CN210162943U - 一种独立恒张力弹性线材控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及卫生用品纺织机械技术领域，一种独立恒张力弹性线材控制装置，设有基座和电机，所述基座上设有与所述电机传动连接的主驱动轮，所述主驱动轮一侧设有防绕线轮，所述防绕线轮一侧设有陶瓷夹线器，所述主驱动轮远离所述防绕线轮一侧设有压力传感组件，所述压力传感组件中间设有与挂钩，所述挂钩上端连接压力传感元件，所述挂钩两侧设有导线轮，所述基座内还设有电路板，所述电路板上设有PLC控制系统。本实用新型目的是提供一种独立控制、高速、稳定、精准的张力输送，同时能降低生产成本提高生产效率的一种独立恒张力弹性线材控制系统。

Description

一种独立恒张力弹性线材控制装置

技术领域

本实用新型涉及卫生用品纺织机械技术领域，具体涉及一种独立恒张力弹性线材控制装置。

背景技术

在一次性卫生用品系列产品中（如婴儿纸尿裤、拉拉裤、成人拉拉裤等系列产品）均需用到弹性线材，这一系列的线材因其本身材料原料特点以及生产工艺所限制，在相同尺寸长度内会出现线材的直径大小不规则，且本身具有弹性的结构，造成在特定的产品中使用这些线材若因控制不稳定，所有生产出来对应的产品质量亦不稳定。

随着生产设备不断的更新换代，现阶段一些高速生产线不断的开发成功，而这一材料的控制系统还处于10年前的控制水平（采用PLC+伺服通过AD/DA的模数转换，RS232方式的数据通讯，或采用一些低速控制器），因其本身组合系统结构的特点，出现信号差、数据传送滞后的因素影响，已无法适应现代高速生产线的配套，也完全限制的这些高速生产线应有的生产技术质量以及高速生产的稳定水平。

基于提高行业内生产效率、降低生产成本、提高产品生产质量的稳定等原因，本实用新型人在20多年现场设备生产及技术经验的累积中，致力于解决行业生产困局，在2012年的实用专利技术（专利号：CN201220675394）的基础上，做进一步研发改进，同时成功研发集成控制系统，优化此系统的结构，现已经过长期的试样测试，并进行实际配套上机运行验证，有效验证并确认，一种独立恒张力弹性线材控制系统完全适应并配套现有高速生产专用设备，能有效、快速、精准的控制弹性线材的恒定张力。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种独立控制、高速、稳定、精准的张力输送，同时能降低生产成本提高生效率的一种独立恒张力弹性线材控制系统。为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案：

一种独立恒张力弹性线材控制装置，包括电机，还设有一基座，所述电机固定于所述基座内侧，所述基座外侧设有与所述电机传动连接的主驱动轮，所述主驱动轮一侧设有可转动的防绕线轮，所述防绕线轮一侧设有陶瓷夹线器，所述陶瓷夹线器通过第一支架与所述基座固定连接，所述主驱动轮远离所述防绕线轮一侧设有与纱线接触连接的压力传感组件，所述压力传感组件通过第二支架与所述基座固定连接，所述压力传感组件中间设有挂钩，所述挂钩上端连接压力传感元件，所述挂钩两侧设有导线轮；所述基座内还设有电路板，所述电路板连接所述压力传感组件及电机。

进一步地，所述主驱动轮的外表面上均布有若干个直线槽，所述直线槽与所述主驱动轮的中心轴线方向相平行，所述直线槽内设有用来装设螺钉的固定孔，所述固定孔沿所述所述主驱动轮的中心轴线中心对称设置，所述直线槽与所述主驱动轮的外表面相接的棱边具有倒圆角处理。

