CN216426231U - 一种有机镀膜设备的张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供可控制小目标张力且可克服收放卷转动阻力矩不均衡的一种有机镀膜设备的张力控制装置，包括供基膜依次卷绕的放卷轴、冷鼓和收卷轴，放卷轴与冷鼓之间设有放卷张力检测辊，收卷轴与所述冷鼓之间设有收卷张力检测辊，放卷张力检测辊和收卷张力检测辊上分别设有用于检测放卷张力的第一传感器和用于检测收卷张力的第二传感器，放卷轴和收卷轴的一侧分别设有用于检测放卷轴卷径的第一检测仪和检测收卷轴卷径的第二检测仪，张力控制装置还包括用于检测冷鼓的转动线速度的速度检测器以及与速度检测器、第一传感器、第二传感器、第一检测仪和第二检测仪电性连接且可控制放卷轴和收卷轴的转动角速度的控制模块。

Description

一种有机镀膜设备的张力控制装置

【技术领域】

本实用新型涉及有机镀膜领域，尤其是一种有机镀膜设备的张力控制装置。

【背景技术】

在常规镀膜的张力控制模式中，收、放卷轴(收卷辊、放卷辊)基本上是采用力矩控制的模式，其采用张力控制器根据当前的张力和设定的目标张力进行比较，从而控制收、放卷轴的反向力矩，以实现张力的控制，由于机械制造误差以及安装测量误差的存在，导致收/放卷的每个角度的阻力大小不一，并且有可能存在某一个点的阻力突然变大，从而导致张力波动。

在这种力矩控制的模式中，其走膜主要依靠冷鼓和基膜之间的摩擦力，冷鼓在转动时带动基膜在放卷轴与收卷轴之间卷绕，其存在的问题是，控制目标张力不可以太小，如果目标张力太小，则基膜就会漂浮在冷鼓表面，无法带动基膜传动，所以冷鼓和基膜之前的摩擦力不稳定，导致不能控制小张力镀膜。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题是提供可控制小目标张力且可克服收放卷转动阻力矩不均衡的一种有机镀膜设备的张力控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种有机镀膜设备的张力控制装置，包括供基膜依次卷绕的放卷轴、冷鼓和收卷轴，所述放卷轴与所述冷鼓之间设有放卷张力检测辊，所述收卷轴与所述冷鼓之间设有收卷张力检测辊，所述放卷张力检测辊和所述收卷张力检测辊上分别设有用于检测放卷张力的第一传感器和用于检测收卷张力的第二传感器，所述放卷轴和所述收卷轴的一侧分别设有用于检测所述放卷轴卷径的第一检测仪和检测所述收卷轴卷径的第二检测仪，所述张力控制装置还包括用于检测所述冷鼓的转动线速度的速度检测器以及与所述速度检测器、第一传感器、第二传感器、第一检测仪和第二检测仪电性连接且可控制所述放卷轴和所述收卷轴的转动角速度的控制模块。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，所述冷鼓上设有驱动其转动且与所述控制模块电性连接的冷鼓驱动电机，所述放卷轴上设有驱动其转动且与所述控制模块电性连接的放卷驱动电机，所述收卷轴上设有驱动其转动且与所述控制模块电性连接的收卷驱动电机。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，所述冷鼓与所述放卷轴之间设有测速辊，所述速度检测器采用速度编码器且其设于所述测速辊的端部。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，所述第一检测仪和所述第二检测仪均采用激光测距仪。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，所述放卷轴与所述冷鼓之间以及所述收卷轴与所述冷鼓之间均设有导向辊。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，所述控制模块设有与放卷驱动电机和收卷驱动电机电性连接以控制其加速或减速的PID控制器。

