專利名稱：一種玻纖壁布大卷裝表面收卷機的控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種收巻機控制裝置，具體地說，涉及一種玻纖壁布表面收巻機的 控制裝置。
背景技術：
在紙、布等可進行巻取的可巻材料的生產線中，把生產出來的可巻材料巻繞在收 巻棍上成為一個巻筒的輔助設備稱為收巻機。收巻機的形式有多種，按照巻取的原理一 般分為表面收巻機和中心收巻機。中心收巻機的收巻棍直接由電機帶動而巻取可巻材 料，這種巻取方式不僅對于機械的磨損比較嚴重，而且因自重下垂導致收巻后的巻筒內 松外緊。表面收巻機的收巻棍放置在由電動機帶動的按照同一方向轉動的一對引導輥 (若可巻材料為織物，則稱引導輥為導布輥)上，利用引導輥與可巻取材料的表面摩擦 來實現對收巻棍的驅動而實現收巻。這種由張力控制收巻的裝置結構簡單，能使收巻緊 密，克服中心收巻的缺陷，減少對機械的磨損，因而被廣泛應用。但是，在收巻中還不 能使實際工作張力與給定張力始終保持一致，也就是說，由于收巻的巻徑是由小到大變 化的，在巻徑變大的過程中，由于摩擦系數不變，重量的增加會導致摩擦力變大，通常 會使壁布有被收緊的趨勢。但因玻纖壁布摩擦系數較小，這種變化不是很明顯，但仍給 收巻的均勻性帶來不利的影響。
中國專利文獻CN 2644014Y公丌了《一種復合涂布機的收巻裝置》(申請?zhí)?03237813. 0)，它用光電檢測器將檢測到的待收紙巻的直徑變化信號后反饋給可編程控 制器，根據力矩要求，雙電機同軸驅動進行材料收巻。這種收巻裝置雖然能實現表面收 巻，但是結構復雜，不能保證實際工作張力與所需最佳張力始終保持一致，而且不適用 于表面光滑摩擦系數小的玻纖壁布的收巻。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、收巻均勻性較好的適用于大巻裝方式巻 取玻纖壁布的表面收巻機的控制裝置。
本實用新型的原理是與巻徑變大摩擦力也變大相對應，在收巻機上增加一個由中心輥為轉動中心的擺動輥，由擺動輥壓住壁布而達到增加壁^T張力、減少摩擦系數的 作用，同時因為擺動輥在壁布張力影響下發(fā)生位置變化，從而能檢測到擺動輥的擺動距 離或中心輥的轉動角度(或由中心輥的轉動帶動其它構件擺動而產生一個擺動距離)， 由可編程控制器根據該距離或角度的大小，而輸出控制信號給變頻器，由變頻器控制收 巻電機的轉速，擺動距離大則轉速較慢，擺動距離小則轉速較快，以保證收巻的均勻性。
根據上述原理，實現本實用新型目的采用的技術方案是 一種玻纖壁布大巻裝表面 收巻機的控制裝置，具有執(zhí)行系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)包括收巻電機、同歩帶、收巻棍和兩根導 布輥。兩根導布輥為第一導布輥和第二導布輥，兩根導布輥平行設置在同一個水平面上， 并通過各自的軸承轉動連接在相應的軸承座上，各軸承座固定在左墻板和右墻板中的相 應一塊墻板上。收巻電機由其電機座固定在左墻板上，收巻電機的電機軸上同定有主動 同歩帶輪，第一導布輥上固定有從動同歩帶輪；同歩帶設置在主動同歩帶輪與從動同歩 帶輪之間。收巻棍位于兩根導布輥的上方，使用中導布輥轉動時可帶動與其表面接觸摩 擦的中間有收巻棍的壁布巻旋轉。還具有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括可編程控制器、變頻 器和模數及數模轉換器。可編程控制器的輸出端的電機控制信號端口接變頻器的控制端 的相應的端口。變頻器的電源輸出端連接收巻電機的電源端?？刂葡到y(tǒng)還包括擺動機構 和距離檢測傳感器。擺動機構包括擺動輥、左右支架和中心輥。擺動輥位于導布輥下方， 中心輥位于擺動輥下方，壁布與擺動輥相接觸、且從兩根導布輥之間經過后成為巻繞到 收巻棍上的壁布巻。中心輥通過兩端的端面軸承與墻板轉動連接。左支架的下端與中心 輥的左端同定連接，右支架的下端與中心輥的右端固定連接，左支架的上端固定有端面 軸承，右支架的上端也固定有端面軸承，擺動輥的左右兩端通過相應的端面軸承與左右 支架轉動連接。距離檢測傳感器的感應片安裝在擺動機構的中心輥上，且可隨著中心輥 的轉動而擺動，距離檢測傳感器的探頭固定在右墻板上、且其探測面對準感應片。模數 及數模轉換器的模數轉換部分串連在距離檢測傳感器的距離信號端口與可編程控制器 的距離信號端口之間。模數及數模轉換器的數模轉換部分串連在可編程控制器的輸出端 的變頻控制信號端口與變頻器的變頻設定信號輸入端之間。
