CN116495546B - 一种边料收卷装配机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种边料收卷装配机构，涉及薄膜电容边料收卷技术领域，本发明针对电容薄膜分切过程中的边料收卷过程，具体依赖线速度轴和定速度中上的带轮，其表现为：边料片一端绑缚在线速度轴上的带轮，以定速度轴上的带轮带动线速度轴上的带轮进行旋转，从而生成反向收卷的被动式运动模式，在此过程中，根据边料片在传输过程中的张力变化，生成两组控制模式，具体表现为：主动增加/降低边料片张力，或被动控制各项运动件的运动过程，以此保证边料片充分卷绕在线速度轴上的带轮上，避免出现边料片断裂、边料卷松塌等问题。

Description

一种边料收卷装配机构
技术领域
本发明涉及薄膜电容边料收卷技术领域，具体涉及一种边料收卷装配机构。
背景技术
对分切机的运行过程来说，主要是将料带(料卷)按照一定宽度大小进行裁切，而在裁切过程中，料带(料卷)总会产生边料，为了不影响到分切机的正常运行，需要对边料进行卷绕收集。
如针对电容薄膜的材料来说，因其厚度非常薄，所以在电容薄膜的卷绕过程中需要注意到收卷过程中的张力，若张力过大，导致边料可能出现断裂的问题，若张力过小，边料难以均匀地卷绕，出现塌料的问题；
上述两个问题，均会影响到电容薄膜边料的收卷过程，并且还需要注意的是：在持续卷绕电容薄膜边料这一过程中，收卷的薄膜边料卷重量持续增加，也会影响到电容薄膜边料卷绕时的张力，或出现边料断裂的问题，或直接导致收卷得到的边料卷上松塌的问题，依旧会影响到电容薄膜分切机的运行过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种边料收卷装配机构，针对当前厚度较薄的材料分切过程，以电容薄膜为例，因为实际运行过程中电容薄膜卷绕的张力存在变化，导致电容薄膜出现断裂或塌料的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种边料收卷装配机构，包括两组机架板所述机架板呈镜像对称设置，且两个机架板之间安装有四个导杆，所述机架板外壁下侧位置上安装有直驱电机，所述直驱电机的输出端位置上安装有定速度轴，所述机架板外壁上侧位置上设置有固定座板，所述固定座板上转动安装有线速度轴，所述机架板内壁下侧位置上转动安装有两个绕线转轴杆，所述机架板外壁下侧一端位置上设置有张力检测结构，且其中一个机架板外壁位置上设置有控制面板；
所述张力检测结构包括伺服气缸、摆杆、受力转轴和张力传感器，所述伺服气缸安装在机架板上，所述摆杆呈L型，且摆杆一端中心点位置上安装有定向转杆，所述受力转轴转动安装在摆杆另一端中心点位置上，所述张力传感器设置在摆杆另一端位置上，所述定向转杆安装在伺服气缸的输出端上。
进一步设置为：所述线速度轴、定速度轴位于两个机架板中间位置的位置上均设置有带轮，两个所述机架板之间设置有边料片，所述边料片依次缠绕在其中一个导杆、受力转轴、两个绕线转轴杆、定速度轴和线速度轴。
进一步设置为：所述线速度轴、定速度轴的中心点处于同一竖直轴线上，所述绕线转轴杆、受力转轴与定速度轴的设置位置呈错向设置。
进一步设置为：所述机架板对应固定座板的外壁位置上安装有两个呈竖向设置的滑条导轨，所述固定座板通过滑条导轨沿竖直方向为滑动连接，所述机架板对应固定座板的位置上安装有气动伸缩节杆，所述气动伸缩节杆的传动轴与固定座板之间相连接。
所述收卷装配机构在使用过程中，通过控制面板建立控制系统，控制系统由数据收集模块、数据分析模块和数据反馈模块组成，且在运行过程中，包含如下步骤：
步骤一：数据收集模块用于监控收卷装配机的运行状况，具体是以数据收集模块记录张力传感器中的显示数值，并向控制面板中输入直驱电机启动过程中的旋转参数一、气动伸缩节杆启动过程中的行程参数二、伺服气缸启动过程中的运动参数二；