上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，包括如下步骤：走膜，放卷驱动电机驱动放卷轴转动，冷鼓驱动电机驱动冷鼓转动，放卷驱动电机驱动收卷轴转动，从而驱动基膜在放卷轴、冷鼓和收卷轴之间运动；测速，速度检测器检测走膜的速度并将该速度信息传送至控制模块；收卷张力检测，第二传感器检测收卷张力并将该收卷张力信息传送至控制模块；放卷张力检测，第一传感器检测放卷张力并将该放卷张力信息传送至控制模块；判断张力大小，控制模块判断收卷张力和放卷张力是否与目标收卷张力和目标放卷张力相等，若收卷张力和放卷张力等于目标收卷张力和目标放卷张力，则无需对收卷轴和放卷轴进行调速；收卷调速，当控制模块判断收卷张力大于目标收卷张力时，控制模块通过PID控制器控制收卷驱动电机进行减速，当控制模块判断收卷张力小于目标收卷张力时，控制模块通过PID控制器控制收卷驱动电机进行加速；直至控制模块判断收卷张力等于目标收卷张力时，收卷驱动电机维持当前速度继续运行；放卷调速，当控制模块判断放卷张力大于目标放卷张力时，控制模块通过PID控制器控制放卷驱动电机进行加速，当控制模块判断放卷张力小于目标放卷张力时，控制模块通过PID控制器控制放卷驱动电机进行减速；直至控制模块判断放卷张力等于目标放卷张力时，放卷驱动电机维持当前速度继续运行。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，包括如下步骤：卷径检测，在收卷调速和放卷调速的步骤中，第一检测仪和第二检测仪分别对放卷轴和收卷轴的卷径进行检测，并将相应的卷径信息传送至控制模块，控制模块计算出当前放卷轴和收卷轴各自的周长，并计算出放卷轴和收卷轴当前的线速度。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，在卷径检测的步骤中，采用两秒的平滑叠加滤波方法来计算当前放卷轴和收卷轴的卷径数值，其分辨率为100ms，叠加次数为20次。

如上所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，在放卷调速和收卷调速步骤中，经调速后的放卷驱动电机和收卷驱动电机分别驱动放卷轴和收卷轴维持在当前线速度的0.9倍至1.1倍之间转动。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型可以根据实际的收卷张力和放卷张力与目标张力进行比较，并将收卷张力和放卷张力实时调节至与目标张力相等的张力值，而且放卷轴和收卷轴分别通过放卷驱动电机和收卷驱动电机进行驱动，当基膜和冷鼓之间的摩擦力出现不稳定的情况时，在放卷驱动电机和收卷驱动电机的驱动下也可保证张力的整体稳定。因此本实用新型可以有效的解决控制目标张力不能太小的技术问题，也克服了收放卷轴转动时阻力矩不均衡的技术问题。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述控制模块的电连接结构示意图；

图3为本实用新型的控制流程示意图。

【具体实施方式】

一种有机镀膜设备的张力控制装置，包括供基膜10依次卷绕的放卷轴1(放卷辊)、冷鼓2和收卷轴3(收卷辊)，放卷轴1与冷鼓2之间设有放卷张力检测辊4，收卷轴3与冷鼓2之间设有收卷张力检测辊5，放卷张力检测辊4和收卷张力检测辊5上分别设有用于检测放卷张力的第一传感器6和用于检测收卷张力的第二传感器7，放卷轴1和收卷轴3的一侧分别设有用于检测放卷轴1卷径的第一检测仪8和检测收卷轴3卷径的第二检测仪9，张力控制装置还包括用于检测冷鼓2的转动线速度的速度检测器20以及与速度检测器20、第一传感器6、第二传感器7、第一检测仪8和第二检测仪9电性连接且可控制放卷轴1和收卷轴3的转动角速度的控制模块100。

为实现各自驱动，冷鼓2上设有驱动其转动且与控制模块100电性连接的冷鼓驱动电机21，放卷轴1上设有驱动其转动且与控制模块100电性连接的放卷驱动电机11，收卷轴3上设有驱动其转动且与控制模块100电性连接的收卷驱动电机31。

冷鼓2与放卷轴1之间设有测速辊200，速度检测器20采用速度编码器且其设于测速辊200的端部。

优选的，第一检测仪8和第二检测仪9均采用激光测距仪。

为进一步保证基膜10的平整性并防止其产生褶皱，放卷轴1与冷鼓2之间以及收卷轴3与冷鼓2之间均设有导向辊300。

控制模块100设有与放卷驱动电机11和收卷驱动电机31电性连接以控制其加速或减速的PID控制器。控制模块100可采用德国倍福PLC控制器。第一传感器6和第二传感器7采用压力传感器，它们分别设于放卷轴1和收卷轴3的端部。

