本發(fā)明涉及一種分切機(jī)上的浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)及其閉環(huán)控制方法。

背景技術(shù)：

在分切卷繞應(yīng)用領(lǐng)域中，針對(duì)分切母卷圓度較差、張力波動(dòng)大、對(duì)于小張力材料易拉伸變形等問(wèn)題，嚴(yán)重影響收卷膜卷品質(zhì)，如材料拉伸變形、褶皺、劃傷等，從而影響后道工序生產(chǎn)，甚者造成產(chǎn)品報(bào)廢。

現(xiàn)有的分切放卷機(jī)上的浮動(dòng)輥主要作用是在被分切放卷的物料上建立張力，并保持放卷張力穩(wěn)定，同時(shí)緩沖母卷不圓度引起的波動(dòng)，保證母卷放出物料平整，從而保證物料后道生產(chǎn)工序的品質(zhì)要求。

例如現(xiàn)有技術(shù)1（cn101519169b）中公開了一種分切機(jī)用浮動(dòng)輥裝置，其采用單浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，墻板內(nèi)側(cè)相對(duì)應(yīng)位置豎直安裝有直線導(dǎo)軌，浮動(dòng)輥兩端用帶凸臺(tái)圓形外球面球軸承先安裝到安裝板上后再總體安裝到直線導(dǎo)軌上，使浮動(dòng)輥能垂直上下運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)有技術(shù)1的不足之處在于：第一方面，在單浮動(dòng)輥的機(jī)械機(jī)構(gòu)中，材料只繞過(guò)浮動(dòng)輥一次，故單浮動(dòng)輥的上下行程為波動(dòng)量的1/2，響應(yīng)動(dòng)作的同步性差。

第二方面，單浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的材料張力與浮輥支點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離、氣缸支點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離、材料與單浮動(dòng)輥夾角、氣缸壓力以及氣缸截面面積有關(guān)，局限于氣缸的最小動(dòng)作氣壓，有時(shí)不可能通過(guò)減小氣壓值來(lái)獲取小張力的輸出，故在單浮動(dòng)輥中通過(guò)減小氣壓值來(lái)獲取小張力的控制方案是有局限性的。

第三方面，單浮動(dòng)輥由于只有一個(gè)浮動(dòng)輥，在靜態(tài)下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)重量平衡的，只有額外加配重桿或者通過(guò)氣缸補(bǔ)償平衡氣壓的方式來(lái)達(dá)到靜態(tài)平衡，而配重桿和氣壓補(bǔ)償?shù)姆绞剑嬖谝欢ǖ恼`差，此誤差產(chǎn)生的靜態(tài)力將直接作用在材料上。

第四方面，材料張力的波動(dòng)主要取決于浮動(dòng)輥系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)加速度變化，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，浮動(dòng)輥的上下波動(dòng)，由于導(dǎo)輥與連桿本身的質(zhì)量存在，由牛頓第二定律可知，會(huì)產(chǎn)生額外的附加動(dòng)載荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的分切機(jī)放卷單浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)存在的響應(yīng)性差、張力控制精度低、靜態(tài)平衡性差、動(dòng)態(tài)平衡性差的不足，提供了一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，其響應(yīng)性好、張力控制精度高、靜態(tài)平衡性好、動(dòng)態(tài)平衡性好。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，包括主動(dòng)浮動(dòng)輥、從動(dòng)浮動(dòng)輥、氣缸和連桿，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥連接有主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂繞第一轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，所述氣缸驅(qū)動(dòng)所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂擺動(dòng)，所述從動(dòng)浮動(dòng)輥連接有從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂，所述從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂繞第二轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，所述連桿的兩端分別與所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂鉸接。

在本發(fā)明提供的雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)中，材料兩次分別繞過(guò)主動(dòng)浮動(dòng)輥和從動(dòng)浮動(dòng)輥，且主動(dòng)浮動(dòng)輥和從動(dòng)浮動(dòng)輥彼此采用連桿互連，故浮動(dòng)輥的上下行程為波動(dòng)量的1/4，同時(shí)保證了響應(yīng)動(dòng)作的同步性，比單浮動(dòng)輥提高1倍。

材料張力和浮輥支點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離、氣缸支點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離、材料與第一浮動(dòng)輥夾角、材料與第二浮動(dòng)輥夾角、氣缸壓力以及氣缸截面面積有關(guān)，在相同機(jī)械尺寸、相同氣缸型號(hào)、相同氣壓時(shí)，本發(fā)明提供的雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)可以控制更小張力，若材料繞過(guò)浮動(dòng)輥的夾角均為垂直時(shí)，則雙浮動(dòng)輥的張力控制精度可以提高到單浮動(dòng)輥的1倍。

