CN201932745U - 一种卷筒纸的张力控制装置及印刷机 - Google Patents

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崔春花
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Abstract

本实用新型涉及一种卷筒纸的张力控制装置及印刷机，其中，一种卷筒纸的张力控制装置，包括：PLC可编程序控制器，用于接收预设的张力值，并确定所述预设的张力值对应的电压值；与所述PLC连接的变频器，所述变频器连接电动机，所述电动机输出连接卷筒纸，为所述卷筒纸提供与开卷力相反的制动力；与所述PLC连接的第一电空转换器，所述第一电空转换器将所述PLC确定的电压值转换成空气压力输入位于浮动辊处的气缸；位置检测电位器，用于根据所述气缸的运动，确定所述浮动辊处卷筒纸的张力是否满足所述预设的张力值，并通知给所述PLC，由所述PLC控制所述电动机调整制动力。工作状态下以电动机提供主要的制动力矩，并以空气制动器补充不足力矩。既能达到电动机制动所能达到的控制精度，又能提供足够高的张力值和制动力矩。

Description

一种卷筒纸的张力控制装置及印刷机
技术领域
本实用新型涉及印刷机技术领域，尤其涉及一种卷筒纸的张力控制装置及印刷机。
背景技术
卷筒纸印刷机所用的承印纸张复卷为筒状。在印刷时，通过外力将纸卷打开，给印刷机提供连续不断的纸张。纸卷在打开过程中，必须要有一个制动力矩，与开卷力产生的开卷力矩平衡，使纸带张力保持恒定在给定值上。而且，在印刷过程中，纸卷直径会由大逐渐变小，从而开卷力矩也会随之变小，此时，制动力矩也要根据此种变化而变化。
现有的卷筒纸的张力控制装置，通常使用机械制动方式，虽然制动直接，但是控制精度不高，尤其纸卷接近最小直径时，控制精度不高。直接采用电机制动方式，存在制动力矩小，紧急停车时不能立即制动纸卷的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种卷筒纸的装夹装置及印刷机，其提高控制精度。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型提供一种卷筒纸的张力控制装置，包括：
PLC可编程序控制器，用于接收预设的张力值，并确定所述预设的张力值对应的电压值；
与所述PLC连接的变频器，所述变频器连接电动机，所述电动机输出连接卷筒纸，为所述卷筒纸提供与开卷力相反的制动力；
与所述PLC连接的第一电空转换器，所述第一电空转换器将所述PLC确定的电压值转换成空气压力输入位于浮动辊处的气缸；
位置检测电位器，用于根据所述气缸的运动，确定所述浮动辊处卷筒纸的张力是否满足所述预设的张力值，并通知给所述PLC，由所述PLC控制所述电动机调整制动力。
其中，所述气缸的气缸轴连接所述浮动辊的转轴。
其中，所述位置检测电位器设置于所述浮动辊的转轴处，当所述浮动辊处卷筒纸的张力小于所述预设的张力值时，所述位置检测电位器的输出电压为负值，所述PLC控制所述变频器，使所述电动机的转速降低，增加为所述卷筒纸提供的张力；当所述浮动辊处卷筒 纸的张力满足所述预设的张力值时，所述位置检测电位器的输出电压为0，所述PLC控制所述变频器，使所述电动机的转速增加，减少为所述卷筒纸提供的张力。
其中，所述装置，还包括：
与所述PLC连接的第二电空转换器，所述第二电空转换器连接空气制动器，所述空气制动器包括位于所述卷筒纸的纸芯处的摩擦片和刹车盘。
其中，所述PLC接收到故障或停机信号后，所述PLC控制所述第二电空转换器，使所述空气制动器的摩擦片与刹车盘接触，为所述卷筒纸提供制动力。
本实用新型还提供一种印刷机，包括：上述的卷筒纸的张力控制装置。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，根据气缸的运动，确定卷筒纸的张力是否满足预设的张力值，由PLC控制电动机调整制动力，在机器的印刷速度恒定时，保证张力稳定在预设的数值上。工作状态下以电动机提供主要的制动力矩，并以空气制动器补充不足力矩。既能达到电动机制动所能达到的控制精度，又能提供足够高的张力值和制动力矩。
附图说明
图1为本实用新型卷筒纸的张力控制装置的构成示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供一种卷筒纸的张力控制装置，包括：
PLC可编程序控制器11，用于接收预设的张力值，并确定所述预设的张力值对应的电压值。
与PLC11连接的变频器12，变频器12连接电动机14，电动机14输出连接卷筒纸10，为卷筒纸10提供与开卷力相反的制动力。
与PLC11连接的第一电空转换器13，第一电空转换器13将PLC11确定的电压值转换成空气压力输入位于浮动辊17处的气缸15。
位置检测电位器16，用于根据气缸15的运动，确定浮动辊17处卷筒纸10的张力是否满足预设的张力值，并通知给PLC11，由PLC11控制电动机14调整制动力。
其中，电动机14通过皮带21将制动力作用在卷筒纸10的纸芯处，制动力与开卷力相反。通常，印刷滚筒带动纸带运动，开卷力＝F(图中箭头所示)，这样，制动力与开卷力二者之间形成张力控制。
本实用新型卷筒纸的张力控制装置，还可以包括：
与PLC11连接的第二电空转换器20，第二电空转换器20连接空气制动器，空气制动器包括位于卷筒纸10的纸芯处的摩擦片18和刹车盘19。
