CN1676311A - 输送带涂覆生产线刚性张力控制系统 - Google Patents

Abstract

一种输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，包括放卷机、放卷牵引机、涂覆机、加热设备、贴合机、收卷牵引机、收卷机及多台分别驱动放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机的伺服电机，多个过渡压辊、多个测力辊、与所述测力辊相连的多个秤重传感器、与所述秤重传感器相连的测力终端和可编程控制器、及与所述可编程控制器多台变频调速器。本发明可对测力终端反馈的张力数据进行智能化集中管理，进而对各伺服电机变频调速器下达指令。其张力范围大、且稳定，并且反应速度快、自动化程度高，大大提高了生产线的生产率，节约了生产成本。

Description

输送带涂覆生产线刚性张力控制系统

技术领域

本发明涉及一种输送带涂覆生产线张力控制系统，特别涉及一种生产输送带用的刚性张力控制系统。

背景技术

塑料输送带的生产工艺通常先后包括以下工艺：塑料原料配方制成糊料、烘织物芯基布、涂覆布面打底料、涂覆贴合料、贴合、涂覆面层料、修光或压花纹。除塑料原料配方制成糊料工序不在涂覆生产线上做，其余工序在生产线上进行而且都需要张力控制。

现有的输送带涂覆生产线张力智能控制系统通常包括放卷机、放卷牵引机、放卷刹车装置、张力辊、张力控制装置、收卷牵引机和收卷机。其张力控制是通过控制放卷牵引电机与收卷牵引电机的线速度差来实现；放卷辊轴头采用刹车装置，其紧松通过手动来调节；而放卷牵引机的电机采用的是普通变频调速电机，它没有制动功能；张力控制装置主要包括张力气缸和角位仪。张力辊的背压是依托张力控制装置—张力气缸控制，其力量很小，虽然张力气缸气压可手动调节，但由于气源空压机的输出压力波动很大，使得张力辊背压非常不稳定；而角位仪仅仅只能显示张力辊的摆动情况，而不能参与控制。

上述张力控制系统采用的是柔性张力控制技术，能产生和控制的张力非常小，只适合纺织系统和塑料人革生产；控制方法通过人的感觉和经验，无精度可言。而输送带对延伸率要求非常严格。尤其是石材行业的大理石带、木材行业的预压机带及砂光机带等，其拉断强度非常大。如何才能生产出拉断强度大的合格输送带，确保塑料输送带的延伸率，是本发明要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种刚性的大张力、高精度的输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，确保塑料输送带的延伸率达到标准要求。

为达上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，包括设有放卷轴的放卷机、设有放卷牵引辊的放卷牵引机、涂覆机、加热设备、设有贴合辊的贴合机、设有收卷牵引辊的收卷牵引机、设有收卷轴的收卷机及多台分别驱动放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机的伺服电机，多个过渡压辊、多个测力辊、与所述测力辊相连的多个秤重传感器、与所述秤重传感器相连的测力终端和可编程控制器、及与所述可编程控制器控制多台变频调速器，所述过渡压辊和测力辊分别设置于所述放卷轴与放卷牵引辊之间、所述放卷牵引辊与贴合辊之间、所述贴合辊与收卷牵引辊之间及所述收卷牵引辊与收卷轴之间。

作为本发明的一种优选方式，所述过渡压辊的数量为八个，所述测力辊的数量为四个，所述放卷机的放卷轴与放卷牵引机的放卷牵引辊之间、所述放卷牵引机的放卷牵引辊与贴合机的贴合辊之间、所述贴合机的贴合辊与收卷牵引辊之间及所述收卷牵引机的收卷牵引辊与收卷机的收卷轴之间分别各设置有两个所述过渡压辊和一个测力辊。

作为本发明的另一优选方式，还包括五个减速箱，所述伺服电机通过减速箱分别驱动放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机和收卷机。

作为本发明的一种改进，还包括轴连接套，所述减速箱包括罗纹蜗杆、齿轮蜗轮，所述罗纹蜗杆的罗纹与蜗轮的转动配合，所述伺服电机的机轴通过轴连接套与所述罗纹蜗杆连接。

作为本发明的再一优选方式，所述减速箱包括设有罗纹的蜗杆和设有齿轮的蜗轮，所述蜗轮包括输出链轮或齿轮，所述放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机包括传动链轮或齿轮，所述输出链轮与所述传动链轮通过链条连接，或输出齿轮与传动齿轮咬合连接。

