CN206450176U - 带材厚度的监测装置及绕包机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带材厚度的监测装置及绕包机，用于检测缠绕在线盘上的带材的厚度，所述带材厚度的监测装置包括距离传感器，所述距离传感器与待测的线盘的中心轴的距离相对固定；所述距离传感器用于检测待测的线盘上带材表面与距离传感器的距离。本实用新型中带材厚度的监测装置的工作原理为：距离传感器与待测的线盘的中心轴间距离为L；线盘的半径为R；利用距离传感器检测到待测的线盘上带材表面与距离传感器间的距离X；根据L－R－X=D，得到待测的线盘上带材的厚度D；本实用新型利用距离传感器实现了对线盘上带材厚度的实时监测，且本实用新型整体结构简单，便于加工。

Description

带材厚度的监测装置及绕包机

技术领域

本实用新型涉及一种厚度监测装置，特别是涉及一种带材厚度的监测装置及绕包机。

背景技术

在超导电缆生产线上，多种材料需要进行带材绕包工艺处理。例如，电缆导体外层需要绕包绝缘材料，即绕包带。通常一台绕包机上安装有数十个线盘、并可对电缆导体进行多层绕包。这样，当电缆导体通过数十台带材绕包机同时进行绝缘材料绕包后，上百层绝缘材料绕包在电缆导体上，从而实现一次成型，不仅满足了绕包工艺要求，也提高了生产效率。同时，在一般的带材绕包设备中，带材是预先缠绕在线盘上的，再由主动盘带动若干个线盘转动，从而实现多带绕包的效果。随着绕包的进行，电缆导体上的绝缘材料层数及厚度会逐渐增加；而各个线盘上带材、即绕包带的厚度会随着带材的消耗而逐渐减小；且由于各个线盘上带材的消耗速度也不完全一致，导致各个线盘上绕包带的厚度值、以及厚度变化量也不相同。而各个线盘上绕包带的厚度值是绕包工艺的重要参数，尤其是绕包张力调节的关键参数。这就需要有一种测量装置，能够预警监控线盘材料消耗的速度，以能够满足不同规格电缆的生产工艺要求，便于实时监控和调整绕包机工艺参数。由于绕包过程中，主转盘持续旋转，并带动每个线盘的持续旋转，已知的测量方式实现难度和复杂程度较高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种带材厚度的监测装置，能够检测线盘上带材的厚度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种带材厚度的监测装置，用于检测缠绕在线盘上的带材的厚度，所述带材厚度的监测装置包括距离传感器，所述距离传感器与待测的线盘的中心轴的距离相对固定；所述距离传感器用于检测待测的线盘上带材表面与距离传感器的距离。

进一步地，所述线盘安装在主转盘上，所述主转盘套设在转轴上，所述转轴可带动主转盘转动。

进一步地，所述转轴穿设在主轴承中；所述距离传感器通过支撑架与主轴承的外壳固接。

进一步地，所述线盘有多个，且全部线盘在主转盘上沿圆周分布，所述带材厚度的监测装置还包括角度传感器，所述角度传感器套设在转轴上。

进一步地，所述带材厚度的监测装置还包括计算控制模块，所述计算控制模块与距离传感器相连接。

进一步地，所述带材厚度的监测装置还包括与计算控制模块相连接的报警模块。

如上所述，本实用新型涉及的带材厚度的监测装置，具有以下有益效果：

本实用新型中带材厚度的监测装置的工作原理为：距离传感器与待测的线盘的中心轴间距离为L；线盘的半径为R；利用距离传感器检测到待测的线盘上带材表面与距离传感器间的距离X；根据L－R－X＝D，得到待测的线盘上带材的厚度D；本实用新型利用距离传感器实现了对线盘上带材厚度的实时监测，且本实用新型整体结构简单，便于加工。

本实用新型的另一个目的在于提供一种绕包质量更高的绕包机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种绕包机，包括所述带材厚度的监测装置。

