

此外，断带脉冲由处理单元上传至云端进行采集，统计生产的稳定状况，反馈系统运作的异常状态，统计断带次数，统计产量损失，以确保产线稳定的运行。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种断带检测装置，其特征在于，包括旋转单元、检测单元和处理单元；

所述旋转单元用于与带抵接，以受所述带的带动而旋转；

所述检测单元与所述处理单元电连接，所述检测单元可采集所述旋转单元的旋转信息，及将所述旋转信息传递至所述处理单元进行断带故障判断。

2.根据权利要求1所述的断带检测装置，其特征在于，所述旋转单元包括旋转件和限位件；

所述旋转件用于与所述带抵接，以受所述带的带动而旋转；

所述限位件成对设于所述旋转件，以限制所述带沿所述旋转件的旋转轴线摆动的范围。

3.根据权利要求1所述的断带检测装置，其特征在于，所述旋转单元包括标记件，所述标记件可在旋转至所述检测单元处时被所述检测单元检测，所述旋转信息为所述标记件被所述检测单元检测到的频率。

4.根据权利要求1所述的断带检测装置，其特征在于，所述断带检测装置还包括调节单元，所述调节单元可调节所述旋转单元的位置，以使所述旋转单元与所述带保持抵接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的断带检测装置，其特征在于，所述断带检测装置还包括安装单元，所述旋转单元转动设于所述安装单元，所述检测单元固设于所述安装单元。

6.一种断带检测方法，其特征在于，包括：

使旋转单元与带抵接，并在所述带的带动下旋转；

通过检测单元采集所述旋转单元的旋转信息，并将所述旋转信息传递至处理单元；

所述处理单元根据所述旋转信息判断所述带是否断裂。

7.根据权利要求6所述的断带检测方法，其特征在于，所述旋转信息为所述旋转单元的转速；

所述处理单元根据所述旋转信息判断所述带是否断裂包括：

所述处理单元根据所述转速判断所述带是否开始正常输送；

在所述带开始正常输送后，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否断裂。

8.根据权利要求7所述的断带检测方法，其特征在于，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否开始正常输送包括：

在所述转速上升至第一阈值的前提下；

若所述转速达到所述第一阈值的持续时间未达到第一预设时长，则所述处理单元判断所述带未开始正常输送；

若所述转速达到所述第一阈值的持续时间达到所述第一预设时长，则所述处理单元判断所述带开始正常输送。

9.根据权利要求7所述的断带检测方法，其特征在于，所述处理单元根据所述转速判断所述带是否断裂包括：

在所述转速下降至所述第一阈值的前提下；

若所述转速低于所述第一阈值的持续时间未达到第二预设时长，则所述处理单元判断所述带未断裂；

若所述转速低于所述第一阈值的持续时间达到所述第二预设时长，则所述处理单元判断所述带停止输送，并进一步根据所述转速判断所述带是否断裂。

10.根据权利要求9所述的断带检测方法，其特征在于，所述处理单元判断所述带停止输送，并进一步根据所述转速判断所述带是否断裂包括：

若所述转速在第三预设时长内上升至所述第一阈值，且所述转速达到所述第一阈值的持续时间达到第四预设时长，则所述处理单元判断所述带断裂；

否则，所述处理单元判断所述带未断裂。

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