进一步地，所述防绕线轮上平行设置有若干个环形槽，所述环形槽的底部及顶部均具有倒圆角处理。

进一步地，所述电路板上设有PLC控制系统，所述PLC控制系统包括CPU运算处理器、温度传感器、信号采集模块、信号输出模块，所述压力传感组件连接传感器模块，所述电机连接电机驱动模块，所述信号采集模块能够接收来自所述传感器模块的实时信号，并传递给所述CPU运算处理器，所述CPU运算处理器将信号处理后生成指令信号经所述信号输出模块传递给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述电机驱动所述主驱动轮的转动，带动纱线的输送，形成完整循环过程；所述温度传感器用来检测控制系统的运行温度。所述PLC控制系统还设有功能按键及OLED显示屏，所述功能按键设于所述主驱动轮下方用来设置设备运行参数，所述OLED显示屏设于所述主驱动轮一侧用来显示数据。

进一步地，所述传感器模块至少包括一个压力传感器，所述信号采集模块至少包括一个信号采集器，所述信号采集器的数量与所述压力传感器的数量相一致。

进一步地，所述主驱动轮和防绕线轮均采用耐磨塑胶材质。

进一步地，所述CPU运算处理器为STMF32F40VET6处理器。

进一步地，所述电机为霍尔无刷直流电机。

与传统结构相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用一体化结构设计，无需外置通讯信号处理传输，配合霍尔无刷直流电机，能够快速高效地响应CPU处理器所述发出的指令；主驱动轮上设计直线槽结构，能够有效增加纱线与主驱动轮之间的摩擦力，防止出现纱线打滑，运输停滞的现象，将固定孔设置在直线槽内，在起到固定连接作用的同时还不会干涉纱线的输送；防绕线轮设计有若干个环形槽，相比传统的直杆结构作用显著，能够将纱线间隔错开并始终保持位置稳定，大大降低了纱线缠绕的可能性；CPU处理器采用STMF32F40VET6处理器替代传统处理器，有助于避免出现信号差、数据传送滞后等因素影响设备的高速运转；控制系统至少包括一个压力传感器，并具有相匹配的信号采集器，当纱线运输行程较长时，可增设压力传感器，从而保证纱线输送的张力保持稳定精确。

附图说明

图1为实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的控制系统示意图；

图4为本实用新型的控制系统一种较佳实施例示意图；

图中标注：

1-基座 2-陶瓷夹线器 21-第一支架 3-防绕线轮 31-环形槽 4-主驱动轮41-直线槽 42-固定孔 5-压力传感组件 51-挂钩 52-导线轮 53-第二支架 54-肋板 6-电路板 7-电机 8-纱线 100-PLC控制系统 110-CPU运算处理器 120-信号采集模块 121-信号采集器1# 122-信号采集器2# 130-温度传感器 140-功能按键150-OLED显示屏 160-信号输出模块 200-电机驱动模块 500-传感器模块 510-压力传感器1# 520-压力传感器2# 600-开关电源 700-程序写入口 800-多轴同步通讯 。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详述：

参见图1、图2，一种独立恒张力弹性线材控制装置，包括电机7，还设有一基座1，所述基座1为盒体结构，内侧具有容腔结构，所述电机7通过螺栓固定于所述基座1内侧，所述基座1外侧设有与所述电机7传动连接的主驱动轮4，所述电机7能够驱动所述主驱动轮4转动；所述主驱动轮4一侧设有可转动的防绕线轮3，所述防绕线轮3的中心轴线与所述主驱动轮4的中心轴线处于同一水平线上；所述防绕线轮3一侧设有陶瓷夹线器2，作为纱线8的进入点，所述陶瓷夹线器2通过第一支架21与所述基座1固定连接；所述主驱动轮4远离所述防绕线轮2一侧设有用来检测所述纱线8输送过程中的压力变化的压力传感组件5，所述压力传感组件5通过第二支架53与所述基座1固定连接，所述第二支架53上还设有肋板54，能够加强所述第二支架53的结构强度，并保持所述压力传感组件5的稳定性，在一定程度上有助于设备检测的精准度。

如图1、图3所示，所述压力传感组件5与纱线8接触连接，所述压力传感组件5设有传感器模块500，能够实时监测纱线8输送过程中的压力变化；所述电路板6上装设有PLC控制系统100，所述PLC控制系统100包括CPU运算处理器110、信号采集模块120、温度传感器130、信号输出模块160、功能按键140及OLED显示屏150，所述信号采集模块120能够接收来自所述传感器模块500的实时信号，并传递给所述CPU运算处理器110，所述CPU运算处理器110将信号处理后生成指令信号经所述信号输出模块160传递给电机驱动模块200，所述电机驱动模块200经所述电机7控制所述主驱动轮4的转动速度，带动纱线8的输送，形成完整循环过程；所述温度传感器130用来检测PLC控制系统100的运行温度，能实现实时监测系统运行状态，提供相应信息给技术人员参考及做好运行参数记录。