如上所述，本实用新型涉及的绕包机，具有以下有益效果：

本实用新型中绕包机的工作原理为：距离传感器与待测的线盘的中心轴间距离为L；线盘的半径为R；利用距离传感器检测到待测的线盘上带材表面与距离传感器间的距离X；根据L－R－X＝D，得到待测的线盘上带材的厚度D；本实用新型绕包机实现了对线盘上带材厚度的实时监测，从而便于根据监测结果对绕包参数进行及时修正，以保证本实用新型绕包机的绕包质量更高；且本实用新型整体结构简单，便于加工。

本实用新型的另一个目的在于提供一种带材厚度的监测方法，能够检测线盘上带材的厚度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种采用所述带材厚度的监测装置的监测方法，包括如下步骤：

S1、所述距离传感器与待测的线盘的中心轴间距离为L；且所述线盘的半径为R；

S2、利用距离传感器检测到待测的线盘上带材表面与距离传感器间的距离X；

S3、根据L－R－X＝D，得到待测的线盘上带材的厚度D。

进一步地，所述线盘安装在主转盘上，所述主转盘套设在转轴上，所述转轴可带动主转盘转动；所述线盘有N个，且N>1，全部线盘在主转盘上沿圆周方向依次分布；距离传感器与主转盘中心的连线为A₀；第i个线盘与主转盘中心的连线为A_i，且i≤N；A_i与A₀沿主转盘转动方向的位置夹角为α_i，所述带材厚度的监测装置还包括角度传感器，所述角度传感器用于检测主转盘的转动角度β；

所述步骤S1中，转轴带动主转盘转动，当角度传感器检测到主转盘的转动角度β＝α_i时，第i个线盘为待测的线盘；

所述步骤S2中，距离传感器检测到第i个线盘上带材表面与距离传感器间的距离X_i；

所述步骤S3中，根据L－R－X_i＝D_i，得到第i个线盘上带材的厚度D_i。

进一步地，所述带材厚度的监测装置还包括计算控制模块，所述计算控制模块与距离传感器相连接，所述步骤S3中计算控制模块根据L－R－X＝D，得到待测的线盘上带材的厚度D。

进一步地，所述带材厚度的监测装置还包括与计算控制模块相连接的报警模块，所述步骤S3中当得到的带材的厚度D达到设定值时，所述计算控制模块给报警模块发出信号，所述报警模块发出警报。

进一步地，所述步骤S3中当得到的带材的厚度D达到设定值时，所述计算控制模块控制转轴停止转动。

如上所述，本实用新型涉及的带材厚度的监测方法，具有以下有益效果：

本实用新型带材厚度的监测方法实现了对线盘上带材厚度的实时检测，且本实用新型带材厚度的监测方法操作简单、便于实施。

附图说明

图1为本实用新型中绕包机的结构示意图。

图2为本实用新型中绕包机的绕包过程中示意图。

图3为本实用新型中图1的左视图。

图4为本实用新型中计算控制模块与信号收发模块的连接示意图。

图5为本实用新型中带材厚度的监测装置的工作原理图。

元件标号说明

1 线盘

11 带材

12 支撑轴承

2 距离传感器

21 信号发射端

22 检测端

3 主转盘

4 转轴

5 主轴承

6 支撑架

7 计算机

71 计算控制模块

8 角度传感器

9 信号收发模块

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种带材厚度的监测装置，用于检测缠绕在线盘1上的带材11的厚度。本实用新型中带材厚度的监测装置包括距离传感器2，该距离传感器2与待测的线盘1的中心轴的距离相对固定；距离传感器2用于检测待测的线盘1上带材11表面与距离传感器2的距离。本实用新型中带材厚度的监测装置的工作原理为：距离传感器2与待测的线盘1的中心轴间距离为L；线盘1的半径为R；利用距离传感器2检测到待测的线盘1上带材11表面与距离传感器2间的距离X；根据L－R－X＝D，得到待测的线盘1上带材11的厚度D。本实用新型中带材厚度的监测装置利用距离传感器2实现了对线盘1上带材11厚度的实时监测，且本实用新型整体结构简单，便于加工。