所述控制系統(tǒng)的擺動機構還包括一個壓簧和壓簧桿，壓簧桿的下端與中心輥固定連 接，壓簧的一端與壓簧桿的上端固定連接，壓簧的另一端固定連接在右墻板上。
所述距離檢測傳感器為線性接近丌關。
所述控制系統(tǒng)還包括一個手動和自動功能轉換開關，該轉換開關的一端為電源端， 另一端與可編程控制器的轉換信號輸入端Hi連接。
所述控制系統(tǒng)還包括一個人機控制裝置，該人機控制裝置的一端為電源端，另一端 由其通訊端口與可編程控制器的通訊端口雙向電連接。本實用新型能帶來以下有益的技術效果(l)本實用新型由可編程控制器集中控制， 根據擺動輥或與其相關的構件運動，由相應的傳感器檢測后將有關信號輸送至可編程控 制器，再由可編程控制器根據該信號設置對應的變頻控制信號的大小，該控制信號經過 模數及數模轉換器進行數模轉換后輸至變頻器的變頻設定信號端口，從而可以改變收巻 電機的轉速，因轉速的不同而使摩擦力不同進而使張力得到調整，實現了收巻機可進行 均勻收巻的目的。(2)本實用新型采用擺動輥圍繞中心輥擺動的方式將擺動輥壓在壁布 上，不僅可以通過擺動輥的轉動來確定擺動距離(該擺動距離與張力相關)，而且可以 抵消一部分摩擦力，這樣也對均勻收巻帶來較好的效果。(3)設置壓簧和壓簧桿可以通 過中心輥對擺動輥保持一定的彈力，而可以增加擺動輥對壁布的壓力，以利于收巻棍的 均勻收巻。(4)本實用新型可以進行手動操作和自動操作的轉換，可應付相應的要求。 人機控制裝置的設置可以使本裝置在使用時進行人機對話，可對工作狀態(tài)進行顯示與監(jiān) 控等。(5)本實用新型設計精妙，所用軟件和硬件都是通用的，將傳統(tǒng)機械傳動收巻改 造成本實用新型進行收巻，非常簡便而且造價低，可編程控制器的控制使收巻性能穩(wěn)定 可靠高效。
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型玻纖壁布大巻裝表面收巻機控制裝 置進一歩詳細的說明。


圖1為本實用新型一種結構示意圖。
圖2為
圖1的左視示意圖。圖3為本實用新型的一種電路框圖。 圖4為與圖3所示的電路框圖相對應的一種電原理圖。
具體實施方式
(實施例1)
見
圖1至圖4，在本實施例中，玻纖壁布大巻裝表面收巻機的控制裝置由控制系統(tǒng) 和執(zhí)行系統(tǒng)組成。
見
圖1及圖2，執(zhí)行系統(tǒng)包括收巻電機21、同歩帶223、收巻棍27和兩根導布輥 25、 26。
收巻機與織機電器聯動，當織機啟動時收巻電機21也啟動，從而使織布與收巻同 時進行，提高工作效率。兩根導布輥為第一導布輥25和第二導布輥26， 二者之間由皮帶連接以保證同步。兩根導布輥25、 26平行設置在同'個水平面上，并通過各自的軸 承轉動連接在相應的軸承座13上，各軸承座13固定在左墻板和右墻板中的相應一塊墻 板上。收巻電機21由其電機座固定在左墻板上，收巻電機21的電機軸上固定有主動同 步帶輪22,第一導布輥25上固定有從動同步帶輪24;同步帶23設置在主動同歩帶輪 22與從動同步帶輪24之間。收巻棍27位于兩根導布輥25、 26的上方，使用中導布輥 25、 26轉動時可帶動與其表面接觸摩擦的中間有收巻棍27的壁布巻旋轉。隨著巻徑的 增大，收巻棍27的中心垂直上升。隨著收巻棍27質量不斷增大，收巻棍27與導布輥 25、 26之間的摩擦力并未不斷增大，也未產生布越巻越緊的情況，這是因為本實施例的 控制裝置還包括可以使壁布的張力基本恒定的控制系統(tǒng)。
見
圖1至圖4，控制系統(tǒng)包括擺動機構4、可編程控制器51、人機控制裝置52、變 頻器53、距離檢測傳感器54和模數及數模轉換器56。該控制系統(tǒng)采用閉環(huán)矢量控制方 式進行控制。
