專利名稱：一種小型金屬窄帶盤線機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型金屬窄帶盤線機(jī)，屬于金屬條材盤繞設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬帶材，如銅帶或鋁帶，在各種加工和運(yùn)輸過(guò)程中，經(jīng)常需要繞制成盤狀。一般用圓筒形的線盤將金屬扁帶材沿一定方向順序逐層纏繞。在纏繞窄帶時(shí)，須用力均勻，且匝與匝之間間隙要合適，否則會(huì)出現(xiàn)上下層間不平整、同一層面凸凹不平，呈現(xiàn)紡錘形、啞鈴形、錐形或不規(guī)則形狀，特別在調(diào)頭處容易出現(xiàn)疊帶和壓帶現(xiàn)象，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于較薄以及較窄的金屬帶材，盤繞過(guò)程要求更高，一方面外觀要平整、松緊適度，一方面繞線速度要快。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種小型金屬窄帶盤線機(jī)，利用力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞線盤旋轉(zhuǎn)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軸向橫移，實(shí)現(xiàn)金屬窄帶材的盤狀高速平整繞制。本發(fā)明的技術(shù)方案是小型金屬窄帶盤線機(jī)，由放線機(jī)構(gòu)、收線機(jī)構(gòu)、張力平衡機(jī)構(gòu)、繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座17、控制器組成，張力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)于底座中部，放線機(jī)構(gòu)和收線機(jī)構(gòu)分別在底座兩邊；放線機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上的放線傳動(dòng)輪5 ； 收線機(jī)構(gòu)包括繞線盤1、導(dǎo)向輪3、收線傳動(dòng)輪4、力矩電機(jī)12，繞線盤1裝于力矩電機(jī)12旋轉(zhuǎn)軸11的一端上，導(dǎo)向輪3和收線傳動(dòng)輪4通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上；張力平衡機(jī)構(gòu)包括張力傳感器7、平衡桿8、平衡錘9、張力輪10，張力傳感器7通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上，平衡桿8 一端鉸接張力輪10、另一端固定在張力傳感器7上，平衡錘9掛于平衡桿8上，張力輪10位于收線傳動(dòng)輪4與放線傳動(dòng)輪5中間下部位置并向下拉緊金屬窄帶 2 ；繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)機(jī)架15、步進(jìn)電機(jī)16、螺桿18和側(cè)擋23，移動(dòng)機(jī)架15置于底座17上，螺桿18與移動(dòng)機(jī)架15前、后壁中間位置螺紋連接(通過(guò)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)架的前后運(yùn)動(dòng))，螺桿18端頭接步進(jìn)電機(jī)16輸出軸，側(cè)擋23設(shè)于移動(dòng)機(jī)架15兩側(cè)(限定移動(dòng)機(jī)架的運(yùn)動(dòng)軌跡);力矩電機(jī)12固定在移動(dòng)機(jī)架15上，移動(dòng)機(jī)架15和繞線盤1位于導(dǎo)向輪3外側(cè)。通過(guò)調(diào)節(jié)平衡錘9的重量，可以調(diào)整張力輪10下拉金屬窄帶2的拉力，從而調(diào)整金屬窄帶2所受的張力；通過(guò)與控制器連接的張力傳感器7，可對(duì)金屬窄帶2所受的張力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而通過(guò)調(diào)節(jié)平衡錘9的重量，實(shí)時(shí)調(diào)整金屬窄帶2的張力，實(shí)現(xiàn)恒張力繞線。所述力矩電機(jī)12旋轉(zhuǎn)軸11的另一端上裝有旋轉(zhuǎn)碼盤13，移動(dòng)機(jī)架15上與旋轉(zhuǎn)碼盤13對(duì)應(yīng)位置處裝有紅外光偶器I 14，旋轉(zhuǎn)碼盤13為沿圓周均勻設(shè)有若干徑向條形孔M 的圓盤結(jié)構(gòu)，紅外光偶器I 14與控制器連接。