如图5所示，本申请中所述线盘1上带材11的厚度D是指该线盘1上剩余带材11的总厚度；同时，本申请中所述线盘1的半径是缠绕有带材11部分的半径。

同时，如图5所示，本实用新型还提供一种采用上述带材厚度的监测装置的监测方法，包括如下步骤：

S1、距离传感器2与待测的线盘1的中心轴间距离为L；且线盘1的半径为R；

S2、利用距离传感器2检测到待测的线盘1上带材11表面与距离传感器2间的距离X；

S3、根据L－R－X＝D，得到待测的线盘1上带材11的厚度D。

本实用新型中带材厚度的监测方法利用距离传感器2实现了对线盘1上带材11厚度的实时监测，且本实用新型的监测方法操作简单、便于实施。

如图1至图5所示，本实用新型还提供一种绕包机，包括上述线盘1及带材11；同时，本实用新型中绕包机还包括上述带材厚度的监测装置。本实用新型中绕包机利用该带材厚度的监测装置实现了对其线盘1上带材11厚度的实时监测，从而便于根据监测结果及时调整相关的绕包参数，进而保证本实用新型中绕包机的绕包质量更高。

如图1至图3所示，本实施例中绕包机的多个线盘1安装在主转盘3上，主转盘3套设在转轴4上，该转轴4可带动主转盘3转动。本实用新型中绕包机的工作原理为：初始状态下，电缆导体穿设在转轴4及主转盘3的中心处，多个线盘1上的部分带材11预先缠绕在电缆导体上；电缆导体沿平行于转轴方向移动，同时，转轴4转动、并带动主转盘3及线盘1转动，带材11持续缠绕在电缆导体上，线盘1在带材11的拉动作用下也会产生自转，且线盘1上的带材11厚度会逐渐减小。本实施例中线盘1通过支撑轴承12安装在主转盘上。

同时，如图3所示，本实施例中转轴4穿设在主轴承5中；距离传感器2通过支撑架6与主轴承5的外壳固接，从而保证距离传感器2在上述主转盘3及线盘1相对转轴4转动过程中，与主转盘3中心的距离保持不变；进而保证当待测的线盘1转动至待测位置时，如图5所示，距离传感器2与该待测的线盘1的中心轴距离保持设定值L。如图1至图3所示，本实施例中距离传感器2位于主转盘3的正上方，且距离传感器2是利用激光技术、红外技术进行测量的传感器，实现无接触的距离测量。上述步骤S2中，当线盘1转动至最上方处时，该线盘1就位于待测位置上，且该线盘1就是待测的线盘1。距离传感器2与该待测的线盘1的中心轴距离为固定值L，且距离传感器2的检测端22与该待测的线盘1上带材11表面、以及该线盘1的中心轴正对应；此时，距离传感器2会检测到该待测的线盘1上带材11表面与距离传感器2间的距离X。

如图4所示，本实用新型中带材厚度的监测装置还包括计算控制模块71，该计算控制模块71与距离传感器2相连接。上述步骤S1中，将距离传感器2与待测的线盘1的中心轴间距离L，以及线盘1的半径R预先录入计算控制模块71；上述步骤S2中，距离传感器2检测到待测的线盘1上带材11表面与距离传感器2间的距离X后，将该距离X发送到计算控制模块71；进而，在步骤S3中计算控制模块71根据L－R－X＝D，得到待测的线盘1上带材11的厚度D。

同时，本实用新型中带材厚度的监测装置还包括与计算控制模块71相连接的报警模块，上述步骤S3中当得到的带材11的厚度D达到设定值时，计算控制模块71给报警模块发出信号，该报警模块发出警报；同时，计算控制模块71控制转轴4停止转动，即停止绕包，以便于对绕包机相应的绕包参数进行调整。