所述压力传感组件5中间设有挂钩51，所述挂钩51上端连接压力传感元件，所述挂钩51两侧设有导线轮52，所述导线轮52相对称设置并位于所述挂钩51的下方两侧，所述纱线8的输送路径经过两个所述导线轮52及挂钩51形成一个W型结构，所述纱线8勾绕在所述挂钩51上，所述纱线8在输送过程中的压力变化会导致所述挂钩51上下位移，因此与所述挂钩51相连接的压力检测元件就能够获取到信号变化，所述基座1内还设有电路板6，所述电路板6与所述电机7和压力传感组件5电性连接，能够反馈信号并产生指令控制设备的运作，所述基座1上还设有功能按钮140和OLED显示屏150，所述OLED显示屏150能直观显示设定参数、实时运行数据、异常警报内容。

优选地，如图2所示，所述主驱动轮4的外表面上均布有若干个直线槽41，所述直线槽41与所述主驱动轮4的中心轴线方向相平行，使得所述纱线8缠绕在所述主驱动轮4上时增加了一定的摩擦力，避免出现所述纱线8打滑停滞的现象，保证了输送的精准性；所述直线槽41内设有用来装设螺钉的固定孔42，所述固定孔42沿所述所述主驱动轮4的中心轴线中心对称设置，所述固定孔42用来将所述主驱动轮4的轴套固定连接在转动轴上，所述固定孔42中心对称设置有助于保证轴套与转动轴具有较佳的同轴度，使得所述主驱动轮4具有较好的旋转流畅性，另一方面，所述固定孔42处于所述直线槽41内，通过与沉头螺钉的配合，避免螺钉外露干涉到所述纱线8的输送，所述直线槽41与所述主驱动轮4的外表面相接的棱边具有倒圆角处理。

优选地，所述防绕线轮3上平行设置有若干个环形槽31，用来间隔分离所述纱线8，使所述纱线8缠绕在所述主驱动轮4上时，在轴线方向上相邻两条纱线8始终保持一定的间距，大大降低了所述纱线8相互缠绕的现象，所述环形槽31的底部及顶部均具有倒圆角处理，防止刮伤所述纱线8，所述环形槽31底部的角度范围在20-90°之间，角度过大会导致所述纱线8滑出，槽深约浅相匹配的角度越小。

优选地，所述传感器模块500至少包括一个压力传感器，如图3所示的一种较佳实施例中，包括两个压力传感器，分别为压力传感器1#510和压力传感器2#520，所述信号采集模块120至少包括一个信号采集器，所述信号采集器的数量与所述压力传感器的数量相一致，如图3所示的一种较佳实施例中，就具有与所述压力传感器1#510和压力传感器2#520相匹配的信号采集器1#121和信号采集器2#122；压力传感器和信号采集器的数量根据所述纱线8的输送行程长度而定，行程较长可增加相应数量，保证所述纱线8在输出位置时的张力保持稳定。

优选地，所述主驱动轮4和防绕线轮3均采用耐磨塑胶材质。

优选地，所述电机7为霍尔无刷直流电机，倒顺转速达到4800转/分钟的超高转速，配合一体化结构线材主驱动轮，线速度稳定运行可达950米/分钟，同时可实现瞬间快速且稳定的启、停控制。

如图4所示，本实用新型的PLC控制系统一种较佳实施例，包括有CPU运算处理器110、信号采集模块120、温度传感器130、信号输出模块160、功能按键140、OLED显示屏150、开关电源600、程序写入口700和多轴同步通讯800等结构，所述CPU运算处理器110为STMF32F40VET6处理器。

