CN111891802A - 一种带束层收卷装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带束层收卷装置，包括：带束层输送单元；塑料纸输送单元通过塑料纸卷轴的转动将塑料纸放卷并与带束层以相同速率导入至输送板上；张力传感器感应塑料纸的放卷张力，并通过张力控制器控制设于所述塑料纸卷轴上的电磁离合器以调节张力；卷曲单元将输送板上相贴合好的带束层与塑料纸导入至工装筒内，该收卷装置将带束层与塑料纸贴合后又以与传送带相同线速率收卷至工装筒，避免了塑料纸张力变化及前后输送和卷曲速率不一致导致的物料打折、下垂及卷曲偏歪等问题；同时，本发明还公开了一种带束层收卷装置的控制方法，信号检测稳定，避免了可能存在漏检的问题，使输送装置的线速度与收卷装置的线速度一致。

Description

一种带束层收卷装置及控制方法

技术领域

本发明具体涉及轮胎制作技术领域，具体涉及一种带束层收卷装置及控制方法。

背景技术

目前，在轮胎生产过程中，带束层通过输送装置后，进入卷曲工位，将带束层收在工装桶里，同时每层带束层之间隔一层塑料纸，保证带束层不粘牢。在收卷过程中，如果塑料纸放卷张力和工装收卷速度控制不当，容易造成物料打折、下垂及卷曲偏歪等现象，从而影响制品品质。为了更有效提升产品质量，降低生产成本，急需一种带束层收卷装置。

中国专利CN101306581公开了一种轮胎胎面缠绕方法及其系统，具体包括挤出机挤出橡胶胶片，接着通过胶片冷却辊冷却胶片，同时通过覆膜机构贴覆塑料薄膜，然后通过卷取机构进行覆膜胶片的收卷并保存。上述专利虽然公开了带束层需要附着塑料纸进行卷曲保存，但是对于卷曲机构的具体结构及在卷曲的过程中出现的由于塑料纸放卷张力和工装收卷速度控制不当而发生的物料打折、下垂及卷曲偏歪的问题并没有具体的解决方案。另，中国专利CN210283177U一种用于塑料挤出生产线的片材收卷速度自动跟踪控制系统，具体公开了包括HMI单元、力矩电机、编码器、收卷电机、收卷变频器以及PLC控制器。HMI单元能够接收用户输入的牵引速度参数，力矩电机用于驱动牵引机的牵引辊转动。编码器能够检测牵引机的牵引辊的角位移信息，收卷电机用于驱动收卷机的收卷轴转动，收卷变频器与收卷电机控制连接且用于调节该收卷电机的转速，PLC控制器通过Modbus通讯线与HMI单元、收卷变频器分别通讯连接，PLC控制器与力矩电机控制连接，PLC控制器与编码器信号连接，PLC控制器能够基于用户输入的牵引速度参数来调节力矩电机的转速，PLC控制器能后基于编码器发送的脉冲信号来计算当前牵引实际速度并给收卷变频器发送模拟量信号，收卷变频器能够基于该模拟量信号来调节收卷电机的转速。上述技术方案仅适用于单种片材的收卷速度，不涉及两种材料的贴合及其收卷速度的控制方式，且其收卷速度的控制方式为通过编码器来检测牵引辊的角位移信息，PLC控制器能够基于编码器发送的脉冲信号，计算牵引辊的实际牵引速度，并给收卷变频器发送模拟量信号，从而调节收卷电机的转速，使得收卷轴的转速和牵引辊的转速保持一致，能够自动调节收卷轴的转速，但是编码器存在故障检测机制可靠性较差的问题，信号检测延时太长,可能导致速度快时信号漏检的问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种带束层收卷装置，该收卷装置将带束层与塑料纸贴合后又以与传送带相同线速率收卷至工装筒，避免了塑料纸张力变化及前后输送和卷曲速率不一致导致的物料打折、下垂及卷曲偏歪等问题；同时，本发明还提供一种上述收卷装置的控制方法，该控制方法通过感应料兜的位置从而控制输送带及卷曲的启停及速度，信号检测稳定，保证了前后速率的一致。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种带束层收卷装置，包括：