步骤二：将数据收集模块中显示数值、行程参数一、旋转参数一、行程参数二和旋转参数发送到数据分析模块中，数据分析模块在获得数据收集模块中的数据后，对各项数据进行集中运行分析，以张力传感器中的显示数值作为运行分析中的前驱参数，计算得到运动级数；
步骤三：数据反馈模块获取步骤二中的运动级数，对收卷装配机进行运动控制，运动控制动作包含如下：
动作一：边料片随着定速度轴的旋转动作，逐渐缠绕在线速度轴上的带轮中形成边料卷，边料卷与定速度轴上的带轮之间维持相切状态，并由气动伸缩节杆带动固定座板上移，且定速度轴保持位置不变；
动作二：根据步骤二中的运动级数，启动伺服气缸带动受力转轴进行角度旋转，以此改变边料片上的张力，并再次以运动级数重新定义步骤一中的行程参数二、伺服气缸启动过程中的运动参数二。
进一步设置为：首先建立收卷过程中边料卷直径的计算公式：Dt＝D+(t*L*V)/3.14，其中Dt为边料卷随着启动时间后的理论边料卷之间，其中D为前一阶段中的边料卷直径，L为边料片厚度，V为定速度轴的线速度，其中L、V为定值，t为收卷过程中的工作时间，t的单位为min，且t＝1、2、3……t-1，t取自然正整数，根据Dt＝D+(t*L*V)/3.14可以计算得到每一时间段中的边料卷直径；
进一步设置为：气动伸缩节杆中的行程参数二包括行程量Dt-D以及行程速率(Dt-D)/t，且固定座板的运动方向沿竖直方向向上移动；
进一步设置为：再次建立位于受力转轴处边料张力的实际计算公式：Fn＝Fm(1±tanθ*(V/S))，其中Fn为单位时间t中的实际张力大小，且Fn等于F，而Fm为单位时间t-1中的实际张力大小，其中θ为摆杆的旋转速度，其中摆杆旋转过程依赖于伺服气缸带动摆杆进行旋转，且生成了如下的控制方式：
1)在恒定V值下，边料中所受到的张力处于相对恒定定值，那么在每次检测得到实际张力大小时，若张力较大时，可以通过伺服气缸带动摆杆顺时针旋转，此状态下的受力转轴处于远离边料状态，其旋转速度依旧为θ，实际计算公式中的θ取正值，继而实际计算公式为：Fn＝Fm(1-tanθ*(V/S))；
2)若检测得到的张力降低时，需要以摆杆进行逆时针旋转，使受力转轴9进一步接触到边料，旋转速度依旧为θ，继而实际计算公式为：Fn＝Fm(1-tanθ*(V/S))。
本发明具备下述有益效果：
1、本发明针对电容薄膜分切过程中的边料收卷过程，具体依赖于线速度轴和定速度轴上的带轮，具体表现为：以主动旋转的定速度轴反向带动线速度轴旋转，形成反向收卷的被动式运动模式，在收卷过程中，定速度轴上的带轮与线速度轴上带轮形成的边料卷始终保持相切状态，继而还依赖于边料卷的重量增加定速度轴上带轮与边料卷之间的摩擦力；
2、结合上述边料收卷过程，需要不同的运动件配件执行对应的运动过程如其中的电动推杆、气动伸缩节杆和直驱电机，具体表现为：保证定速度轴上的带轮始终与边料卷始终保持相切，而随着持续收卷过程中，需要以边料传导过程中所受到的张力大小来调节运动件的运动参数，其目的是：保证边料充分被收卷在边料卷上的同时，避免边料因为张力过大造成边料断裂，或者避免因为张力过小导致边料卷出现松塌等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明提出的一种边料收卷装配机构的结构示意图；
图2为本发明提出的一种边料收卷装配机构中机架板部件的侧视图；
图3为本发明提出的一种边料收卷装配机构中驱动组件部件的结构示意图；
图4为本发明提出的一种边料收卷装配机构中摆杆部件的结构示意图；
图5为本发明提出的一种边料收卷装配机构中的绕线示意图。
