CN219044732U - 一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，它包括放料区域和储料区域，放料区域无动力源，储料区域具有缓冲区域和补偿区域，储料区域由固定辊和浮动辊构成，浮动辊安装在悬杆上，所述浮动辊上下浮动在补偿区域之间，物料从放料轴上缠绕在固定轴和浮动辊上后与前方的主机衔接，悬杆与动力源连接，该动力源产生的外力推或拉动浮动辊向上极限的方向运动，该平衡力为放料轴的牵引力浮动辊向上极限方向运动时，拉动放料轴上的物料实现牵引动力，浮动辊向下极限方向运动时，实现储料预备，本实用新型的印刷机放料系统的悬杆控制装置不需要电机就可以实现不间断放料,减少物料直径变化带来的影响，是一种反应及时，稳定和节能的装置。

Description

一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于印刷机物料放料架系统的改进发明，特别涉及的是一种无动力恒定连续放料的印刷机放料系统的悬杆控制装置。

背景技术

通常一种叫做零速接纸机，都具备一组储料架(储料架可以垂直设置也可以水平设置，本实用新型以垂直设置说明)，当一个材料生产完毕时，另一个备用材料就会在零速度的状态下进行接料(见图1，机架设置不同或材料的装载结构不同并不与本实用新型冲突)。一般而言，都是通过电机，控制材料卷芯的转速与生产速度匹配，同时储料架的浮动反馈的位置信号进行闭环控制伺服电机的转速，从而使得储料架稳定在预想的位置，从而达到稳定生产。

但当材料卷径大、张力大、材料幅宽较宽时，所需要驱动的电机转矩就需要很大，电机所需的功率也会偏大，从而不利于设备的成本控制及设备制造的结构也将非常的庞大。

市场上也有另一种应用，采用为一种制动力矩与浮动辊浮动的相应恒定补偿。由于卷筒式材料总是随着生产，直径总是变得越来越小，再控制气动制动器的制动力距进行衰减。这种技术应用，假设控制悬杆的张力是可控的，也是反应及时且恒定的，但生产速度快或慢导致的材料的旋转惯性总是不一样的，所以张力总是无法达到高精密的理想状态或理想位置。

一般而言，储料架与放卷架以及控制系统成为一个整机进行出售，那么储料架与材料的装载机构形成一种闭环的、节能的、稳定的一个整机就显得尤为必要。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题是为了提供一种不需要电机就可以实现不间断放料的印刷机放料系统的悬杆控制装置，并且永远处于设定的恒定值。为了实现该目的，本实用新型是由如下技术方案来实现的：该种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，包括放料区域和储料区域，其特征在于所述放料区域为无动力源的放料轴，储料区域具有缓冲区域和补偿区域，储料区域由固定辊和浮动辊构成，浮动辊安装在悬杆上，所述浮动辊上下浮动在补偿区域之间，所述物料从放料轴上缠绕在固定轴和浮动辊上后与前方的主机衔接，所述补偿区域分为上、下极限，浮动辊向上极限方向运动时，拉动放料轴上的物料实现牵引动力，浮动辊向下极限方向运动时，实现储料预备，所述悬杆与动力源连接，该动力源产生的外力与固定辊和浮动辊上纸张的张力要产生相互平衡的平衡力，该平衡力为放料轴的牵引力。

作为优选，所述放料轴配装有制动器，在储料架中的补偿区域的可进行间隔等分，每间隔通过传感器对应控制输出电压或电流，该电压或电流控制对应制动器的制动力，补偿区域的上、下极限对应放料轴的最大制动扭距和最小制动扭距。

作为优选，所述在储料架中的补偿区域的可进行间隔等分，每间隔通过传感器对应控制气压输出，放料轴配装有制动器，所述制动器与电气比例阀实现连接，所述悬杆的上、下运动极限通过接触式或非接触式传感器控制，所述制动器、电气比例阀及传感器分别与PLC联接形成闭环控制。