材料張力的波動(dòng)主要取決于浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)加速度變化，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，浮動(dòng)輥的上下波動(dòng)，由于浮動(dòng)輥本身的質(zhì)量存在，由牛頓第二定律可知，會(huì)產(chǎn)生額外的附加動(dòng)載荷。在不考慮其它因素的情況下，由于單浮動(dòng)輥的緩沖量?jī)H為雙浮動(dòng)輥的1/2，及單位時(shí)間內(nèi)單浮動(dòng)輥的調(diào)節(jié)行程為雙浮動(dòng)輥2倍，加速度也為2倍，故理論分析，單浮動(dòng)輥的張力波動(dòng)量至少是雙浮動(dòng)輥的2倍，加之本身重量和存在的靜態(tài)不平衡力，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，波動(dòng)幅度達(dá)到將近50%。而雙浮動(dòng)輥結(jié)構(gòu)中，雙浮動(dòng)輥同樣存在動(dòng)態(tài)附加載荷，但是雙浮動(dòng)輥緩沖量大，調(diào)節(jié)浮動(dòng)小，pid調(diào)節(jié)幅度淺，產(chǎn)生的加速度小，綜合系統(tǒng)誤差，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試，波動(dòng)幅度僅為10%。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述第一轉(zhuǎn)軸與主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和連桿連接點(diǎn)的連線段與所述第二轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和連桿連接點(diǎn)的連線段平行且相等，所述第一轉(zhuǎn)軸與主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和主動(dòng)浮動(dòng)輥連接點(diǎn)的連線段與所述第二轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和從動(dòng)浮動(dòng)輥連接點(diǎn)的連線段平行且相等，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥與所述從動(dòng)浮動(dòng)輥質(zhì)量相同。

在主動(dòng)浮動(dòng)輥和從動(dòng)浮動(dòng)輥?zhàn)陨碇亓ψ饔孟拢鲃?dòng)浮動(dòng)輥擺臂和從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂對(duì)連桿的作用力大小相等、方向相反，因此本雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)具有靜態(tài)平衡性，在靜態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)重量平衡，停留在任意位置，不會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生額外的靜態(tài)力。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和所述從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂的形狀、尺寸、質(zhì)量均相同，以消除主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂重力的影響，使得本雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)具有更加的靜態(tài)平衡性。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和所述從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂呈l形。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂上沿所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和主動(dòng)浮動(dòng)輥連接點(diǎn)的連線段方向設(shè)有若干銷孔，所述氣缸的活塞桿通過(guò)銷軸連接到所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂上的銷孔。通過(guò)連接主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂上不同位置的銷孔，由于氣缸行程不變，能夠調(diào)節(jié)主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂的擺動(dòng)幅度，從而調(diào)節(jié)材料的張緊力。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂固定設(shè)置在浮動(dòng)輥輥芯上，所述浮動(dòng)輥輥芯與所述機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂與固定設(shè)置在所述機(jī)架上的支座轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述浮動(dòng)輥輥芯上設(shè)有限位擋板，所述機(jī)架上設(shè)有相對(duì)應(yīng)的限位件。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，包括直線電位器、控制器和電機(jī)馬達(dá)，所述直線電位器固定設(shè)置在所述氣缸上，所述控制器連接所述直線電位器，所述電機(jī)馬達(dá)連接所述控制器，所述氣缸連接所述電機(jī)馬達(dá)。

本發(fā)明還提供一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制方法，包括以下步驟：當(dāng)材料的松緊發(fā)生變化時(shí)，保持恒定氣壓的氣缸就伸出或縮回，安裝在氣缸上的直線電位器就會(huì)檢測(cè)到氣缸位置的變換，通過(guò)電壓變化的信號(hào)反饋給控制器，控制器再調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

本發(fā)明提供的一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)不圓度波動(dòng)量的緩沖行程小、響應(yīng)性好，張力控制精度高，靜態(tài)平衡性好，動(dòng)態(tài)平衡性好。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是主動(dòng)浮動(dòng)輥和從動(dòng)浮動(dòng)輥的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記如下：第一導(dǎo)向輥1；第二導(dǎo)向輥2；主動(dòng)浮動(dòng)輥3；從動(dòng)浮動(dòng)輥4；連桿5；氣缸6；主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7；浮動(dòng)輥輥芯8；從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9；機(jī)架10；支座11；限位擋板12；限位件13；銷孔14。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1、圖2所示，一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)，包括機(jī)架10、第一導(dǎo)向輥1、第二導(dǎo)向輥2、主動(dòng)浮動(dòng)輥3、從動(dòng)浮動(dòng)輥4、連桿5和氣缸6。主動(dòng)浮動(dòng)輥3和從動(dòng)浮動(dòng)輥4設(shè)置在第一導(dǎo)向輥1和第二導(dǎo)向輥2之間，材料繞過(guò)第一導(dǎo)向輥1、第二導(dǎo)向輥2、主動(dòng)浮動(dòng)輥3和從動(dòng)浮動(dòng)輥4并張緊。

