CN203419595U - 物料卷取速度的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种物料卷取速度的控制装置，包括由卷取电机驱动转动的卷轴，支撑物料并将其导向卷轴的多个支承辊，以及可控制所述的卷取电机转动的PLC，还包括可检测卷轴转动状态的第一传感器和可检测所述的其中一个支承辊转动状态的第二传感器，所述的第一传感器和第二传感器均与PLC信号连接。本实用新型的控制装置通过在支承辊的一侧设置可与其作用的传感器，支承辊每转动一周会给PLC发出一个计数信号，以卷轴每转一周作为卷取电机调整的一个周期，通过检测支承辊的在一个周期内的计数差和支承辊的半径即可获知在卷轴一个转动周期内缠绕在卷轴上的物料长度即卷轴周长。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化与机械加工技术领域，特别是涉及一种物料卷取速度的控制装置。
背景技术
按照现有橡胶轮胎制造加工工艺，需将构成胎胚半制品的所有物料在成型鼓上进行贴合、滚压加工，如将钢丝帘布、内衬层或带束层等物料依次输送、缠绕至成型鼓再实施定长裁切。
通常上述物料是在卷取装置上完成与垫布的卷取成卷的，卷取装置的主要作用是将连续生产、输送过来的物料卷曲成卷并存放。通过与垫布的卷取使得物料表面平整、无皱纹、卷边整齐而易于存放、运输。为防止物料被拉伸形变，要求在卷取时要保证卷曲松紧适中，即卷取速度与输送物料的生产线输送速度相一致。
卷取伊始，由于卷取辊上没有物料或物料较少，卷曲辊的转速是一直快速增大的，而输送生产线的线速度则保持不变。随着物料卷取半径的增大，则相应地要求卷曲辊的转速逐渐减小，即卷取速度应当与输送生产线的线速度相匹配。
现有物料卷取速度的控制方法，通常是实时地检测卷取辊上物料的卷取半径变化，如采用超声波传感器测量卷取半径、以变频电机控制卷取轴的转速。
在此类卷取半径识别、控制卷取轴转速的过程中，卷取半径是一个快时变的参数，若半径变化量Δr设定地较小，则易出现卷取轴转速调节的滞后，导致卷取速度地忽快忽慢；若半径变化量Δr设定地较大，则不能及时地调节卷取轴转速、易导致物料被拉伸变形。而且，采用如超声波传感器等装置测量卷取半径，其检测成本也较高。
中国专利201010576424.4公开了一种物料卷取速度控制方法，检测物料卷取周长以准确调节卷取辊的转动角速度，以浮动辊相对于平衡位置的波动来缓冲卷取辊转速的变化，实现卷取速度与输送线速度之间的匹配，防止物料被拉伸形变，提高物料卷取存放质量。
但是该专利采用浮动辊的平衡位置检测波动，结构复杂，通过测量中间量进行速度控制，导致测量有所偏差且控制容易造成震荡。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种能有效提高卷取效率的卷取控制装置。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种物料卷取控制装置，包括由卷取电机驱动转动的卷轴，支撑物料并将其导向卷轴的多个支承辊，以及可控制所述的卷取电机转动的PLC，还包括可检测卷轴转动状态的第一传感器和可检测所述的其中一个支承辊转动状态的第二传感器，所述的第一传感器和第二传感器均与PLC信号连接。
所述的卷轴和支承辊上分别设置有凸轮，所述的第一传感器和第二传感器分别为可与所述的凸轮对应的第一接近传感器和第二接近传感器，每当卷轴或支承辊转动一周，第一接近传感或者第二接近传感器会向PLC发出信号。
所述的第一接近传感器和第二接近传感器为电磁式传感器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型的卷取速度控制方法，通过直接检测卷轴和支承辊的转动，直接获取当前转周内的卷轴周长，减少测量中间变量再换算成周长的过程，使得检测更为准确，计算更为迅捷。
本实用新型的控制装置通过在支承辊的一侧设置可与其作用的传感器，支承辊每转动一周会给PLC发出一个计数信号，以卷轴每转一周作为卷取电机调整的一个周期，通过检测支承辊的在一个周期内的计数差和支承辊的半径即可获知在卷轴一个转动周期内缠绕在卷轴上的物料长度即卷轴周长，根据物料长度结合当前生产中物料传送速度即可得出下一转动周期的卷取电机的转速，整个装置结构简单，布局便利，对卷轴和物料传送同时进行监控并按照反馈进行控制，能有效提高控制的稳定性。
附图说明
图1所示为本实用新型的卷取控制装置结构侧视图；