作为优选，制动器的制动力设有一恒定值，该恒定值能够随着储料架上卷料的直径变化进行对应移动。

作为优选；补偿区域的区间范围小于或等于缓冲区域的区间范围，

作为优选，在纸张输送路径上配装有带动力源的加速辊。

本实用新型将储料架分为两部分，一部分为补偿区域，补偿区域分别设定为高极限和低极限，通过补偿区域的浮动辊上下运动来实现物料牵引，并且配合PLC智能化跟踪，其缓冲区域在于当设备在零速状态下接料时，有足够的缓冲区域做为主机继续生产的储料部分继续供给主机生产，从而达到不间断生产的目的。

附图说明

本实用新型有如下附图：

图1为本实用新型现有技术结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型结构原理图。

具体实施方式

附图表示了本实用新型的结构原理，下面再结合附图进一步细化有关细节：

机架100上有第一材料和第二材料，分别为一个是正在生产的材料，一个为预备材料，当第一材料生产完毕或即将生产完毕时第二材料即可以自动拼接或搭接上去，形成不间断的供料，拼接技术或搭接技术为现有技术，不在本申请中予以说明，储料架201可装配于机架100上，也可以独立放置。储料架201上有若干个固定导纸辊202，以及有若干个浮动辊204。浮动辊204安装于悬杆203上。悬杆203一般采用一个低摩擦气缸通过软性的绳索或链条与悬杆203配合，使悬杆203始终受到一个恒定的拉力向上拉(本实用新型的储料架201可以水平储料，也可以垂直储料，本实用新型以垂直储料机构举例)，通过浮动辊204作用于物料101时，形成一个恒张力。其张力大小通常是通过一个外部精密减压阀控制低摩擦气缸控制放料轴实现制动从而达到张力大小可调(所述精密减压阀也可以是手动，也可以是电气比例阀303等电控元件，本实用新型以手动精密减压阀为例，采用何种阀门与本实用新型并无冲突)。悬杆203在上下浮动的区域，由传感器来检测到位置信号，这里的传感器可以是电位器305进行检测(电位器可分为接触式或非接触式，或位置传感器，功能都在于检测悬杆203所处的位置信息，这里只举例电位器说明)，检测的位置信号反馈给PLC304，然后通过PLC304发出指令给放料轴产生对应的制动力，悬杆203所浮动的区域(见图2)，我们划定为两个区域，一个为补偿区域(B)，第二个为缓冲区域(A)，当然，工作时位置也可以颠倒，下面为补偿区域(B)，上面为缓冲区域(A)，补偿区域(B)的区间范围小于或等于缓冲区域(A)的区间范围，浮动辊204在工况时的中线到上极限的距离的两倍为补偿区域(B)。其补偿区域(B)中，电位器305检测悬杆203的位置，相应的悬杆203上极限和下极限，并将上极限和下极限之间的区域无限等分成0-100(可由上位机设定0——100，其意义在于将电位器305的输出0——最大值电压或电流信号无限等分成相对应的0到100，以下也将以0——100举例说明)，0分别对应上极限，100对应下极限。当在接料时，为了不间断供料，悬杆203将不断往下浮动，并脱离补偿区域(B)到达储料区域时，其电位器305检测到的都将为100，或PLC304默认为100，此时张力最大。

物料101装载在放料轴上，该放料轴的一端的制动器301包括刹车盘，通过刹车片302控制其材料的转矩，刹车片302为一个可气动控制的刹车装置，通常为膜片式刹车结构，也称气动制动器，其气动刹车的制动力由电气比例阀303控制其电压或电流，从而控制输出的气压。其电气比例阀303由PLC304预先设定一个最高值气压和一个最低值气压，其最高值气压对应悬杆203的0位置，最低值气压对应悬杆203的100位置，所以电位器305所检测反馈的位置信号和电气比例阀303形成一个闭环的控制，控制刹车片302的制动扭矩，这种闭环回路形成的控制，刚好可以让悬杆203始终稳定在储料架201的补偿区间，从而达到恒定张力不间断供料的目的。