帶條形孔的旋轉(zhuǎn)碼盤13由力矩電機(jī)12帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)和遮擋紅外光偶器I 14發(fā)出的紅外光，測(cè)出脈沖數(shù)，將信號(hào)傳入控制器計(jì)算出轉(zhuǎn)速，再通過(guò)控制器調(diào)整力矩電機(jī)12和繞線盤1的轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)碼盤13上徑向條形孔M的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要具體確定。所述移動(dòng)機(jī)架15的一側(cè)裝有限位擋光板19，移動(dòng)機(jī)架15旁的底座17上與限位擋光板19移動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)位置安裝有前、后兩個(gè)紅外光偶器II 20，紅外光偶器II 20與控制器連接。移動(dòng)機(jī)架15的移動(dòng)，可帶動(dòng)一側(cè)的限位擋光板19，擋住或移開(kāi)紅外光偶器II 20發(fā)出的紅外光，由紅外光偶器II 20將信號(hào)反饋到控制器，從而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)16和移動(dòng)機(jī)架15的動(dòng)作。所述紅外光偶器II 20通過(guò)滑板支架和調(diào)節(jié)螺釘21固定在底座17上，調(diào)節(jié)螺釘21 與紅外光偶器II 20和滑板支架螺紋連接。兩只光偶器II 20可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘21調(diào)節(jié)左右位置，由限位擋光板19將信號(hào)反饋到控制器，調(diào)整機(jī)架的往返移動(dòng)位置，使移動(dòng)機(jī)架15移動(dòng)的行程等于繞線盤1的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)繞線過(guò)程的調(diào)頭和逐匝逐層自動(dòng)盤繞。所述紅外光偶器I 14和紅外光偶器II 20均呈U形，中間可通過(guò)旋轉(zhuǎn)碼盤13或擋光板19。繞線盤1套入力矩電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸11端頭上，并用緊固輪或螺母22擰緊固定。本金屬窄帶盤線機(jī)的力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、張力測(cè)量機(jī)構(gòu)、紅外光偶器均為普通市售產(chǎn)品，控制器為包括普通電機(jī)調(diào)速電路、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理器和顯示器的普通信號(hào)處理與控制裝置。本發(fā)明工作時(shí)，來(lái)自自放線輥6的金屬窄帶2通過(guò)放線傳動(dòng)輪5，繞過(guò)張力輪10， 再經(jīng)收線傳動(dòng)輪4，由導(dǎo)向輪3進(jìn)入繞線盤1。繞線盤1由力矩電機(jī)12驅(qū)動(dòng)同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)靠步進(jìn)電機(jī)16通過(guò)螺桿18實(shí)現(xiàn)橫向往返平移，力矩電機(jī)12和步進(jìn)電機(jī)16均受控制器控制。操作人員在控制器面板上通過(guò)按鈕輸入帶寬值，繞線盤1旋轉(zhuǎn)一圈，即帶材繞過(guò)一匝， 就橫向移動(dòng)帶寬值的位移，達(dá)到一匝緊挨一匝，而且邊繞邊移。當(dāng)一層繞滿時(shí)，紅外光偶器 20測(cè)量到限位信號(hào)，通過(guò)控制器使步進(jìn)電機(jī)16反向轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線盤1反向移動(dòng)，盤繞上面一層。如此往返運(yùn)行直至繞滿整盤。與力矩電機(jī)12同軸的旋轉(zhuǎn)碼盤13將轉(zhuǎn)速信號(hào)送入控制器，且張力輪10經(jīng)張力傳感器7將帶材2的張力信號(hào)也送入控制器，根據(jù)張力大小控制力矩電機(jī)12輸出不同轉(zhuǎn)速，以達(dá)到恒張力盤繞。金屬帶材的張力控制著繞線盤1的轉(zhuǎn)速，而繞線盤1的轉(zhuǎn)速控制著其橫向移動(dòng)的速度，金屬窄帶盤繞過(guò)程可邊繞邊移，從而可實(shí)現(xiàn)逐匝、逐層、均勻盤繞。使用紅外光偶器來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速和定位，可消除環(huán)境光線的干擾。