CN117184977A - 软薄类带状物料的卷绕速度控制方法、复卷机及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软薄类带状物料的卷绕速度控制方法、复卷机及可读存储介质，卷绕速度控制方法应用于复卷机，复卷机包括放卷轴、主轴和收卷轴，放卷轴用于配合母料卷，主轴提供从母料卷引出物料的动力，收卷轴用于复卷物料；卷绕速度控制方法包括控制放卷轴、主轴和收卷轴启动工作；在一个复卷周期内，根据预设的转速调控折线调控主轴的转速，转速调控折线包括从最高转速下降到缓冲转速的、倾斜向下延伸的降速中段。复卷机包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的卷绕速度控制方法，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的卷绕速度控制方法。本发明解决卷绕惯性引起的卷绕张紧度不达标问题。

Description

软薄类带状物料的卷绕速度控制方法、复卷机及可读存储 介质

技术领域

本发明涉及复卷技术领域，尤其涉及软薄类带状物料卷绕速度控制方法、复卷机及可读存储介质。

背景技术

一般地，带状物料的复卷机包括相互平行且依次设置的放卷轴、主轴和收卷轴，复卷机还包括三根轴各自对应的驱动电机，物料母料卷安装到放卷轴上，物料从母料卷上引出后由主轴提供持续的牵引动力，带卷轴套装在收卷轴上从而复卷物料。

处于放卷轴、主轴和收卷轴的物料将受到多方面作用力影响，如碳带和薄膜的软薄类带状物料在复卷过程中非常容易产生成品张紧度不达标、卷材边缘不整齐的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种提升软薄类带状物料卷绕质量的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法。

本发明的第二目的在于提供一种能够实现上述卷绕速度控制方法、提升软薄类带状物料卷绕质量的复卷机。

本发明的第三目的在于提供一种能够实现上述卷绕速度控制方法的可读存储介质。

本发明第一目的提供的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法应用于复卷机，复卷机包括放卷轴、主轴和收卷轴，放卷轴用于配合母料卷，主轴提供从母料卷引出物料的动力，收卷轴用于复卷物料；卷绕速度控制方法包括控制放卷轴、主轴和收卷轴启动工作；在一个复卷周期内，根据预设的转速调控折线调控主轴的转速，转速调控折线包括从最高转速下降到缓冲转速的、倾斜向下延伸的降速中段。

由上述方案可见，经过多次复卷测试发现，在碳带和薄膜的软薄类带状物料在复卷过程中，卷绕惯性、特别是母料卷以及放卷轴产生的惯性力容易引发卷张紧度不均匀以及继而产生卷材边缘问题。为解决该惯性影响，本发明从主轴的速度控制方面作出考虑。由于主轴为物料提供主要牵引作用，并且从母料卷引出的物料由主轴所牵引，主轴转速变化带来的牵引力变化直接作用于母料卷，经过测试，主轴从最高转速持续降速的速度调整方式能够很好地消除母料卷和放卷轴的惯性力，因此，本发明的控制方法中主轴以预设的转速调控折线调整转速，并且转速调控折线包括了为了解决惯性影响的、从最高转速降速到缓冲转速的倾斜向下的降速中段，此方式控制下，能够很好地改善软薄类带状物料复卷的张紧度不达标、卷材边缘不整齐问题，提升复卷质量。

进一步的方案是，转速调控折线还包括从零速上升至最高转速的、倾斜向上延伸的升速始段。

由上可见，设置升速始段的目的在于尽快将主轴转速从零速提升至最高转速，提升复卷效率。

再进一步的方案是，转速调控折线还包括为此在最高转速的、水平延伸于升速始段与降速中段之间的匀速中段。

由上可见，实际上，在升速始段后立马进入降速中段，即在主轴转速到达最高转速后立马降速运转能够最大程度解决卷绕惯性问题，但，还需要从生产效率考虑复卷周期的长短，如升速始段后立马进入降速中段，复卷周期则会被延长。为此，本发明的更优方案中，在进入降速中段前，主轴先以最高转速运行一定圈数后，再进入降速中段，从而兼顾卷绕质量和卷绕效率。

更进一步的方案是，在一个复卷周期内，以预设的转速调控折线调控主轴的转速的步骤中包括：获取主轴的转动检测计数；当主轴的转动检测计数达到第一预设值，根据匀速中段调控主轴的转速；当主轴的转动检测计数达到第二预设值，根据降速中段调控主轴的转速。