图中：1、机架板；2、导杆；3、直驱电机；4、伺服气缸；5、控制面板；6、张力传感器；7、定向转杆；8、线速度轴；9、受力转轴；10、绕线转轴杆；11、定速度轴；12、摆杆；13、气动伸缩节杆；14、固定座板；15、滑条导轨。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
具体针对电容薄膜的分切过程来说，虽然其中产生的边料无法使用，但是若弃之不顾，则会间接影响到电容薄膜分切过程，为此提出了如下的技术方案，以此达到收卷边料的问题，具体如下：
参照图1～5，本实施例中的一种边料收卷装配机构，包括两组机架板1机架板1呈镜像对称设置，且两个机架板1之间安装有四个导杆2，机架板1外壁下侧位置上安装有直驱电机3，直驱电机3的输出端位置上安装有定速度轴11，机架板1外壁上侧位置上设置有固定座板14，固定座板14上转动安装有线速度轴8，机架板1内壁下侧位置上转动安装有两个绕线转轴杆10，机架板1外壁下侧一端位置上设置有张力检测结构，且其中一个机架板1外壁位置上设置有控制面板5；
张力检测结构包括伺服气缸4、摆杆12、受力转轴9和张力传感器6，伺服气缸4安装在机架板1上，摆杆12呈L型，且摆杆12一端中心点位置上安装有定向转杆7，受力转轴9转动安装在摆杆12另一端中心点位置上，张力传感器6设置在摆杆12另一端位置上，定向转杆7安装在伺服气缸4的输出端上。
收卷装配机构在使用过程中，通过控制面板5建立控制系统，控制系统由数据收集模块、数据分析模块和数据反馈模块组成，且在运行过程中，包含如下步骤：
步骤一：数据收集模块用于监控收卷装配机的运行状况，具体是以数据收集模块记录张力传感器6中的显示数值，并向控制面板5中输入直驱电机3启动过程中的旋转参数一、气动伸缩节杆13启动过程中的行程参数二、伺服气缸4启动过程中的运动参数二；
步骤二：将数据收集模块中显示数值、行程参数一、旋转参数一、行程参数二和旋转参数发送到数据分析模块中，数据分析模块在获得数据收集模块中的数据后，对各项数据进行集中运行分析，以张力传感器6中的显示数值作为运行分析中的前驱参数，计算得到运动级数；
步骤三：数据反馈模块获取步骤二中的运动级数，对收卷装配机进行运动控制，运动控制动作包含如下：
动作一：边料片随着定速度轴11的旋转动作，逐渐缠绕在线速度轴8上的带轮中形成边料卷，边料卷与定速度轴11上的带轮之间维持相切状态，并由气动伸缩节杆13带动固定座板14上移，且定速度轴11保持位置不变；
动作二：根据步骤二中的运动级数，启动伺服气缸4带动受力转轴9进行角度旋转，以此改变边料片上的张力，并再次以运动级数重新定义步骤一中的行程参数二、伺服气缸4启动过程中的运动参数二。
运行原理：具体参照图5中的绕线示意图，首先将边料穿过其中一个导杆2，使边料与受力转轴9之间相接触，然后再依次绕过两个绕线转轴杆10，再经过定速度轴11，最后将边料的一端固定在线速度轴8上的带轮上；
那么在本实施例中启动时，具体是通过直驱电机3带动定速度轴11进行旋转，并在初始阶段中，定速度轴11与线速度轴8上的带轮之间相切，在定速度轴11旋转时，线速度轴8同步进行反向旋转，继而形成了反向收卷的被动式运动模式，使边料慢慢缠绕在线速度轴8上形成边料卷。
实施例二
本实施例配合实施例一中的收卷动作，对收卷动作提出如下的优化方案：
线速度轴8、定速度轴11位于两个机架板1中间位置的位置上均设置有带轮，两个机架板1之间设置有边料片，边料片依次缠绕在其中一个导杆2、受力转轴9、两个绕线转轴杆10、定速度轴11和线速度轴8，线速度轴8、定速度轴11的中心点处于同一竖直轴线上，绕线转轴杆10、受力转轴9与定速度轴11的设置位置呈错向设置，机架板1对应固定座板14的外壁位置上安装有两个呈竖向设置的滑条导轨15，固定座板14通过滑条导轨15沿竖直方向为滑动连接，机架板1对应固定座板14的位置上安装有气动伸缩节杆13，气动伸缩节杆13的传动轴与固定座板14之间相连接。