如图1和图2所示，本实施例中全部线盘1在主转盘3上沿圆周依次分布，为能判断出某一转盘转动至待测位置，本实施例中带材厚度的监测装置还包括与计算控制模块71相连接的角度传感器8。该角度传感器8用于检测主转盘3的转动角度β，即角位移；同时能将角位移转化为电信号输出，并实现对主转盘3在360°上转动位置的测量。且该角度传感器8套设在转轴4上。假设，线盘1有N个，且N>1；初始状态下，距离传感器2与主转盘3中心的连线为A₀；第i个线盘1与主转盘3中心的连线为A_i，且i≤N；A_i与A₀沿主转盘3转动方向的位置夹角为α_i；上述步骤S1中，转轴4带动主转盘3转动，当角度传感器8检测到主转盘3的转动角度β＝α_i时，第i个线盘1即为待测的线盘1，此时角度传感器8会将该检测结果发送给计算控制模块71，计算控制模块71依次获知第i个线盘1转动至最上方、并与距离传感器2相对应；同时，在上述步骤S2中，距离传感器2检测会到第i个线盘1上带材11表面与距离传感器2间的距离X_i，并将该检测结果发送给计算控制模块71；进而，在步骤S3中，计算控制模块71根据L－R－X_i＝D_i，得到第i个线盘1上带材11的厚度D_i；并当得到的带材11的厚度D_i达到设定值时，计算控制模块71给报警模块发出信号，该报警模块发出警报；同时，计算控制模块71控制转轴4停止转动，即停止绕包，以便于对绕包机相应的绕包参数进行调整。

同时，如图1和图2所示，本实施例中N个线盘1沿主转盘3圆周均匀分布，即相邻两个线盘1分别与主转盘3中心的连线A_i-1、A_i之间的间隔夹角θ相等，且该间隔夹角θ＝360°/N；为保证间隔夹角θ计算的准确度，N通常为偶数。这样，在初始状态下，只要第一个线盘1的位置夹角α₁确定，其他线盘1的位置夹角α就可直接利用上述间隔夹角θ获得。比如，本实施例中，在初始状态下，第1个线盘1位于待测位置上，第1个线盘1的位置夹角α₁为0°。同时，本实施例中主转盘3沿顺时针或逆时针转动，全部线盘1沿与主转盘3转动相反的方向依次分布；则第2个线盘1的位置夹角α₂为1×360°/N，第3个线盘1的位置夹角α₃为2×360°/N，……，第N个线盘1的位置夹角α_N为(N－1)×360°/N，在上述步骤S1中将全部线盘1的位置夹角α录入计算控制模块71中，计算控制模块71依次区分各个线盘1。且上述步骤S1中，随着主转盘3旋转，每当角度传感器8测得主转盘3旋转了360°/N时，就说明下一个线盘1已转动至待测位置，角度传感器8将该信号传送到计算控制模块71及距离传感器2，计算控制模块71依次获知对应的线盘1位于待测位置；进而在步骤S2中距离传感器2执行一次测量采集，此时距离传感器2的探头正对着下一个线盘1、即待测的线盘1。比如，当角度传感器8测得主转盘3的转动角度β＝360°/N时，说明第2个线盘1位于待测位置；依次类推，直至完成对全部线盘1厚度的检测。当角度传感器8测得主转盘3的转动角度β＝360°时，角度传感器8重新进一次复位清零设置，即将检测到的转动角度β重新设定为0°，此时第1个线盘1与距离传感器2正对应，距离传感器2继续执行一次测量采集，并进入下一个检测循环周期；依次循环下去，从而实现在整个绕包过程中，对全部线盘1的带材11厚度的实时监测，并当测得线盘1的带材11厚度达到设定值，即需要更换或因线盘1带材11厚度不变而被判为出现断带出现时，计算机7终端发出停机预警信号。