带束层输送单元；

塑料纸输送单元，通过塑料纸卷轴的转动将塑料纸放卷并与带束层以相同速率导入至输送板上；张力传感器感应塑料纸的放卷张力，并通过张力控制器控制设于所述塑料纸卷轴上的电磁离合器以调节张力；

卷曲单元，将所述输送板上相贴合好的带束层与塑料纸导入至工装筒内。

可选地，所述带束层输送单元包括输送带和无动力辊筒，所述无动力辊筒设于所述塑料纸输送单元的上部并与所述输送带位于同一水平面上，带束层在输送的过程中在输送带与无动辊筒之间形成料兜。

可选地，所述塑料纸输送单元包括卷轴架，卷轴架设有两层，下层卷轴架上设有所述塑料纸卷轴，上层卷轴架上设有张力辊和张力传感器，所述张力辊紧临无动力辊筒的下部设置；所述卷轴架上还设有多个导向辊，将塑料纸卷轴导出的塑料纸导入至上层的张力辊。

可选地，延带束层和塑料纸粘合导出的位置设有输送板，所述输送板斜向下设于所述卷轴架上；在所述卷轴架上近输送板导入端的位置上设有接近开关。

可选地，所述卷曲单元包括工装筒，所述工装筒通过气缸驱动曲柄机构其上升和下降，工装筒上还设有伺服电机，以驱动工装筒转动。

可选地，在所述料兜的一侧设有光电开关支架，从上至下依次设有三个光电开关，光电开关对所述料兜的底部位置进行感应和判断。

本发明还包括一种带束层收卷装置的控制方法，带束层输送单元以一定速率输送带束层；塑料纸卷轴以带束层输送单元相同速率放卷输送塑料纸；卷曲单元以一定速率将粘合后的带束层与塑料纸卷曲至工装筒；输送装置的线速度与收卷装置的线速度一致。

可选地，在输送带与无动力辊筒之间的料兜侧从上至下分别设有光电开关一、光电开关二和光电开关三，通过控制收卷速度，使得制品底部在光电开关二的位置，经过输送板进入收卷工装筒内；光电开关一用于控制卷曲停止及卷曲前输送带的启动；光电开关三控制卷曲前输送带的停止及卷曲启动；接近开关计算卷曲米数，通过卷曲米数计算物料卷径，从而控制卷曲速度。

可选地，通过张力传感器的检测后，张力控制器输出电压控制电磁离合器，从而控制塑料纸张力，张力控制器输出电压控制电磁离合器。

可选地，伺服电机角速度为

其中R1＝卷曲实际直径；W1＝收卷卷曲电机角速度；

R2＝输送装置辊筒直径；W2＝输送装置电机角速度；比例系数K；

采样周期内，中间光电开关被触发，比例系数K相对应的减少0.025；中间光电开关未触发，则比例系数K相对应的增加0.025；在运行过程中，比例系数K的初始值为1.0。

本发明的技术方案，具有如下优点：

本实施例提供了一种带束层收卷装置，塑料纸恒张力控制和卷曲速度能够更好的匹配前输送带进行收卷。在制品收卷过程中，塑料纸处于放卷状态，塑料纸的半径越来越小，塑料纸的张力也随之变化，为了保证塑料纸的张力，通过张力闭环控制，在张力控制器上输入标准张力，通过张力传感器的检测后，张力控制器输出电压控制电磁离合器，从而控制塑料纸张力；同时，在制品收卷过程中，需要保证输送装置线速度与收卷装置的线速度一致，随着收卷米数增加，制品的卷径变大，通过控制电机角速度从而达到收卷要求，而输送带的传送启停及传送速度则通过光电开关感应光电开关支架一侧的料兜底部位置进行判定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明塑料纸张力控制流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例的一种带束层的收卷装置，参见图1所示，包括：带束层输送单元10；塑料纸输送单元20通过塑料纸卷轴201的转动将塑料纸204放卷并与带束层103以相同速率导入至输送板307上；张力传感器208感应塑料纸的放卷张力，并通过张力控制器207控制设于塑料纸卷轴201上的电磁离合器202以调节张力；卷曲单元30将输送板上相贴合好的带束层103与塑料纸204导入至工装筒305内。