图2所示为本实用新型的卷取控制装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型的物料卷取控制装置，包括由卷取电机1驱动转动的卷轴2，支撑物料并将其导向卷轴2的多个支承辊3，所述的支承辊3可旋转地设置在支撑架4上，以及可控制所述的卷取电机转动的PLC9，还包括可检测卷轴转动状态的第一传感器5和可检测所述的其中一个支承辊转动状态的第二传感器6，所述的第一传感器和第二传感器均与PLC信号连接。同时在所述的支撑架一侧还设置有垫布导开装置以将物料卷取缠绕的同时垫设在两层之间防止发生粘连。优选地，所述的第二传感器设置在承受力较大的支承辊一端以避免因为支承辊和物料间的滑动造成的计数测长误差。
通过直接检测卷轴和支承辊的转动，支承辊每转动一周会给PLC发出一个计数信号，以卷轴每转一周作为卷取电机调整的一个周期，通过检测支承辊的在一个周期内的计数差和支承辊的半径即可获知在卷轴一个转动周期内缠绕在卷轴上的物料长度，两次卷轴转周内的物料长度差即当前缠绕周期内的卷轴周长，所以根据物料长度结合当前生产中物料传送速度即可得出下一转动周期的卷取电机的转速。
具体地说，如图2所示，所述的卷轴和支承辊上一端分别设置有凸轮7和9，所述的第一传感器和第二传感器分别为可与所述的凸轮对应的第一接近传感器和第二接近传感器，每当卷轴或支承辊转动一周，第一接近传感或者第二接近传感器感测到凸轮并向PLC发出信号。所述的第一接近传感器和第二接近传感器为电磁式传感器，当然也可以采用光电式等形成传感器。其中，作为上述结构的变形，也可在卷轴或者支承辊一端偏心地或者一端侧部设置一个触块，所述的触块可与第一接近传感器或者第二传感器发生干涉以产生控制信号。凸轮或触块以及传感器的设置在本实用新型的宗旨下易于实现，在此不赘述其结构。
利用上述物料卷取速度控制装置的控制方法，包括以下步骤，
1）PLC检测送料架上一个支承辊的转动，以支撑辊周长为依据每转动一周PLC累加一次支撑辊周长并记为n，以此计算当前卷取长度，优选地，所述的第二传感器的信号上升沿作为计数依据以提高数据准确性。
2）PLC检测卷轴转动，所述的卷轴每转一周则PLC读取卷取长度并计算出卷轴下一周的转速ω，ω=ν/(n1-n2),其中，ν为物料传送线速度，n1为卷轴在当前转动周期内所记录的卷取长度，n2卷轴在上一个转动周期内所记录的卷取长度，n1-n2为卷轴当前转动周期内的卷轴周长；具体地说，给卷轴的转动定义一个终点位置，卷轴每转动一周通过一次该终点位置，通过该终点位置意味着当前转动周期的结束，下一转动周期的开始，每次卷轴通过该终点位置时PLC读取PLC中支承辊累加的卷取长度并存储，当前转动周期结束时所读取的卷取长度值减去上次转动周期结束时读取的卷取长度值即为当前转动周期内卷轴周长；
3）PLC按计算出的转速控制卷取电机下一周的转速，当下一周转动完毕后继续步骤2）直至缠绕完毕。
采用上述控制方法，计算量小且每缠绕一周作为一个控制周期，控制稳定可靠，能有效实现缠绕的平稳进行，避免物料过度拉伸。
优选地，当前卷轴转动周期内计算出的卷轴周长同上一周期的计算结果求平均值，这样能有效消除波动，提高控制的稳定性。
优选地，若所述的PLC计算的卷轴周长n小于等于上一次计算的卷轴周长，则卷轴的转速保持不变，这样能有效避免计数出错带来的控制错误。
相对于背景技术，本实用新型尽量简化检测装置，使用简洁的计算方法来直接计算料卷周长再转化为转速并非计算浮动辊角度，并通过与上一次结果进行比较的方法校验计算结果，避免出现错误。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种物料卷取速度的控制装置，其特征在于，包括由卷取电机驱动转动的卷轴，支撑物料并将其导向卷轴的多个支承辊，以及可控制所述的卷取电机转动的PLC，还包括可检测卷轴转动状态的第一传感器和可检测所述的其中一个支承辊转动状态的第二传感器，所述的第一传感器和第二传感器均与PLC信号连接。
2.如权利要求1所述的物料卷取速度的控制装置，其特征在于，所述的卷轴和支承辊上分别设置有凸轮或触块，所述的第一传感器和第二传感器分别为可与所述的凸轮或触块对应的第一接近传感器和第二接近传感器，每当卷轴或支承辊转动一周，第一接近传感或者第二接近传感器会向PLC发出信号。
3.如权利要求2所述的物料卷取速度的控制装置，其特征在于，所述的第一接近传感器和第二接近传感器为电磁式传感器。
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| CN106698041A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-24 | 清华大学 | 一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置及方法 |
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2013
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