PLC304设定电气比例阀303的最高值和最低值气压，无论材料直径有多大(设备通常都有最大直径值限制及宽幅限定)，最高值所输出的气压从而达到的刹车盘301所达到的制动扭矩总是大于悬杆203的F向上的值，所以这时悬杆203会往下浮动。无论材料直径有多小(设备一般其装载的材料的卷芯为3英寸或6英寸等都有限定)，最低值所输出的气压从而达到的刹车盘301所达到的制动扭矩总是小于悬杆203的F向上的值，所以这时悬杆203会往上浮动。接着，当悬杆203往补偿区域(B)0位置靠近时，制动扭矩将逐步加大，从而高于悬杆203的F向上的值，让其悬杆203在补偿区域(B)下降，悬杆203在补偿区域(B)下降靠近100时，制动扭矩以将逐步减少，从而低于悬杆203的张力值，让其悬杆203在补偿区域(B)上升，理想状态为平衡位0-100的中间值50.

由于随着物料101直径的逐步变小，最高值气压所导致的刹车制动扭矩相对于物料101而言，制动扭矩会越来越大。比如当物料101直径达到100mm时，与原材料直径1000mm(假设原材料直径1000mm)有10倍的差距，也意味着半径力臂缩小了10倍，其最大值输出的刹车制动扭矩比原材料直径1000mm时加大了10倍制动扭矩，从而导致悬杆203在补偿区域(B)的浮动频率加大。同样的，原材料直径在1000mm时，最小气压所导致的刹车制动扭矩偏小，导致悬杆203在补偿区域(B)的浮动频率加大。有鉴于此，本实用新型的进一步优化措施可跟据材料的实时直径变化，设定一个恒定值，让最高值制动气压随着材料的直径变小，而逐步变小，让最低值气压随着直径的变小也相应的变小。假设最低值和最高值气压设定为0.3-0.5mp的区间，可以使得一定恒张力状态下让悬杆203始终稳定保持在补偿区域(B)，那么随着物料101直径的逐步变小，最低值和最高值气压的输出逐步相应变小，该变大或变小的范围相当于恒定值移动在该范围内移动，其目的，让刹车片302作用于刹车盘的制动扭矩与制动力臂形成一个等值关系式。从而达到让悬杆203始终较稳定的状态在补偿区域(B)做微小的浮动。

所述的上极限与下极限之间，分成无限等分，对应0-100(也可对应-50到50，这种可通过PLC304选定或设定的值其对应的都是电位器305的电压信号或电流信号，这种选定或设定并不影响本实用新型的创造性和技术解决方案的目的性)，一般而言可采用精密电位器305采集0-100的区域的具体位置。同时，0-100区域，其当中的50位置可通过PLC304选择设定为平衡位。另一部分为缓冲区域(A)(缓冲区域(A)我们都可视为100，其目的在于当在零速接料完毕后，新材料需要稳步的且一定速度的让悬杆203上升，而新材料的制动扭距应以对应100位置所产生的最小制动力或相对应的小的制动力让悬杆203上升到补偿区域(B)，本实用新型的目的在于此，也可以PLC304指定为一个定量或可变量的扭距值让其悬杆203稳态且及时的上升，这里只是举例说明，可以通过很多种特殊手段让其悬杆203上升，比如加装一种带动力源的加速辊，该加速辊只是在放料的初始阶段作为启动动力，不仅与本实用新型并无冲突、不影响本实用新型的创造性和发明特征。其缓冲区域(A)在于当设备在零速状态下接料时，有足够的缓冲区域(A)做为主机继续生产的储料部分继续供给主机生产，从而达到不间断生产的目的。

本实用新型储料架201将通过一个低摩擦气缸通过柔性的绳索或链条等，其作用方向为一直向上的一个恒定拉力F，将物料101恒张力的方式进行上下浮动，且低摩擦气缸通过精密减压阀控制气缸的张力大小。