張力的給定，由操作人員調(diào)節(jié)張力測(cè)量機(jī)構(gòu)的平衡錘來(lái)實(shí)現(xiàn)，繞線盤的往返也可手動(dòng)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可實(shí)現(xiàn)恒張力繞線，盤繞過(guò)程可自動(dòng)調(diào)頭和逐匝、逐層盤繞，具有繞線均勻、盤繞質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明正視示意圖2是本發(fā)明繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)視示意圖； 圖3是本發(fā)明繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)正視示意圖； 圖4是本發(fā)明旋轉(zhuǎn)碼盤正視示意圖； 圖5是本發(fā)明盤繞過(guò)程原理圖； 圖6是本發(fā)明控制原理框圖。圖中1-繞線盤，2-金屬窄帶，3-導(dǎo)向輪，4-收線傳動(dòng)輪，5-放線傳動(dòng)輪，6-放線棍，7-張力傳感器，8-平衡桿，9-平衡錘，10-張力輪，11-力矩電機(jī)軸，12-力矩電機(jī)，13-旋轉(zhuǎn)碼盤，14-紅外光偶器I，15-移動(dòng)機(jī)架，16-步進(jìn)電機(jī)，17-底座，18-螺桿，19-限位擋光板，20-紅外光偶器II，21-調(diào)節(jié)螺釘，22-緊固輪或螺母，23-側(cè)擋。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所述內(nèi)容。實(shí)施例1 如圖1-4所示，本小型金屬窄帶盤線機(jī)由放線機(jī)構(gòu)、收線機(jī)構(gòu)、張力平衡機(jī)構(gòu)、繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座17、控制器組成，張力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)于底座中部，放線機(jī)構(gòu)和收線機(jī)構(gòu)分別在底座兩邊；放線機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上的放線傳動(dòng)輪 5 ；收線機(jī)構(gòu)包括繞線盤1、導(dǎo)向輪3、收線傳動(dòng)輪4、力矩電機(jī)12組成，繞線盤1裝于力矩電機(jī)12旋轉(zhuǎn)軸11的一端上，導(dǎo)向輪3和收線傳動(dòng)輪4通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上；張力平衡機(jī)構(gòu)包括張力傳感器7、平衡桿8、平衡錘9、張力輪10，張力傳感器7通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座17上，平衡桿8 一端鉸接張力輪10、另一端固定在張力傳感器7上，平衡錘9 掛于平衡桿8上，張力輪10位于收線傳動(dòng)輪4與放線傳動(dòng)輪5中間下部位置并向下拉緊金屬窄帶2 ；繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)機(jī)架15、步進(jìn)電機(jī)16、螺桿18和側(cè)擋23，移動(dòng)機(jī)架15 置于底座17上，螺桿18與移動(dòng)機(jī)架15前、后壁中間位置螺紋連接，螺桿18端頭接步進(jìn)電機(jī)16輸出軸，側(cè)擋23設(shè)于移動(dòng)機(jī)架15兩側(cè)；力矩電機(jī)12固定在移動(dòng)機(jī)架15上，移動(dòng)機(jī)架 15和繞線盤1位于導(dǎo)向輪3外側(cè)。通過(guò)調(diào)節(jié)平衡錘9的重量，調(diào)整張力輪10下拉金屬窄帶 2的拉力，從而調(diào)整金屬窄帶2所受的張力；通過(guò)與控制器連接的張力傳感器7，對(duì)金屬窄帶 2所受的張力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；通過(guò)調(diào)節(jié)平衡錘9的重量，實(shí)時(shí)調(diào)整金屬窄帶2的張力。本金屬窄帶盤線機(jī)中，力矩電機(jī)12旋轉(zhuǎn)軸11的另一端上裝有旋轉(zhuǎn)碼盤13，移動(dòng)機(jī)架15上與旋轉(zhuǎn)碼盤13對(duì)應(yīng)位置處裝有紅外光偶器14，旋轉(zhuǎn)碼盤13為沿圓周均勻設(shè)有M 個(gè)徑向條形孔M的圓盤結(jié)構(gòu)，紅外光偶器14與控制器連接；帶條形孔的旋轉(zhuǎn)碼盤13由力矩電機(jī)12帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)和遮擋紅外光偶器14發(fā)出的紅外光，測(cè)出脈沖數(shù)，將信號(hào)傳入控制器計(jì)算出轉(zhuǎn)速，再通過(guò)控制器調(diào)整力矩電機(jī)12和繞線盤1的轉(zhuǎn)速。