擺動機構4包括擺動輥41、左右支架42-1、 42-2和中心輥43。擺動輥41位于導 布輥25、 26下方，中心輥43位于擺動輥41下方，壁布3與擺動輥41相接觸、從兩根 導布輥25、 25之間經過后成為巻繞到收巻棍27上的壁布巻。中心輥43通過端面軸承 與墻板轉動連接。左支架42-1的下端與中心輥43的左端固定連接，右支架42-2的下 端與中心輥43的右端固定連接，左支架42-1的上端固定有端面軸承，右支架42-2的 上端也固定有端面軸承，擺動輥41通過相應的端面軸承與左右支架42-l、 42-2轉動連 接。 ，
人機控制裝置52與可編程控制器51雙向電連接?？删幊炭刂破?1的輸出端的電 機控制信號端口接變頻器53的控制端的相應的端口 ?？删幊炭刂破?1的距離信號端口 為數字端口。模數及數模轉換器56的模數轉換部分串連在距離檢測傳感器54的距離信 號端口與可編程控制器51的距離信號端口之間，用于距離檢測傳感器54采集的距離信 號轉換成可編程控制器51能識別的數字信號。模數及數模轉換器56的數模轉換部分串 連在可編程控制器51的輸出端的變頻控制信號端口與變頻器53的變頻設定信號輸入端 之間。變頻器53的電源輸出端連接收巻電機2的電源端。距離檢測傳感器54的感應片 54-1安裝在擺動機構的中心輥43上，距離檢測傳感器54的探頭54-2固定在右墻板上。
采用上述結構，先將從織機出來后的壁布3經過擺動輥41巻繞在收巻棍27上而形 成壁布巻。當收巻電機21啟動時，收巻電機21通過同歩帶23帶動導布輥25、 26旋轉， 導布輥25、 26與收巻棍27上的壁布巻表面接觸產生摩擦帶動巻繞有壁布的收巻棍27旋轉，導布輥25、 26同步逆時針旋轉，收巻棍27順時針收巻壁布3，壁布3的運行方 向如圖2中的箭頭所示。壁布3在收巻過程中的張力使擺動輥41上下擺動(張力增加 時向上擺動，張力減小時向下擺動)，擺動輥41上下擺動帶動左右支架42-l、 42-2以 中心輥為中心而轉動，從而使中心輥43跟隨一同轉動。隨著中心輥43的轉動，而使固 定在中心輥43上的距離檢測傳感器54的感應片54-1相對丁中心輥轉動，同時感應片 54-1相對于距離檢測傳感器54的探頭54-2的距離發(fā)生變化，距離檢測傳感器54則將 檢測到的距離信號不斷通過模數及數模轉換器56的模數轉換部分輸送給可編程控制器 51。
可編程控制器51中設置有探頭至感應片之間的距離與控制電機轉速的控制電壓信 號的關系，該對應關系的程序可以通過人機控制裝置52輸入給可編程控制器51。當可 編程控制器51接收到相應的距離信號后，根據對應關系計算出相對應的控制電壓數值， 可編程控制器51由其輸出端的變頻控制信號端口輸出電壓信號給模數及數模轉換器56 的數模轉換部分，經過數模轉換后，輸至變頻器53的變頻設定信號輸入端，再由變頻 器53的電源輸出端輸出特定頻率的電流至收巻電機21，使收巻電機21的轉速發(fā)生變化。 其中屯機轉速減小時，可以使相應的摩擦力減小，進而使壁布的張力減小電機轉速增 加時，可以使相應的摩擦力增加，進而使壁布的張力增加，隨著電機轉速的變化，又使 張力向相反方向變化，之后電機的轉速又發(fā)生相對應的變化，從而滿足保持張力基本一 致的要求。
距離檢測傳感器54的信號端口接模數及數模轉換器56的IN、 C0M端口，用于將距 離信號輸至模數及數模轉換器56。模數及數模轉換器56的OUT和另一個COM端口分別 接變頻器53的AVI和GND端口 ，用于頻率設定電壓的輸入，即由變頻器94按照外部的 輸入的電壓數值來設定頻率，所輸入的電壓值為0-IOV，模擬輸入電壓4變頻器53輸出 電源的頻率成線性關系，模擬量為A (0-10V)，輸出電源頻率為F (0-50Hz)，則F二50 X (A + 10)。比如，要輸入給變頻器53的電壓值為8V，則對應的頻率值為40Hz，可編 程控制器51把40Hz這個數字暈對應電壓8V所對應的數字量傳給模數及數模轉換器56， 模數及數模轉換器56就給變頻器53提供一個高精度、高分辨率的8V的電壓。每次從 可編程控制器51輸出經模數及數模轉換器56轉換后輸至變頻器53的AVI端口的電壓 值是從10V至0V之間的一個確定的數值，電壓值高，變頻器53輸出電流的頻率也高， 電機的轉速也快，當輸出電壓為0V時則電機停止轉動。