结构优点：如实施例一中的运行原理来说，在边料缠绕在线速度轴8上形成边料卷时，且在边料持续卷绕在边料卷上时，形成的边料卷直径逐渐增大，为此需要以气动伸缩节杆13带动固定座板14逐渐上移，保证边料卷始终与定速度轴11上的带轮相切，并且避免因为边料卷与定速度轴11上的带轮过于接触而出现干涉边料传导的问题。
实施例三
本实施例是对实施例一和实施例二中运动件的运动方式提出了如下的改进方案：
如实施例二中的内容来说，分别包括电动推杆6、气动伸缩节杆13和伺服气缸4的启动过程，其中直驱电机3所提供的转速处于相对恒定不变的状态，而根据实施例一中的步骤二内容，具体提出了如下的计算过程：
首先建立收卷过程中边料卷直径的计算公式：Dt＝D+(t*L*V)/3.14，其中Dt为边料卷随着启动时间后的理论边料卷之间，其中D为前一阶段中的边料卷直径，L为边料片厚度，V为定速度轴11的线速度，其中L、V为定值，t为收卷过程中的工作时间，t的单位为min，且t＝1、2、3……t-1，t取自然正整数，根据Dt＝D+(t*L*V)/3.14可以计算得到每一时间段中的边料卷直径，继而可以通过Dt的数值变化；
同理：随着边料卷直径增大，还需要以气动伸缩节杆13带动固定座板14向上移动，在单位时间t中，气动伸缩节杆13需要带动固定座板14向上移动Dt-D，所以气动伸缩节杆13中的行程参数二包括行程量Dt-D以及行程速率(Dt-D)/t；
本实施例需要重点解释的是：在边料传导过程中，因为边料厚度非常薄，所以需要更加注意其中的张力，为此需要建立位于受力转轴9处边料张力的理论计算公式：F＝V*k，其中V等于定速度轴11的线速度，F为边料在受力转轴9所受到的张力大小，且可以理解为V为边料的传导速度，其中k为张力与线速度之间的换算因子，具体以边料材料而定，此处不做限定，且k为定值，结合上述理论计算公式，可以得到：在理论状态下，随着边料传导速度加快，边料上所受到的张力增大，而在本发明中由直驱电机3提供动力带动边料传导，因为线速度轴8的转速处于恒定状态，所以在理论状态下，边料张力不发生变化；
之后再次建立位于受力转轴9处边料张力的实际计算公式：Fn＝Fm(1±tanθ*(V/S))，其中Fn为单位时间t中的实际张力大小，且Fn等于F，而Fm为单位时间t-1中的实际张力大小，其中θ为摆杆12的旋转速度，其中摆杆12旋转过程依赖于伺服气缸4带动摆杆12进行旋转，对伺服气缸4需要进行进一步的说明，与传统气缸的直线运动方式不同的是：本实施例中的伺服气缸4主要是用来实现摆杆12的小角度旋转动作，其目的是配合改变边料张力的动作，继而生成了如下的控制方式：
1)在恒定V值下，边料中所受到的张力处于相对恒定定值，那么在每次检测得到实际张力大小时，参照图5，若张力较大时，可以通过伺服气缸4带动摆杆12顺时针旋转，此状态下的受力转轴9处于远离边料状态，但是其旋转速度依旧为θ，仅仅是旋转方向不同，在理论上三角函数计算中的角度数值＞0，所以实际计算公中的θ取正值，继而实际计算公式为：Fn＝Fm(1-tanθ*(V/S))，其目的是降低张力；
2)若检测得到的张力降低时，需要以摆杆12进行逆时针旋转，使受力转轴9进一步接触到边料，旋转速度依旧为θ，继而实际计算公式为：Fn＝Fm(1-tanθ*(V/S))，其目的是增加边料的张力。