同理，位置检测电位器16根据气缸15的运动，确定浮动辊17处卷筒纸10的张力是否满足预设的张力值，并通知给PLC11，由PLC11可以第二电空转换器20通过空气制动器为卷筒纸10提供叠加的制动力矩。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，根据气缸的运动，确定卷筒纸的张力是否满足预设的张力值，由PLC控制电动机调整制动力，在机器的印刷速度恒定时，保证张力稳定在预设的数值上。工作状态下以电动机提供主要的制动力矩，并以空气制动器补充不足力矩。既能达到电动机制动所能达到的控制精度，又能提供足够高的张力值和制动力矩。
具体的，气缸15的气缸轴连接浮动辊17的转轴171，浮动辊是印刷机上常用的机构，从卷筒出来的纸张会经由一条指定的路径穿过浮动辊17，浮动辊可以在一定的范围内以某个支点进行摆动。在此不做赘述。
一旦预设的张力值确定，则预设的张力值通过第一电空转换器13以固定的压力值供给气缸15，则当浮动辊17处卷筒纸10的张力小于预设的张力值时，气缸15的气缸轴会带动浮动辊17的转轴171运动，而当浮动辊17处卷筒纸10的张力满足预设的张力值时，气缸15的气缸轴处于平衡状态。
位置检测电位器16设置于浮动辊17的转轴171处，浮动辊17的转轴171位置发生变化，从而带动位置检测电位器16的输出电压值的变化，位置检测电位器16的输出电压值的变化可以体现出浮动辊处卷筒纸的张力是否满足所述预设的张力值。
当浮动辊17处卷筒纸的张力小于预设的张力值时，位置检测电位器16的输出电压为负值，PLC11收到位置检测电位器16信号，PLC11控制变频器12，使电动机14的转速降低，增加为卷筒纸10提供的张力；当浮动辊17处卷筒纸的张力满足预设的张力值时，位置检测电位器16的输出电压为0，PLC11收到位置检测电位器16信号，PLC11控制变频器12，使电动机14的转速增加，减少为卷筒纸10提供的张力。电动机14的转速是由PLC11演算的电压信号通过变频器12直接控制，由转速差产生的张力有比较高的稳定性。
PLC11接收到故障或停机信号后，PLC11控制第二电空转换器20，由压缩空气控制摩擦片18与刹车盘19接触，为卷筒纸10提供制动力。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，工作状态下以电动机提供主要的制动力矩，摩擦片18与刹车盘19可不常接触或轻微接触，减少了摩擦片的损耗以及温升。而且，电动机14除去提供与开卷力相反的张力外，还可以施加动力到卷筒纸10，赋予纸卷10从静止态到旋转状态的初始速度。电动机14还可以反向转动，在卷筒纸10的纸路断开时，可以对断掉的纸头进行复卷并回收。
在需紧急制动或卷筒纸10需抱死时，PLC11控制电动机14自动掉电，并同时控制空气制动器15，可获得较大的制动力矩，使卷筒纸10平稳停下。
本实用新型卷筒纸的张力控制装置，使用了一个可编程序控制器(PLC)的情况下， 同时控制电动机所用的变频器和空气制动器所用的电空转换器(比例阀)，具体使用时：
向PLC中导入预设的张力值，工作状态下，电动机向卷筒纸提供制动力矩。当浮动辊转轴处的“位置检测电位器”的输出电压不满足稳定在“0”值附近时，说明电动机所能提供的最大力矩不能满足设定的张力值，则PLC控制空气制动器提供叠加的制动力矩。
PLC在收到故障和停机信号下，控制电动机自动掉电，并同时控制空气制动器动作使纸卷平稳停下。
本实用新型还提供一种印刷机，包括：上述的卷筒纸的张力控制装置。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，工作状态下以电动机提供主要的制动力矩，并以空气制动器补充不足力矩。既能达到电动机制动所能达到的控制精度，又能提供足够高的张力值和制动力矩。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种卷筒纸的张力控制装置，其特征在于，包括：
PLC可编程序控制器，用于接收预设的张力值，并确定所述预设的张力值对应的电压值；
与所述PLC连接的变频器，所述变频器连接电动机，所述电动机输出连接卷筒纸，为所述卷筒纸提供与开卷力相反的制动力；
与所述PLC连接的第一电空转换器，所述第一电空转换器将所述PLC确定的电压值转换成空气压力输入位于浮动辊处的气缸；
位置检测电位器，用于根据所述气缸的运动，确定所述浮动辊处卷筒纸的张力是否满足所述预设的张力值，并通知给所述PLC，由所述PLC控制所述电动机调整制动力。
2.根据权利要求1所述的卷筒纸的张力控制装置，其特征在于，所述气缸的气缸轴连接所述浮动辊的转轴，当所述浮动辊处卷筒纸的张力小于所述预设的张力值时，所述气缸的气缸轴带动所述浮动辊的转轴运动，当所述浮动辊处卷筒纸的张力满足所述预设的张力值时，所述气缸的气缸轴处于平衡状态。
3.根据权利要求2所述的卷筒纸的张力控制装置，其特征在于，所述位置检测电位器设置于所述浮动辊的转轴处。
4.根据权利要求1所述的卷筒纸的张力控制装置，其特征在于，所述装置，还包括：
与所述PLC连接的第二电空转换器，所述第二电空转换器连接空气制动器，所述空气制动器包括位于所述卷筒纸的纸芯处的摩擦片和刹车盘。
5.根据权利要求4所述的卷筒纸的张力控制装置，其特征在于，所述PLC接收到故障或停机信号后，所述PLC控制所述第二电空转换器，使所述空气制动器的摩擦片与刹车盘接触，为所述卷筒纸提供制动力。
6.一种印刷机，其特征在于，包括：如权利要求1-5中任一所述的卷筒纸的张力控制装置。 
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