随着主转盘3的转动，本实用新型依次完成对全部线盘1的带材11厚度的监测。本实用新型利用上述角度传感器8区分每个线盘1的位置，从而采用了较少的测量单元，且本实施例中只需一个距离传感器2，并在一个主转盘3旋转周期，就测量了所有线盘1的厚度；再由计算控制模块71解析出每个线盘1厚度的有效值，并用于调节绕包张力的关键参数。

如图4所示，本实施例中计算控制模块71装载在计算机7中，上述距离传感器2和角度传感器8均具有信号发射端21，距离传感器2和角度传感器8分别通过其信号发射端21将其检测数据发出。且本实用新型中带材厚度的监测装置还包括与计算控制模块71相连接的信号收发模块9，该信号收发模块9接收距离传感器2和角度传感器8发出的检测数据，并将该检测数据发送给计算机7的计算控制模块71。本实施例中距离传感器2和角度传感器8的信号发射端21通过无线网络与信号收发模块9相连接。

本实用新型中各部件在安装方式上有一定的灵活度，安装固定方便。

如图1和图2所示，本实施例中主转盘3上的线盘1有8个。第1个线盘1位于待测位置上，即第1个线盘1的位置夹角α₁为0°；第2个线盘1的位置夹角α₂为45°；第3个线盘1的位置夹角α₃为90°；第4个线盘1的位置夹角α₄为135°；第5个线盘1的位置夹角α₅为180°；第6个线盘1的位置夹角α₆为225°；第7个线盘1的位置夹角α₇为270°；第8个线盘1的位置夹角α₈为315°。距离传感器2从第1个线盘1开始测量；随着转轴4带动主转盘3转动；每当角度传感器8测得主转盘3旋转了45°时，将信号传送到距离传感器2，距离传感器2执行一次测量采集，此时距离传感器2的检测端22正对着下一个线盘1。当角度传感器8测得主转盘3的转动角度β＝45°，说明第2个转盘位于待测位置；当角度传感器8测得主转盘3的转动角度β＝90°，说明第3个转盘位于待测位置。依此类推；当角度传感器8测得主转盘3的转动角度β＝360°时，角度传感器8重新复位为0度，此时第1个线盘1位于待测位置，距离传感器2执行一次测量采集，此时已进入下一个循环周期；并依次循环下去。

本实用新型通过角度传感器8得出绕包机的主转盘3的角度变化，当任一线盘1由主转盘3带动至距离传感器2的测量区域时，距离传感器2会自动测量和记录该线盘1的厚度，并汇总至计算机7，此过程循环往复，从而实现对每个线盘1厚度的实时测量。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种带材厚度的监测装置，用于检测缠绕在线盘(1)上的带材(11)的厚度，其特征在于，所述带材厚度的监测装置包括距离传感器(2)，所述距离传感器(2)与待测的线盘(1)的中心轴的距离相对固定；所述距离传感器(2)用于检测待测的线盘(1)上带材(11)表面与距离传感器(2)的距离。

2.根据权利要求1所述带材厚度的监测装置，其特征在于，所述线盘(1)安装在主转盘(3)上，所述主转盘(3)套设在转轴(4)上，所述转轴(4)可带动主转盘(3)转动。

3.根据权利要求2所述带材厚度的监测装置，其特征在于，所述转轴(4)穿设在主轴承(5)中；所述距离传感器(2)通过支撑架(6)与主轴承(5)的外壳固接。

4.根据权利要求2所述带材厚度的监测装置，其特征在于，所述线盘(1)有多个，且全部线盘(1)在主转盘(3)上沿圆周分布，所述带材厚度的监测装置还包括角度传感器(8)，所述角度传感器(8)套设在转轴(4)上。

5.根据权利要求1所述带材厚度的监测装置，其特征在于，还包括计算控制模块(71)，所述计算控制模块(71)与距离传感器(2)相连接。

6.根据权利要求5所述带材厚度的监测装置，其特征在于，还包括与计算控制模块(71)相连接的报警模块。

7.一种绕包机，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述带材厚度的监测装置。