由上可见，此设置下，系统能够通过主轴电机处的编码器所获取到的脉冲信号来得到当前主轴的转动检测计数，到达预设的转动检测计数，表示当前收卷轴上物料卷绕长度到达了预设长度，此时则控制电机依照转速调控折线中的下一线段运行。以主轴的转动检测计数作为判断基础能够很好地保证依转速调控折线调控主轴的准确度。

更进一步的方案是，第二预设值与第一预设值的差值大于或等于复卷周期的总圈数的三分之一。

由上可见，此设置下使得降速中段对应的卷绕长度足够长，降速中段的倾斜度更缓和，降速过程除了解决卷绕惯性问题外还保持更好的稳定性。

另一进一步的方案是，转速调控折线还包括从缓冲转速下降到零速的、倾斜向下延伸的缓冲末段；降速中段的斜率绝对值大于缓冲末段的斜率绝对值。

再进一步的方案是，根据预设的转速调控折线调控主轴的转速的步骤中，还包括根据缓冲末段调控主轴的转速过程中，控制放卷轴和收卷轴降速至零速。

由上可见，当编码器采集到设定降速脉冲值、即卷绕长度达到降速长度时，收卷轴、主轴和放卷轴三组电机缓慢降速到零速，此时，整个卷绕周期结束，卷绕完成。缓冲末段的设置使得三根转轴相互协同缓慢地完成降速归零，使复卷过程稳定地收尾。

进一步的方案是，控制放卷轴、主轴和收卷轴启动工作的步骤后，还包括：根据转速调控折线、收卷轴的转动检测计数、收卷轴的直径数据和物料的厚度数据实时计算收卷轴的线速度数据；根据线速度数据控制收卷轴转动。

由上可见，收卷轴的转速不仅需要协调主轴的转速，还需要协调复卷过程中其上不断增大的物料直径，为此，需要根据主轴的转速调控折线以及根据收卷轴的直径数据。

本发明第二目的提供的复卷机包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的卷绕速度控制方法。

本发明第三目的提供的可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的卷绕速度控制方法。

附图说明

图1为本发明复卷机实施例的示意图。

图2为本发明卷绕速度控制方法实施例的流程框图。

图3为本发明卷绕速度控制方法实施例中的转速调控折线图。

具体实施方式

复卷机实施例

参见图1，本发明的复卷机包括沿着走带路线依次设置的放卷轴1、主轴2和收卷轴3，物料的母料卷90安装到放卷轴1上，物料91从母料卷90上引出后由主轴2提供持续的牵引动力，带卷轴92套装在收卷轴3上从而复卷物料91。

当然地，未示出的是，复卷机还包括放卷轴1、主轴2和收卷轴3各自对应的驱动电机，驱动电机为伺服电机，本发明的卷绕速度控制方法中，系统控制放卷轴1、主轴2和收卷轴3转动以及对主轴2转速的调整主要通过控制各个伺服电机实现。另外，复卷机还包括与主轴2对应配合的挤压轮4，主轴2与挤压轮4之间形成供物料91通过的位置，主轴2转动时能够配合挤压轮4持续地将物料91从母料卷90上牵引送出。

其中，如图1所示，放卷轴1的转动方向与母料卷90的转动方向相反，从以为母料卷90提供反转力矩，放卷轴1带动申请号为CN202210810599.X的中国发明专利申请中公开的母料卷的反转限速装置，反转限速装置从母料卷的内周与母料卷摩擦配合并与母料卷保持相反方向旋转，如此，放卷轴1转动时能够为母料卷提供反转扭矩。

其中，如图1所示，由于物料91将不会在主轴2上卷绕，因此，复卷过程中主轴2上线速度不会发生变化，通过主轴2的转动检测计数可以准确换算物料91的已卷绕长度，其中，主轴2的转动检测计数可以通过主轴2对应的驱动电机上的编码器的脉冲信号计数计算得出。另一方面，本发明主要在于对主轴2的转速进行控制，其具体为通过对与主轴2对应的驱动电机的转速进行控制而实现。本实施例中，主轴2、放卷轴1以及收卷轴3的转动检测计数分别为各自对应的驱动电机上的编码器的脉冲计数。

其中，如图1所示，带卷轴92作为产品的一部分套在收卷轴3之上，随着复卷进行，物料91将在带卷轴92逐层增加，因此，在控制收卷轴3的转速时，不仅需要协调主轴2的转速，还需要协调时刻变化的线速度。

另外，复卷机还包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述的卷绕速度控制方法，本实施例的计算机程序为PLC控制程序。另外，复卷机还包括显示屏，作为人机交互界面，与主轴2转速调控折线的相关参数，参数可以被键入和更改。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