本发明中，所述测力辊所受到的压力分别传递给秤重传感器；秤重传感器将受到的力矩转变为电信号传输给测力终端；测力终端将模拟量的电信号转变为数字信号通讯给PLC可编程控制器；PLC可编程控制器对收到的各数据跟设定的各数据进行比对计算，计算结果数据再下达给变频调速器；变频调速器根据PLC的指令数据调变出对应的频率电流给伺服电机产生出生产线所需的转矩。

本发明具有如下优点：1、张力范围大，且稳定。它可采用较大功率、大转距的伺服电机作生产线张力装置的动力源，产生的它保证了输送带产品质量指标主要力学性能满足了标准要求。2、采用秤重传感器，使得测力终端反馈的张力数据准确度高，且装置灵敏度高。本发明的系统既可分段单点设定与控制各段张力，又可用PLC工业电脑采集各段秤重传感器、测力终端反馈的张力数据进行智能化集中管理，进而对各伺服电机变频调速器下达指令。其反应速度快、自动化程度高，大大提高了生产线的生产率，节约了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例输送带涂覆生产线刚性张力控制系统示意图

图2为本发明实施例张力控制系统中的伺服电机与减速箱结构示意图

图3为本发明实施例张力控制原理

图4为本发明实施例计算机控制系统示意图

具体实施方式

以下结合附图及实施例进一步说明本发明。

如图1所示，一种输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，包括放卷机1、放卷牵引机2、涂覆机3、加热设备4、贴合机5、收卷牵引机6、收卷机7、五个减速箱(61、62、63、64、65)、及五台伺服电机(31、32、33、34、35)，八个过渡压辊(41、42、43、44、45、46、47、48)、四个测力辊(51、52、53、54)、与所述测力辊相连的四组秤重传感器(21、23、25、27)、与所述秤重传感器相连的测力终端和可编程控制器、及与所述可编程控制器相连的五台变频调速器。其中每组秤重传感器包括两个秤重传感器，所述伺服电机通过减速箱(61、62、63、64、65)分别驱动放卷机1、放卷牵引机2、贴合机5和收卷牵引机6、收卷机7。所述过渡压辊41、42和测力辊51设置于所述放卷机的放卷轴11与放卷牵引机的放卷牵引辊12之间；所述过渡压辊43、44和测力辊52设置于所述放卷牵引机的放卷牵引辊12与涂覆机3的贴合辊之间；所述过渡压辊45、46和测力辊53设置于所述贴合机的贴合辊13与收卷牵引辊14之间；所述过渡压辊47、48和测力辊54设置于所述收卷牵引机的收卷牵引辊14与收卷机的收卷轴15之间。

如图2所示，所述减速箱60包括设有罗纹的蜗杆601和设有齿轮的蜗轮602，所述蜗杆601的罗纹与蜗轮602的齿轮转动配合，伺服电机30的机轴通过轴连接套301与所述罗纹蜗杆601连接。所述蜗轮602包括输出链轮或齿轮603，所述放卷机、贴合机、收卷机包括传动链轮或齿轮605，所述输出链轮603与所述传动链轮605通过链条604连接，或大小齿轮咬合连接。伺服电机30转动转矩变成罗纹蜗杆601导程轴向力矩，再拨动蜗轮602径向转动。假设当放、收卷轴及牵引辊、贴合辊转距也就是蜗轮径向转矩大于蜗杆转距时，由于齿轮蜗轮602不能带动罗纹蜗杆601转动，该结构特性使得本发明系统逆向能够转矩自锁。从而保证了本发明系统刚性张力稳定。本发明此设计是针对输送带是在生产运行中要得到刚性大张力，在放卷机与放卷牵引机之间、在放卷牵引机与贴合机之间、在贴合机与收卷牵引机之间、在收卷牵引机与收卷机之间。每一段机械总是后一个辊筒或轴的转矩大于前一个辊筒或轴的转矩的特点而设计的。