主動(dòng)浮動(dòng)輥3的兩端分別連接有主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7，主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7呈l形。主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7的a端與主動(dòng)浮動(dòng)輥3固定連接，主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7的b端與氣缸6連接，氣缸6活塞桿垂直升降。主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7的c端固定連接在浮動(dòng)輥輥芯8上，浮動(dòng)輥輥芯8的軸線為第一轉(zhuǎn)軸，主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。浮動(dòng)輥輥芯8的兩端通過(guò)軸承與機(jī)架10轉(zhuǎn)動(dòng)連接，主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7的d端與連桿5的一端鉸接。浮動(dòng)輥輥芯8上設(shè)有限位擋板12，機(jī)架10上設(shè)有相對(duì)應(yīng)的限位件13。

從動(dòng)浮動(dòng)輥4的兩端分別連接有從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9，從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9呈l形。從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9的a^端與從動(dòng)浮動(dòng)輥4固定連接，從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9的c^端通過(guò)軸承與支座11轉(zhuǎn)動(dòng)連接，支座11的軸線為第二轉(zhuǎn)軸，從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。支座11固定設(shè)置在機(jī)架10上，從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9的d^端與連桿5的另一端鉸接。

主動(dòng)浮動(dòng)輥3和從動(dòng)浮動(dòng)輥4質(zhì)量相等。主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7和從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9的形狀、尺寸、質(zhì)量均相同，且ac段長(zhǎng)度與a^c^段長(zhǎng)度相等，cd段長(zhǎng)度與c^d^段長(zhǎng)度相等。當(dāng)主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7的ac段水平、從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂9的a^c^段水平時(shí)，氣缸6處于平衡位置。

主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7上沿ac方向設(shè)有若干銷孔14，氣缸6的活塞桿通過(guò)銷軸連接到主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂7上的銷孔14。

氣缸6通過(guò)電機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)馬達(dá)連接控制器，氣缸6上固定安裝有直線電位器。當(dāng)材料的松緊發(fā)生變化時(shí)，保持恒定氣壓的氣缸6就相對(duì)于平衡位置伸出或縮回，裝在氣缸6上的直線電位器就會(huì)檢測(cè)到氣缸6位置的變換，通過(guò)電壓變化的信號(hào)反饋給可編程邏輯控制器plc，可編程邏輯控制器plc再通過(guò)可編程邏輯器件pid調(diào)節(jié)電機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速使得氣缸6回到平衡位置。氣缸6如果伸出高于平衡位置則降低轉(zhuǎn)速；氣缸6如果縮回低于平衡位置則加快轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明還提供一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制方法，包括以下步驟：當(dāng)材料的松緊發(fā)生變化時(shí)，保持恒定氣壓的氣缸就伸出或縮回，安裝在氣缸上的直線電位器就會(huì)檢測(cè)到氣缸位置的變換，通過(guò)電壓變化的信號(hào)反饋給控制器，控制器再調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)以及閉環(huán)控制方法，包括主動(dòng)浮動(dòng)輥、從動(dòng)浮動(dòng)輥、氣缸和連桿，主動(dòng)浮動(dòng)輥連接有主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂，主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂繞第一轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，氣缸驅(qū)動(dòng)主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂擺動(dòng)，從動(dòng)浮動(dòng)輥連接有從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂，從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂繞第二轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)，連桿的兩端分別與主動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂和從動(dòng)浮動(dòng)輥擺臂鉸接，氣缸通過(guò)電機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)馬達(dá)連接控制器，氣缸上固定安裝有直線電位器。材料松緊發(fā)生變化時(shí)，氣缸伸出或縮回，氣缸上的直線電位器檢測(cè)到氣缸位置的變換，電壓變化信號(hào)反饋給控制器，控制器調(diào)節(jié)電機(jī)馬達(dá)轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。本發(fā)明提供一種響應(yīng)性好，張力控制精度高，靜、動(dòng)態(tài)平衡性好的分切機(jī)放卷雙浮動(dòng)輥機(jī)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：許炯

受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江華創(chuàng)機(jī)電科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2018.03.29

技術(shù)公布日：2018.08.21