具体地，带束层输送单元10包括输送装置101和多个无动力辊筒102，无动力辊筒102设于塑料纸输送单元20的上部并与输送装置101位于同一水平面上，带束层103在输送的过程中在输送装置101与无动辊筒102之间形成料兜。进一步，在料兜的一侧设有光电开关支架404，从上至下依次设有三个光电开关，光电开关一401、光电开关二402和光电开关三403，光电开关一401和光电开关三403通过对料兜的底部位置的阻挡感应，判断卷曲的启停和卷曲前输送装置输送带的启停；光电开关二402控制输送带105速度的加减速率，使卷曲速度与卷曲前输送带速率相匹配。在实际输送过程中，通过控制收卷速度，保证制品底部在光电开关二402的位置，经过输送板307进入收卷工装筒305内。

具体地，塑料纸输送单元20包括卷轴架，卷轴架设有上下两层，下层卷轴架上设有塑料纸卷轴201，上层卷轴架上设有张力辊206和张力传感器208，张力辊206紧临无动力辊筒102的下部设置；本实施例的卷轴架上还设有两个导向辊，导向辊一205和导向辊二203，导向辊一205设于卷轴架侧壁，导向辊二203设于张力辊206的下部位置，使得塑料纸卷轴201导出的塑料纸204由导向辊一205和导向辊二203导入至上层的张力辊206。在卷轴架上还设一输送板307，输送板307设斜向下设于卷轴架上，使得带束层103和塑料纸204分别经无动力辊筒102和张力辊206后贴合并沿输送板输送307。

具体地，卷曲单元30还包括工装筒305，工装筒305通过气缸301驱动曲柄机构302上升和下降，工装筒305上设有伺服电机306，以驱动工装筒305转动。

实施例2

本发明还包括一种带束层收卷装置的控制方法，包括：

带束层输送单元10以一定速率输送带束层103；

塑料纸输送单元20以带束层输送单元10相同速率放卷塑料纸204；

卷曲单元30以一定速率将粘合后的带束层与塑料纸卷曲至工装筒；在制品收卷过程中，带束层输送单元101输送的线速度与卷曲单元30的线速度一致。

具体地，在卷轴架上近输送板307导入端的位置上设有接近开关405。随着收卷米数增加，制品的卷径变大，因此需要通过控制伺服电机306角速度，从而达到收卷要求。在速度控制过程中，通过接近开关405计算出米数，基于等差数列公式计算出制品当前卷径。在实际控制过程中，由于现场生产线的波动及卷径计算等因素影响，控制中增加比例系数K,从而得知计算方程：

其中：R1＝卷曲实际直径；W1＝收卷卷曲电机角速度；

R2＝输送装置辊筒直径；W2＝输送装置电机角速度。

在比例系数计算过程中，通过采样周期，中间光电开关有无触发作为比例系数的计算。例如采样周期内，中间光电开关被触发，则比例系数K相对应的减少0.025；中间光电开关未触发，则比例系数K相对应的增加0.025。在运行过程中，比例系数K的初始值为1.0。

同时，为了控制塑料纸输送单元20塑料纸的恒张力，在塑料纸卷轴201上设有电磁离合器202，在张力辊206上设有张力传感器208，卷轴架上还设有张力控制器207，在制品收卷过程中，塑料纸处于放卷状态，塑料纸的半径越来越小，塑料纸的张力也随之变化。为了保证塑料纸的张力，通过张力闭环控制如图2所示，员工需要在张力控制器307上输入标准张力，通过张力传感器208的检测后，张力控制器207输出电压控制电磁离合器202，从而控制塑料纸张力。例如员工设定100N，当张力传感器208检测到张力大于100N时，表明塑料纸张力过大，张力控制器207会传输电压到电磁离合器202，电磁离合器202阻力变小，塑料纸张力也随之减小；当张力传感器208检测到张力小于100N时，表明塑料纸张力过小，张力控制器207会传输电压到电磁离合器202，电磁离合器202阻力变大，塑料纸张力也随之增大；直至张力稳定。通过PID调节后，塑料纸的张力稳定在100N±4N之间。