擺動輥41的上下移動范圍為20cra，擺動輥41上下位置發(fā)生變化吋，模數及數模轉 換器56的OUT端能夠提供0-10V直流的電壓信號作為控制電壓信號。當擺動輥41壓下 最低時，模數及數模轉換器56的OUT端輸出10V直流電壓給變頻器53;當擺動輥41抬至最高時，模數及數模轉換器56的OUT端輸出電壓0V直流提供給變頻器53。在調試 過程中，取擺動輥4的中心位置作為標準位置(圖2所示位置)，此時的模數及數模轉 換器56的OUT端輸出電壓5V直流提供給變頻器53。
電源模塊55為將交流電轉換為直流電源的電源模塊，其交流端的火線端口通過串 連的開關510-1與火線L相連，其交流端的零線端口與零線N相連；電源模塊55的直 流電源輸出端分別與人機控制裝置52的電源端、可編程控制器51的電源端以及距離檢 測傳感器54的電源端相連，為它們提供24V直流電源。模數及數模轉換器56由可編程 控制器51提供電源。
可編程控制器51的14個引腳的連接如下引腳L通過開關510-2與火線L相連。 引腳N與零線N相連。COM腳是公共端口，與電源模塊55的0V電源端相連。引腳X0 至X6為可編程控制器51的輸入端的各個端U。引腳X0和XI為控制模式信號端口，分 別與手動/自動轉換開關57的相應一個接線端相連。引腳X2和X3為收放巻信號端口， 引腳X2與收巻手動控制開關58-1相連；引腳X3與放巻手動控制開關58-2相連。引腳 X4、 X5、 X6為尋緯聯動信號端口，用于輸入織機狀態(tài)信號給可編程控制器51;引腳X4 與正倒開關59-1相連；引腳X35與反倒開關59-2相連；引腳X6與慢車開關59-3相連。 引腳COM0以及Y0至Y2為可編程控制器51的輸出端的各個端口。弓l腳Y0、 Yl和Y2為 電機控制信號端門，而引腳CCM)為引腳YO、 Y1和Y2的公共端，引腳C0M0、 Y0、 Yl和 Y2分別連變頻器94的DCM、 M3、 M2、 Ml端，用于傳輸電機控制指令。
手動Z自動轉換開關57的電源端、手動控制開關58-1和58-2的另一端、iH倒開關 59-1、反倒開關59-2和慢車開關59-3的另一端均與電源模塊55的+24V電源端相連。 變頻器53的R端口通過開關510-3連接火線L，變頻器53的S端口連零線N，變頻器 53的L'、 V、 W端口接收巻電機2的電源端的相應端口。
(實施例2)
見
圖1和圖2，本實施例其余與實施例1相同，不同之處在于控制系統(tǒng)的擺動機 構4還包括一個壓簧44和壓簧桿45。壓簧桿45的下端與中心輥43固定連接，壓簧44-的一端與壓簧桿45的上端固定連接，壓簧44的另一端固定連接在右墻板12上。采用 這樣的結構能增加擺動輥41對壁布3的壓力，使擺動機構4的擺動較為穩(wěn)定，也有利 于對于壁布的均勻收巻。
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權利要求1、一種玻纖壁布大卷裝表面收卷機的控制裝置，具有執(zhí)行系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)包括收卷電機(21)、同步帶(23)、收卷棍(27)和兩根導布輥(25、26)；兩根導布輥為第一導布輥(25)和第二導布輥(26)；兩根導布輥平行設置在同一個水平面上，并通過各自的軸承轉動連接在相應的軸承座(13)上，各軸承座(13)固定在左墻板(11)和右墻板(12)中的相應一塊墻板上；收卷電機(21)由其電機座固定在左墻板(11)上，收卷電機(21)的電機軸上固定有主動同步帶輪(22)，第一導布輥(25)上固定有從動同步帶輪(24)；同步帶(23)設置在主動同步帶輪(22)與從動同步帶輪(24)之間；收卷棍(27)位于兩根導布輥(25、26)的上方，使用中導布輥(25、26)轉動時可帶動與其表面接觸