移動(dòng)機(jī)架15的一側(cè)裝有限位擋光板19，移動(dòng)機(jī)架15旁的底座17上與限位擋光板19移動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)位置安裝有前、后兩個(gè)紅外光偶器II 20，紅外光偶器II 20與控制器連接；由紅外光偶器II 20將遮光信號(hào)反饋到控制器，從而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)16和移動(dòng)機(jī)架15的動(dòng)作。紅外光偶器II 20通過(guò)滑板支架和調(diào)節(jié)螺釘21固定在底座17上，調(diào)節(jié)螺釘21與紅外光偶器II 20和滑板支架螺紋連接；兩只光偶器II 20可通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘21調(diào)節(jié)左右位置，調(diào)整機(jī)架的往返移動(dòng)位置，使移動(dòng)機(jī)架15移動(dòng)的行程等于繞線盤1的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)繞線過(guò)程的調(diào)頭和逐匝逐層自動(dòng)盤繞。 繞線盤1套入力矩電機(jī)12的旋轉(zhuǎn)軸11端頭上，并用緊固輪22擰緊固定。紅外光偶器I 14 和紅外光偶器II 20均呈U形，中間可通過(guò)旋轉(zhuǎn)碼盤13或擋光板19。本金屬窄帶盤線機(jī)的力矩電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、張力測(cè)量機(jī)構(gòu)、紅外光偶器均采用普通市售產(chǎn)品，控制器為包括普通電機(jī)調(diào)速電路、信號(hào)與數(shù)據(jù)處理器和顯示器的普通信號(hào)處理與控制裝置。本金屬窄帶盤線機(jī)由放線輥6按固定速度放線，繞線盤1由力矩電機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)，張力輪10在窄帶拉力作用下帶動(dòng)平衡桿8上下擺動(dòng)，擺動(dòng)的角度通過(guò)張力傳感器7測(cè)出實(shí)時(shí)張力，張力信號(hào)進(jìn)控制器，平衡桿上掛平衡錘9。調(diào)節(jié)平衡錘在平衡桿上的位置可調(diào)節(jié)張力的給定值，使得張力合適時(shí)，平衡桿處于水平位置。盤線過(guò)程中，當(dāng)張力大于給定時(shí)，平衡桿向上擺動(dòng)，張力傳感器將信號(hào)傳給控制器，減小輸出電壓，使力矩電機(jī)降低轉(zhuǎn)速，反之，提高轉(zhuǎn)速。如圖6所示，本裝置通過(guò)電源向控制器接供電，操作人員通過(guò)面板輸入帶寬值作為給定，控制器接受張力傳感器、轉(zhuǎn)速測(cè)量光偶器和限位測(cè)量光偶器的信號(hào)，并據(jù)此控制力矩電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。實(shí)現(xiàn)盤繞帶材時(shí)，每繞過(guò)一匝，就平移一個(gè)位移，繞滿一層到端頭時(shí)自動(dòng)反向移動(dòng)，當(dāng)張力大于給定時(shí)，自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，張力小時(shí)自動(dòng)提高轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒張力盤繞。實(shí)施例2 如圖1-4所示，本小型金屬窄帶盤線機(jī)的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，旋轉(zhuǎn)碼盤13為沿圓周均勻設(shè)有12個(gè)徑向條形孔M的圓盤結(jié)構(gòu)。實(shí)施例3 如圖1-4所示，本小型金屬窄帶盤線機(jī)的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同，旋轉(zhuǎn)碼盤13為沿圓周均勻設(shè)有36個(gè)徑向條形孔M的圓盤結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種小型金屬窄帶盤線機(jī)，其特征是由放線機(jī)構(gòu)、收線機(jī)構(gòu)、張力平衡機(jī)構(gòu)、繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座(17)、控制器組成，張力平衡機(jī)構(gòu)設(shè)于底座中部，放線機(jī)構(gòu)和收線機(jī)構(gòu)分別在底座兩邊；放線機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座(17)上的放線傳動(dòng)輪(5)； 收線機(jī)構(gòu)包括繞線盤(1)、導(dǎo)向輪(3)、收線傳動(dòng)輪(4)、力矩電機(jī)(12)，繞線盤(1)裝于力矩電機(jī)(12 )旋轉(zhuǎn)軸(11)的一端上，導(dǎo)向輪(3 )和收線傳動(dòng)輪(4)通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座 (17)上；張力平衡機(jī)構(gòu)包括張力傳感器(7)、平衡桿(8)、平衡錘(9)、張力輪(10)，張力傳感器(7)通過(guò)轉(zhuǎn)軸和支架支承在底座(17)上，平衡桿(8) —端鉸接張力輪(10)、另一端固定在張力傳感器(7)上，平衡錘(9)掛于平衡桿(8)上，張力輪(10)位于收線傳動(dòng)輪(4)與放線傳動(dòng)輪(5)中間下部位置并向下拉緊金屬窄帶(2)；繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)機(jī)架(15)、步進(jìn)電機(jī)(16)、螺桿(18)和側(cè)擋(23),移動(dòng)機(jī)架(15)置于底座(17)上，螺桿(18)與移動(dòng)機(jī)架 (15)前、后壁中間位置螺紋連接，螺桿(18)端頭接步進(jìn)電機(jī)(16)輸出軸，側(cè)擋(23)設(shè)于移動(dòng)機(jī)架(15)兩側(cè)；力矩電機(jī)(12)固定在移動(dòng)機(jī)架(15)上，移動(dòng)機(jī)架(15)和繞線盤(1)位于導(dǎo)向輪(3)外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型金屬窄帶盤線機(jī)，其特征是力矩電機(jī)(12)旋轉(zhuǎn)軸(11) 的另一端上裝有旋轉(zhuǎn)碼盤(13)，移動(dòng)機(jī)架(15)上與旋轉(zhuǎn)碼盤(13)對(duì)應(yīng)位置處裝有紅外光偶器I (14)，旋轉(zhuǎn)碼盤(13)為沿圓周均勻設(shè)有徑向長(zhǎng)條孔(24)的圓盤結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型金屬窄帶盤線機(jī)，其特征是移動(dòng)機(jī)架(15)的一側(cè)裝有限位擋光板(19)，移動(dòng)機(jī)架(15)旁的底座(17)上與限位擋光板(19)移動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)位置安裝有前、后兩個(gè)紅外光偶器II (20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型金屬窄帶盤線機(jī)，其特征是紅外光偶器II(20)通過(guò)滑板支架和調(diào)節(jié)螺釘(21)固定在底座(17)上，調(diào)節(jié)螺釘(21)與紅外光偶器II (20)和滑板支架螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的小型金屬窄帶盤線機(jī)，其特征是紅外光偶器I(14) 和紅外光偶器II (20)均呈U形，中間可通過(guò)旋轉(zhuǎn)碼盤(13)或擋光板(19)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型金屬窄帶盤線機(jī)，屬金屬條材盤繞設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。由收、放線機(jī)構(gòu)，張力平衡機(jī)構(gòu)，繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)，底座和控制器組成；張力平衡機(jī)構(gòu)在底座中部，收、放線機(jī)構(gòu)分別在底座兩邊；放線機(jī)構(gòu)為兩個(gè)放線傳動(dòng)輪，收線機(jī)構(gòu)包括繞線盤、導(dǎo)向輪、收線傳動(dòng)輪、力矩電機(jī)，繞線盤裝于力矩電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸一端；張力平衡機(jī)構(gòu)包括張力傳感器、平衡桿、平衡錘、張力輪，平衡桿一端鉸接張力輪、另一端固接張力傳感器，張力輪在收線與放線傳動(dòng)輪中間下部位置；繞線盤移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)、螺桿和側(cè)擋，螺桿與置于底座上的移動(dòng)機(jī)架前、后壁中間處螺紋連接，繞線盤在導(dǎo)向輪外側(cè)?？勺詣?dòng)調(diào)頭和逐匝、逐層盤繞，盤繞質(zhì)量高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。
文檔編號(hào)B65H57/14GK102556757SQ20111044721
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者仉月仙, 李斌 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)