本实用新型属于一种弹性线材（如氨纶丝等线材）在高速输送中自动检测并能自动快速完成调节张力平衡的控制装置，适合于一次性卫生用品的弹性线材使用领域，同时亦可适合高速纺织机械的弹性线材的使用控制领域，在实际实施过程中，通过所述功能按键140进行调节，设定好单一弹性线材在生产过程中所需要的恒定张力值，并调节好张力变化的正负偏差值（如：20.0±0.5克），数据在所述OLED显示屏150直接显示，通过压力传感器检测弹性线材在输送过程中的张力变化，经由所述信号采集模块120将实际张力变化值提供给所述CPU运算处理器100进行高速运算，计算结果直接送入所述电机驱动模块200，由所述电机驱动模块200控制所述电机7，从而达到瞬间调节并控制弹性线材在所需要设定的张力值上作恒定控制，确保弹性线材在高速输送过程中，达到无间断永恒的张力控制质量。

所述纱线8（弹性线材）先经过所述陶瓷夹线器2，所述陶瓷夹线器2能够对所述纱线8的张力进行预处理，起到定位引导的作用，所述纱线8随后绕经所述主驱动轮4及防绕线轮3，缠绕若干圈后进入所述压力传感组件5，先后绕过所述导线轮52、挂钩51、导线轮52后送出，三者使得所述纱线8形成一个W型结构，并保持相对紧绷状态，所述纱线8在输送过程中的压力变化会带动所述挂钩51上下位置，此时所述压力传感模块500得到相应的信号，通过PLC控制系统对设备进行相对应的调整，达到调节张力平衡。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种独立恒张力弹性线材控制装置，包括电机，其特征在于：还设有一基座，所述电机固定于所述基座内侧，所述基座外侧设有与所述电机传动连接的主驱动轮，所述主驱动轮一侧设有可转动的防绕线轮，所述防绕线轮一侧设有陶瓷夹线器，所述陶瓷夹线器通过第一支架与所述基座固定连接，所述主驱动轮远离所述防绕线轮一侧设有与纱线接触连接的压力传感组件，所述压力传感组件通过第二支架与所述基座固定连接，所述压力传感组件中间设有挂钩，所述挂钩上端连接压力传感元件，所述挂钩两侧设有导线轮；所述基座内还设有电路板，所述电路板连接所述压力传感组件及电机。

2.根据权利要求1所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述主驱动轮的外表面上均布有若干个直线槽，所述直线槽与所述主驱动轮的中心轴线方向相平行，所述直线槽内设有用来装设螺钉的固定孔，所述固定孔沿所述主驱动轮的中心轴线中心对称设置，所述直线槽与所述主驱动轮的外表面相接的棱边具有倒圆角处理。

3.根据权利要求1所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述防绕线轮上平行设置有若干个环形槽，所述环形槽的底部及顶部均具有倒圆角处理。

4.根据权利要求1所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述电路板上设有PLC控制系统，所述PLC控制系统包括CPU运算处理器、温度传感器、信号采集模块、信号输出模块，所述压力传感组件连接传感器模块，所述电机连接电机驱动模块，所述信号采集模块能够接收来自所述传感器模块的实时信号，并传递给所述CPU运算处理器，所述CPU运算处理器将信号处理后生成指令信号经所述信号输出模块传递给所述电机驱动模块，所述电机驱动模块控制所述电机驱动所述主驱动轮的转动，带动纱线的输送，形成完整循环过程；所述温度传感器用来检测控制系统的运行温度，所述PLC控制系统还设有功能按键及OLED显示屏，所述功能按键设于所述主驱动轮下方用来设置设备运行参数，所述OLED显示屏设于所述主驱动轮一侧用来显示数据。

5.根据权利要求4所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述传感器模块至少包括一个压力传感器，所述信号采集模块至少包括一个信号采集器，所述信号采集器的数量与所述压力传感器的数量相一致。

6.根据权利要求1所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述主驱动轮和防绕线轮均采用耐磨塑胶材质。

7.根据权利要求4所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述CPU运算处理器为STMF32F40VET6处理器。

8.根据权利要求1所述的一种独立恒张力弹性线材控制装置，其特征在于：所述电机为霍尔无刷直流电机。

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