上述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，包括如下步骤：走膜，放卷驱动电机11驱动放卷轴1转动(顺时针转动)，冷鼓驱动电机21驱动冷鼓转动(顺时针转动)，放卷驱动电机11驱动收卷轴3转动(逆时针转动)，从而驱动基膜10在放卷轴1、冷鼓2和收卷轴3之间运动；测速，速度检测器20检测走膜的速度并将该速度(即冷鼓2的转动线速度)信息传送至控制模块100(以作为走膜的基准速度)；收卷张力检测，第二传感器7检测收卷张力并将该收卷张力信息传送至控制模块100；放卷张力检测，第一传感器6检测放卷张力并将该放卷张力信息传送至控制模块100；判断张力大小，控制模块100判断收卷张力和放卷张力是否与目标收卷张力和目标放卷张力相等，若收卷张力和放卷张力等于目标收卷张力和目标放卷张力，则无需对收卷轴3和放卷轴1进行调速；收卷调速，当控制模块100判断收卷张力大于目标收卷张力时，控制模块100通过PID控制器控制收卷驱动电机31进行减速，当控制模块100判断收卷张力小于目标收卷张力时，控制模块100通过PID控制器控制收卷驱动电机31进行加速；直至控制模块100判断收卷张力等于目标收卷张力时，收卷驱动电机31维持当前速度继续运行；放卷调速，当控制模块100判断放卷张力大于目标放卷张力时，控制模块100通过PID控制器控制放卷驱动电机11进行加速，当控制模块100判断放卷张力小于目标放卷张力时，控制模块100通过PID控制器控制放卷驱动电机11进行减速；直至控制模块100判断放卷张力等于目标放卷张力时，放卷驱动电机11维持当前速度继续运行。

上述的一种有机镀膜设备的张力控制装置的控制方法，包括如下步骤：卷径检测，在收卷调速和放卷调速的步骤中，第一检测仪8和第二检测仪9分别对放卷轴1和收卷轴3的卷径进行检测，并将相应的卷径信息传送至控制模块100，控制模块100计算出当前放卷轴1和收卷轴3各自的周长，并计算出放卷轴1和收卷轴3当前的线速度。

在卷径检测的步骤中，采用两秒的平滑叠加滤波方法来计算当前放卷轴1和收卷轴3的卷径数值，其分辨率为100ms，叠加次数为20次，从而计算得出稳定的卷径数值(刷新速度100ms)，并得出当前放卷轴1和收卷轴3各自准确的周长和各自的线速度，从而获得基膜10在放卷轴1和收卷轴3上更加准确的放卷速度和收卷速度，进而控制放卷驱动电机11和收卷驱动电机31按照指定的线速度稳定运行，其张力的稳定性控制效果更佳。

在放卷调速和收卷调速步骤中，经调速后的放卷驱动电机11和收卷驱动电机31分别驱动放卷轴1和收卷轴3维持在当前线速度的0.9倍至1.1倍之间转动(速度调节量维持在一定且可控的限制范围内)。

Claims (6)

1.一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于包括供基膜(10)依次卷绕的放卷轴(1)、冷鼓(2)和收卷轴(3)，所述放卷轴(1)与所述冷鼓(2)之间设有放卷张力检测辊(4)，所述收卷轴(3)与所述冷鼓(2)之间设有收卷张力检测辊(5)，所述放卷张力检测辊(4)和所述收卷张力检测辊(5)上分别设有用于检测放卷张力的第一传感器(6)和用于检测收卷张力的第二传感器(7)，所述放卷轴(1)和所述收卷轴(3)的一侧分别设有用于检测所述放卷轴(1)卷径的第一检测仪(8)和检测所述收卷轴(3)卷径的第二检测仪(9)，所述张力控制装置还包括用于检测所述冷鼓(2)的转动线速度的速度检测器(20)以及与所述速度检测器(20)、第一传感器(6)、第二传感器(7)、第一检测仪(8)和第二检测仪(9)电性连接且可控制所述放卷轴(1)和所述收卷轴(3)的转动角速度的控制模块(100)。

2.根据权利要求1所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于所述冷鼓(2)上设有驱动其转动且与所述控制模块(100)电性连接的冷鼓驱动电机(21)，所述放卷轴(1)上设有驱动其转动且与所述控制模块(100)电性连接的放卷驱动电机(11)，所述收卷轴(3)上设有驱动其转动且与所述控制模块(100)电性连接的收卷驱动电机(31)。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于所述冷鼓(2)与所述放卷轴(1)之间设有测速辊(200)，所述速度检测器(20)采用速度编码器且其设于所述测速辊(200)的端部。

4.根据权利要求1所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于所述第一检测仪(8)和所述第二检测仪(9)均采用激光测距仪。

5.根据权利要求1所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于所述放卷轴(1)与所述冷鼓(2)之间以及所述收卷轴(3)与所述冷鼓(2)之间均设有导向辊(300)。

6.根据权利要求2所述的一种有机镀膜设备的张力控制装置，其特征在于所述控制模块(100)设有与放卷驱动电机(11)和收卷驱动电机(31)电性连接以控制其加速或减速的PID控制器。

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