卷绕速度控制方法实施例

本发明的卷绕速度控制方法针对软薄类带状物料、基于本发明的复卷机实现。软薄类带状物料如打印机耗材色带中的碳带、PET带、单双面胶带，特别是软薄程度更大的碳带。

参见图1和图2，本发明的卷绕速度控制方法包括：

首先，在放卷轴1上安装好母料卷90、引出物料91依次经过轮组、主轴2后粘连在带卷轴92后，即可启动设备工作，系统先执行步骤S1，启动放卷轴1、主轴2和收卷轴3各自对应的驱动电机，并启动开始一个复卷周期的复卷工作，一个复卷周期指完成一个带卷的复卷的周期。

接下来，主轴2将根据预设的转速调控折线调控所述主轴的转速。图3所示为本实施例中的预设的转速调控折线。坐标系中横坐标为复卷周期内当前已经卷绕的物料长度，纵坐标为主轴2的转速。本实施例的转速调控折线包括依次首尾相连的升速始段a、匀速中段b、降速中段c和缓冲末段d，升速始段a始于坐标原点，升速始段a与匀速中段b相连于第一变化点z1，匀速中段b与降速中段c相连于第二变化点z2，降速中段c与缓冲末段d相连于第三变化点z3。

本实施例中，第一变化点z1处已经卷绕的物料长度到达5米，对应地，主轴2已经转过的转动检测计数到达本发明的第一预设值r1，第二变化点z2处已经卷绕的物料长度到达7米，主轴2已经转过的转动检测计数到达本发明的第二预设值r2，第三变化点z3处已经卷绕的物料长度到达7.5米，主轴2已经转过的转动检测计数到达本发明的第三预设值r3。

其中，对于转速调控折线中的不同线段，实际上是需要经过多次卷绕试验后，根据复卷质量比对确定，转速调控折线中不同线段根据物料91的已卷绕长度进行划分形成。而，实际上，在根据转速调控折线控制主轴2时，系统无法直接得知已经卷绕的物料长度，但可以通过主轴2的转动检测计数、即主轴2驱动电机上的编码器的脉冲计数、主轴2的直径数据、主轴2的驱动电机每转一圈时编码器发送脉冲数和圆周率等数据换算得出已经卷绕的物料长度。

转速调控折线中，升速始段a倾斜向上延伸，升速始段a中，主轴2在转动检测计数的第一预设值r1的转速将从零速上升至最高转速1000r/min；匀速中段b水平延伸，匀速中段b中，主轴2保持在最高转速1000r/min，直至转动检测计数到达第二预设值r2；降速中段c倾斜向下延伸，降速中段c中，在主轴2转动检测计数到达第三预设值r3之前，主轴2将从最高转速1000r/min降速到缓冲转速100r/min，缓冲末段d，倾斜向下延伸，缓冲末段d中，主轴2将从缓冲转速100r/min逐渐降速至零速。其中，可以看出降速中段c的斜率的绝对值大于升速始段a的斜率的绝对值，降速中段c的斜率的绝对值大于缓冲末段d的斜率的绝对值。

步骤S2中，在控制主轴2根据转速调控折线中的升速始段a从零速开始升速运转后，系统执行步骤S3，持续判断主轴2的转动检测计数是否到达第一预设值r1。

若是，此时主轴2的转速到达最高转速1000r/min，此时系统执行步骤S4，控制主轴2根据转速调控折线中的匀速中段b保持最高转速运转，随后执行判断步骤S5，持续判断主轴2的转动检测计数是否到达第二预设值r2。

若是，此时系统执行步骤S6，控制主轴2根据转速调控折线中的降速中段c从最高转速逐渐降速到缓冲转速。随后执行判断步骤S7，持续判断主轴2的转动检测计数是否到达第三预设值r3。

若是，此时主轴2的转速到达缓冲转速100r/min，此时系统执行步骤S8，控制主轴2根据转速调控折线中的缓冲末段d从缓冲转速降速到零速。此时复卷周期结束，一个碳带带卷的复卷工作完成。

本发明的主要目的在于消除卷绕惯性力对软薄类带状物料带来张紧度和卷材边缘不整齐的卷绕质量问题。其中，主要通过调控主轴2的转速实现。母料卷90具有较大的质量，进行复卷时、主轴2将物料91从母料卷90上扯出时将带动母料卷90沿图1所示的逆时针方向(下称“正向”)转动，尽管顺时针方向转动的放卷轴1通过摩擦力稳定了母料卷90，很大程度解决了送带的张紧问题，但沿正向转动的母料卷90依然有一部分沿正向的惯性力作用于物料91，而物料91软薄易变而对惯性力敏感，较小的惯性力依然对物料91带来张紧度不均匀的问题。对此，本发明通过对主轴2设置一个过程较长且降速坡度相对较小的降速过程，即转速调控折线中的降速中段c对应的降速过程，去逐渐降低主轴2的转速，该恒定的减速度将会改善主轴2牵扯母料卷90时的作用力，继而持续地弱化惯性力，从而进一步解决软薄张紧度不均匀以及继而引发的卷材边缘不整齐问题。