物料101的放料轴，一般为气胀轴，在气胀轴的一端匹配一个刹车盘，刹车盘上可匹配一个或至少一个刹车片302进行制动。其刹车片302采用气动控制，其气动控制的气路连接电气比例阀303，其电气比例阀303的气压控制与上述储料架201的电位器305检测的位置信号匹配，通过PLC304运算，控制电气比例阀303的气压大小，从而控制刹车片302的制动扭矩。

也可以通过电压或电流的大小来直接控制制动器301的输出功率，来对应制动力的大小，那么就不需要电气比例阀303等气动部件。

上述所述的电气比例阀303，将预先通过PLC304设定一个最低气压和最高气压，其作业在于，当最高气压时，不管在物料101的最大卷径时或最小卷径时，他的制动力绝对大于储料架201的张力。当最小气压时，不管在材料的最大卷径还是最小卷径，他的制动力绝对小于储料架201的张力。

当储料架201在缓冲区域(A)处于或接近于上极限时，通过PLC304自动计算控制匹配的电气比例阀303气压将会逐步加大，甚至到达设定的最大值，物料101的扭矩大过储料架201的张力，储料架201将缓慢的下降。当储料架201下降到缓冲区的下极限时，通过PLC304自动计算控制匹配的电气比例阀303将会逐步减小，甚至到达设定的最小值，物料101的扭矩小于储料架201的张力，储料架201将会缓冲的上升。这种往复的不断补偿，使得储料架201可以均匀的、稳定的处在缓冲区间，形成恒定的一种张力不间断的为生产主机供料，比如印刷机。

由于随着不断的主机运行，物料101直径也总是不断的缩小，而物料101的实时直径，与刹车片302的制动扭矩总是直接相关，影响储料架201的上下浮动的频率，其优化方法可以将物料101的实时直径检测回来的实时数值，与PLC304所设定的电气比例阀303的最小值和最大值进行匹配，其原理在于，当材料直径偏大时，最小值可以通过PLC304计算自动一定比例的增大，当材料直径偏小时，最大值可以通过PLC304计算自动一定比例的减小，其目的在于最小值和最大值和当时的储料架201的张力大小稳定在尽量小的范围进行补偿，从而达到储料架201上下浮动的最小的频率。本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点与进步。

Claims (5)

1.一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，包括放料区域和储料区域，其特征在于所述放料区域包括无动力源的放料轴；储料区域由缓冲区域(A)和补偿区域(B)构成，储料区域由固定辊(202)和浮动辊(204)构成，浮动辊(204)安装在悬杆(203)上，所述浮动辊(204)上下浮动在补偿区域(B)之间，物料(101)从放料轴上缠绕在固定辊(202)和浮动辊(204)上后与前方的主机衔接；所述补偿区域(B)具有上、下极限，当浮动辊(204)向上或向下的极限方向运动时，拉动放料轴转动，产生放料轴的放料动力；所述悬杆(203)与动力源连接，该动力源产生的外力推或拉动浮动辊(204)向上极限的方向运动，从而产生对放料轴的牵引力,所述放料轴产生的制动力可根据放料轴上料的直径大小进行对应调节。

2.如权利要求1所述的一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，其特征在于所述放料轴配装有制动器(301)，所述补偿区域(B)的可进行间隔等分，每间隔通过传感器对应控制输出电压或电流，该电压或电流控制对应制动器(301)的制动力，补偿区域(B)的上、下极限对应放料轴的最大制动扭距和最小制动扭距。

3.如权利要求1所述的一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，其特征在于所述补偿区域(B)的可进行间隔等分，每间隔通过传感器对应控制气压输出，放料轴配装有制动器(301)，所述制动器(301)与电气比例阀(303)实现连接，所述悬杆(203)的上、下运动极限通过接触式或非接触式传感器(305)控制，所述制动器(301)、电气比例阀(303)及传感器(305)分别与PLC(304)联接形成闭环控制。

4.如权利要求1或2或3所述一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，其特征在于，放料轴上加装有启动助力电机。

5.如权利要求1所述的一种用于印刷机放料系统的悬杆控制装置，其特征在于所述补偿区域(B)的区间范围小于或等于缓冲区域(A)的区间范围。

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