如图3所示，本实施例中所述测力辊所受到的压力分别传递给秤重传感器20；秤重传感器20将受到的力矩转变为电信号传输给测力终端70；测力终端70将模拟量的电信号转变为数字信号通讯给PLC控制器80；PLC控制器80对收到的各数据跟设定的各数据进行比对计算，计算结果数据再下达给变频调速器90；变频调速器90根据PLC的指令数据调变出对应的频率电流给伺服电机30产生出生产线所需的转矩。本实施例中，可采用转距大、转动惯量小的伺服电动机及高精度而且有转距补偿和限制的变频调速器，保证生产线所需的最大平均张力≥50KN。

图5描述了本发明使用的计算机控制系统，图中所述PLC控制器80由中央处理器，由主存储器、只读存储器、电源、扩展接口、通讯接口组成。四组秤重传感器(21、23、25、27)分别与测力终端(71、72、73、74)相连。测力终端(71、72、73、74)与PLC控制器80双向互连。变频调速器(91、92、93、94、95)与PLC控制器80的扩展接口双向互连。变频调速器(91、92、93、94、95)分别与伺服电机(31、32、33、34、35)双向互连。张力显示控制器(41、42、43、44)分别与测力终端(71、72、73、74)和PLC控制器80相连，张力显示控制器(41、42、43、44)显示采集到的张力数据和给PLC控制器80传输所设定的张力数据。图形显示操作终端机100与PLC控制器80的通讯接口相连；以上的电子、电器设备组成了本发明的计算机控制系统。

系统使用时，PLC可编程控制器先根据人工设定的本生产工序所需的基本速度及各段张力，PLC可编程控制器的中央处理器进行逻辑计算给各变频调速器发出第一道指令，各变频调速器给其对应的伺服电机供给计算出的频率电流，各伺服电机开始工作，产品载体产生初始张力。秤重传感器测出的张力转变成电信号传输给测力终端，测力终端将转换计算好的数字信号传输给PLC控制器，PLC控制器将此组数据进行比对计算，计算出的此组数据再反馈给变频调速器，变频调速器再根据指令数据供给伺服电机对应的频率电流。

Claims (5)

1、一种输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，包括设有放卷轴的放卷机、设有放卷牵引辊的放卷牵引机、涂覆机、加热设备、设有贴合辊的贴合机、设有收卷牵引辊的收卷牵引机、设有收卷轴的收卷机及多台分别驱动放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机的伺服电机，其特征在于：还包括多个过渡压辊、多个测力辊、与所述测力辊相连的多个秤重传感器、与所述秤重传感器相连的测力终端和可编程控制器、及与所述可编程控制器控制多台变频调速器，所述过渡压辊和测力辊分别设置于所述放卷轴与放卷牵引辊之间、所述放卷牵引辊与贴合辊之间、所述贴合辊与收卷牵引辊之间及所述收卷牵引辊与收卷轴之间。

2、根据权利要求1所述的输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，其特征在于：所述过渡压辊的数量为八个，所述测力辊的数量为四个，所述放卷轴与放卷牵引辊之间、所述放卷牵引辊与贴合辊之间、所述贴合辊与收卷牵引辊之间及所述收卷牵引辊与收卷轴之间分别各设置有两个所述过渡压辊和一个测力辊。

3、根据权利要求1或2所述的输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，其特征在于：还包括五个减速箱，所述伺服电机通过减速箱分别驱动放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机和收卷机。

4、根据权利要求3所述的输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，其特征在于：所述减速箱包括设有罗纹的蜗杆和设有齿轮的蜗轮，所述蜗杆的罗纹与蜗轮的齿轮转动配合，所述蜗轮包括输出链轮，所述放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机包括传动链轮，所述输出链轮与所述传动链轮通过链条连接。

5、根据权利要求3所述的输送带涂覆生产线刚性张力控制系统，其特征在于：所述减速箱包括设有罗纹的蜗杆和设有齿轮的蜗轮，所述蜗杆的罗纹与蜗轮的齿轮转动配合，所述蜗轮包括输出齿轮，所述放卷机、放卷牵引机、贴合机、收卷牵引机、收卷机包括传动齿轮，所述输出齿轮与所述传动齿轮咬合连接。

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