本实施例中，一个带卷物料91的总长为8米，经测试，卷绕过程中，升速长度在5米、5米后保持最高转速直至长度到达7米、降速转动直至长度到达7.5米，最后缓冲降速0.5米直至到达全长8米的方式设定转速调控折线更能兼顾效率与质量。在升速始段a后立马进入降速中段c，即在主轴2转速到达最高转速后立马降速运转能够最大程度解决对卷绕惯性问题，但，还需要从生产效率考虑复卷周期的长短，如升速始段后立马进入降速中段，复卷周期则会被延长。为此，本发明的更优方案中，在进入降速中段前，主轴2先保持最高转速运行一定圈数后，再进入降速中段c，兼顾卷绕质量和卷绕效率。

另一方面，复卷质量还与收卷轴3与主轴2的转速之间的协调程度有关。本实施例中，在执行步骤S2至步骤S8过程中，系统还对收卷轴3的转速进行协调性调控。具体地，是根据转速调控折线、收卷轴3的转动检测计数、收卷轴3的直径数据和物料91的厚度数据实时计算收卷轴3的线速度数据，然后根据线速度数据控制收卷轴的转动。此设置下，收卷轴3的转速不仅协调主轴2的转速，还协调复卷过程中收卷轴3上不断增大的物料91的直径而带来的线速度变化。

本发明主要针对软薄类带状物料，在复卷周期内通过预设的加速-匀速-降速转速调控折线来控制卷绕斜率，可以充分解决卷绕惯性带来的张紧度不均问题。

可读存储介质实施例

本发明的可读存储介质可以是被计算机装置的处理器所读取的任何形式的存储介质，包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器、铁电存储器等，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当计算机装置的处理器读取并执行存储器中所存储的计算机程序时，可以实现上述卷绕速度控制方法的步骤。

所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，应用于复卷机，所述复卷机包括放卷轴、主轴和收卷轴，所述放卷轴用于配合母料卷，所述主轴提供从所述母料卷引出物料的动力，所述收卷轴用于复卷物料；

其特征在于：

所述卷绕速度控制方法包括：

控制所述放卷轴、所述主轴和所述收卷轴启动工作；

在一个复卷周期内，根据预设的转速调控折线调控所述主轴的转速，所述转速调控折线包括从最高转速下降到缓冲转速的、倾斜向下延伸的降速中段。

2.根据权利要求1所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述转速调控折线还包括从零速上升至最高转速的、倾斜向上延伸的升速始段。

3.根据权利要求2所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述转速调控折线还包括为此在最高转速的、水平延伸于所述升速始段与所述降速中段之间的匀速中段。

4.根据权利要求3所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述在一个复卷周期内，以预设的转速调控折线调控所述主轴的转速的步骤中包括：

获取所述主轴的转动检测计数；

当所述主轴的转动检测计数达到第一预设值，根据所述匀速中段调控所述主轴的转速；

当所述主轴的转动检测计数达到第二预设值，根据所述降速中段调控所述主轴的转速。

5.根据权利要求4所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述第二预设值与所述第一预设值的差值大于或等于所述复卷周期的总圈数的三分之一。

6.根据权利要求1至5任一项所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述转速调控折线还包括从所述缓冲转速下降到零速的、倾斜向下延伸的缓冲末段；

所述降速中段的斜率绝对值大于所述缓冲末段的斜率绝对值。

7.根据权利要求6所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述根据预设的转速调控折线调控所述主轴的转速的步骤中，还包括：

根据所述缓冲末段调控所述主轴的转速过程中，控制所述放卷轴和所述收卷轴降速至零速。

8.根据权利要求1至5任一项所述的软薄类带状物料的卷绕速度控制方法，其特征在于：

所述控制所述放卷轴、所述主轴和所述收卷轴启动工作的步骤后，还包括：

根据所述转速调控折线、所述收卷轴的转动检测计数、所述收卷轴的直径数据和所述物料的厚度数据实时计算所述收卷轴的线速度数据；

根据所述线速度数据控制所述收卷轴转动。

9.复卷机，其特征在于：所述复卷机包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述的卷绕速度控制方法。

10.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的卷绕速度控制方法。