综上：针对电容薄膜分切过程中的边料收卷过程，具体依赖线速度轴和定速度中上的带轮，其表现为：边料片一端绑缚在线速度轴上的带轮，以定速度轴上的带轮带动线速度轴上的带轮进行旋转，从而生成反向收卷的被动式运动模式，在此过程中，根据边料片在传输过程中的张力变化，生成两组控制模式，具体表现为：主动增加/降低边料片张力，或被动控制各项运动件的运动过程，以此保证边料片充分卷绕在线速度轴上的带轮上，避免出现边料片断裂、边料卷松塌等问题。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种边料收卷装配机构，包括两组机架板（1），其特征在于，所述机架板（1）呈镜像对称设置，且两个机架板（1）之间安装有四个导杆（2），所述机架板（1）外壁下侧位置上安装有直驱电机（3），所述直驱电机（3）的输出端位置上安装有定速度轴（11），所述机架板（1）外壁上侧位置上设置有固定座板（14），所述固定座板（14）上转动安装有线速度轴（8），所述机架板（1）内壁下侧位置上转动安装有两个绕线转轴杆（10），所述机架板（1）外壁下侧一端位置上设置有张力检测结构，且其中一个机架板（1）外壁位置上设置有控制面板（5）；
所述张力检测结构包括伺服气缸（4）、摆杆（12）、受力转轴（9）和张力传感器（6），所述伺服气缸（4）安装在机架板（1）上，所述摆杆（12）呈L型，且摆杆（12）一端中心点位置上安装有定向转杆（7），所述受力转轴（9）转动安装在摆杆（12）另一端中心点位置上，所述张力传感器（6）设置在摆杆（12）另一端位置上，所述定向转杆（7）安装在伺服气缸（4）的输出端上；
通过控制面板（5）建立控制系统，控制系统由数据收集模块、数据分析模块和数据反馈模块组成，且在运行过程中，包含如下步骤：
步骤一：数据收集模块用于监控收卷装配机的运行状况，具体是以数据收集模块记录张力传感器（6）中的显示数值，并向控制面板（5）中输入直驱电机（3）启动过程中的旋转参数一、气动伸缩节杆（13）启动过程中的行程参数二、伺服气缸（4）启动过程中的运动参数二；
步骤二：将数据收集模块中显示数值、行程参数一、旋转参数一、行程参数二和旋转参数发送到数据分析模块中，数据分析模块在获得数据收集模块中的数据后，对各项数据进行集中运行分析，以张力传感器（6）中的显示数值作为运行分析中的前驱参数，计算得到运动级数；
步骤三：数据反馈模块获取步骤二中的运动级数，对收卷装配机进行运动控制，运动控制动作包含如下：
动作一：边料片随着定速度轴（11）的旋转动作，逐渐缠绕在线速度轴（8）上的带轮中形成边料卷，边料卷与定速度轴（11）上的带轮之间维持相切状态，并由气动伸缩节杆（13）带动固定座板（14）上移，且定速度轴（11）保持位置不变；
动作二：根据步骤二中的运动级数，启动伺服气缸（4）带动受力转轴（9）进行角度旋转，以此改变边料片上的张力，并再次以运动级数重新定义步骤一中的行程参数二、伺服气缸（4）启动过程中的运动参数二。
2.根据权利要求1所述的一种边料收卷装配机构，其特征在于，所述线速度轴（8）、定速度轴（11）位于两个机架板（1）中间位置的位置上均设置有带轮，两个所述机架板（1）之间设置有边料片，所述边料片依次缠绕在其中一个导杆（2）、受力转轴（9）、两个绕线转轴杆（10）、定速度轴（11）和线速度轴（8）。
3.根据权利要求2所述的一种边料收卷装配机构，其特征在于，所述线速度轴（8）、定速度轴（11）的中心点处于同一竖直轴线上，所述绕线转轴杆（10）、受力转轴（9）与定速度轴（11）的设置位置呈错向设置。
4.根据权利要求1所述的一种边料收卷装配机构，其特征在于，所述机架板（1）对应固定座板（14）的外壁位置上安装有两个呈竖向设置的滑条导轨（15），所述固定座板（14）通过滑条导轨（15）沿竖直方向为滑动连接，所述机架板（1）对应固定座板（14）的位置上安装有气动伸缩节杆（13），所述气动伸缩节杆（13）的传动轴与固定座板（14）之间相连接。
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