摩擦的中間有收卷棍(27)的壁布卷旋轉；其特征在于還具有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括可編程控制器(51)、變頻器(53)和模數及數模轉換器(56)；可編程控制器(51)的輸出端的電機控制信號端口接變頻器(53)的控制端的相應的端口；變頻器(53)的電源輸出端連接收卷電機(21)的電源端；控制系統(tǒng)還包括擺動機構(4)和距離檢測傳感器(54)；擺動機構(4)包括擺動輥(41)、左右支架(42-1、42-2)和中心輥(43)；擺動輥(41)位于導布輥(25、26)下方，中心輥(43)位于擺動輥(41)下方；壁布(3)與擺動輥(41)相接觸、且從兩根導布輥(25、26)之間經過后卷繞到收卷棍(3)上而成為壁布卷；中心輥(43)通過兩端的端面軸承與左墻板(11)和右墻板(12)轉動連接；左支架(42-1)的下端與中心輥(43)的左端固定連接，右支架(42-2)的下端與中心輥(43)的右端固定連接，左支架(42-1)的上端固定有端面軸承，右支架(42-2)的上端也固定有端面軸承，擺動輥(41)的左右兩端通過相應的端面軸承與左右支架(42-1、42-2)轉動連接；距離檢測傳感器(54)的感應片(54-1)安裝在擺動機構(4)的中心輥(43)上且可隨著中心輥(43)的轉動而擺動，距離檢測傳感器(54)的探頭(54-2)固定在右墻板(12)上、且其探測面對準感應片(54-1)；模數及數模轉換器(56)的模數轉換部分串連在距離檢測傳感器(54)的距離信號端口與可編程控制器(51)的距離信號端口之間；模數及數模轉換器(56)的數模轉換部分串連在可編程控制器(51)的輸出端的變頻控制信號端口與變頻器(53)的變頻設定信號輸入端之間。
2、 根據權利要求1所述的玻纖壁布大巻裝表面收巻機的控制裝置，其特征在于 所述控制系統(tǒng)的擺動機構(4)還包括一個壓簧(44)和壓簧桿(45)，壓簧桿(45)的 下端與中心輥(43)固定連接，壓簧(44)的一端與壓簧桿(45)的上端固定連接，壓簧(44)的另一端固定連接在右墻板(12>上。
3、 根據權利要求1或2所述的玻纖壁布大巻裝表面收巻機的控制裝置，其特征在 于距離檢測傳感器(54)為線性接近開關。
4、 根據權利要求3所述的玻纖壁布大巻裝表面收巻機的控制裝置，其特征在于 所述控制系統(tǒng)還包括一個手動和自動功能轉換開關(57)，該轉換丌關(57)的一端為 電源端，另一端與可編程控制器(51)的轉換信號輸入端電連接。
5、 根據權利要求3所述的玻纖壁布大巻裝表面收巻機的控制裝置，其特征在于 所述控制系統(tǒng)還包括一個人機控制裝置(52)，該人機控制裝置(52)的一端為電源端， 另一端由其通訊端口與可編程控制器(51)的通訊端口雙向電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種玻纖壁布大卷裝表面收卷機的控制裝置，由控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)組成，控制系統(tǒng)包括可編程控制器、變頻器、收卷電機、擺動輥、左右支架、中心輥、距離檢測傳感器，執(zhí)行系統(tǒng)包括收卷電機、同步帶、收卷棍和兩根導布輥。距離檢測傳感器的感應片安裝在中心輥上，壁布在收卷過程中形成的張力改變擺動輥的位置，擺動輥帶動感應片擺動，距離檢測傳感器檢測到感應片與距離檢測傳感器的探頭的距離通過模數及數模轉換器轉換后輸至可編程控制器，再由可編程控制器運算后輸出調整后的用于控制收卷電機的控制信號，而通過改變收卷電機的轉速來實現控制收卷張力的目的。本裝置能保證收卷張力基本保持一致，而且收卷均勻、成本較低。
文檔編號B65H23/195GK201313762SQ200820039318
公開日2009年9月23日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權日2008年9月5日
發(fā)明者吳風波 申請人:常州華碧寶特種新材料有限公司