具体实施时，员工将工装卷轴303装入工装筒305，并将工装筒305推入卡盘304上，通过工装卷轴303安装在安全卡盘304中。员工控制气缸301上升后，通过控制伺服电机306转动带动工装桶305。同时，员工更换好塑料纸，通过导向辊一205和导向辊二203的导向，塑料纸穿过张力辊206后，经过输送板307进入到工装桶305内；同时，带束层通过输送装置后，在输送装置101和无动力辊筒102之间形成料兜，通过控制收卷速度，保证带束层制品底部在光电开关二402的位置，经过输送板307与塑料纸204贴合后一同进入收卷工装桶305内，完成卷曲。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带束层收卷装置，其特征在于，包括：

带束层输送单元；

塑料纸输送单元，通过塑料纸卷轴的转动将塑料纸放卷并与带束层以相同速率导入至输送板上；张力传感器感应塑料纸的放卷张力，并通过张力控制器控制设于所述塑料纸卷轴上的电磁离合器以调节张力；

卷曲单元，将所述输送板上相贴合好的带束层与塑料纸导入至工装筒内；

输送装置的线速度与收卷装置的线速度一致；塑料纸输送单元与放卷塑料纸的线速度与输送装置的线速度一致。

2.根据权利要求1所述的带束层收卷装置，其特征在于，所述带束层输送单元包括输送带和无动力辊筒，所述无动力辊筒设于所述塑料纸输送单元的上部并与所述输送带位于同一水平面上，带束层在输送的过程中在输送带与无动辊筒之间形成料兜。

3.根据权利要求1或2所述的带束层收卷装置，其特征在于，所述塑料纸输送单元包括卷轴架，卷轴架设有两层，下层卷轴架上设有所述塑料纸卷轴，上层卷轴架上设有张力辊和张力传感器，所述张力辊紧临无动力辊筒的下部设置；所述卷轴架上还设有多个导向辊，将塑料纸卷轴导出的塑料纸导入至上层的张力辊。

4.根据权利要求3所述的带束层收卷装置，其特征在于，延带束层和塑料纸粘合导出的位置设有输送板，所述输送板斜向下设于所述卷轴架上；在所述卷轴架上近输送板导入端的位置上设有接近开关。

5.根据权利要求3所述的带束层收卷装置，其特征在于，所述卷曲单元包括工装筒，所述工装筒通过气缸驱动曲柄机构其上升和下降，工装筒上还设有伺服电机，以驱动工装筒转动。

6.根据权利要求2所述的带束层收卷装置，其特征在于，在所述料兜的一侧设有光电开关支架，从上至下依次设有三个光电开关，光电开关对所述料兜的底部位置进行感应和判断。

7.一种带束层收卷装置的控制方法，其特征在于，

带束层输送单元以一定速率输送带束层；

塑料纸卷轴以带束层输送单元相同速率放卷输送塑料纸；

卷曲单元以一定速率将粘合后的带束层与塑料纸卷曲至工装筒；

输送装置的线速度与收卷装置的线速度一致。

8.根据权利要求7所述的带束层收卷装置的控制方法，其特征在于，在输送带与无动力辊筒之间的料兜侧从上至下分别设有光电开关一、光电开关二和光电开关三，通过控制收卷速度，使得制品底部在光电开关二的位置，经过输送板进入收卷工装筒内；光电开关一用于控制卷曲停止及卷曲前输送带的启动；光电开关三控制卷曲前输送带的停止及卷曲启动；接近开关计算卷曲米数，通过卷曲米数计算物料卷径，从而控制卷曲速度。

9.根据权利要求7或8所述的带束层收卷装置的控制方法，其特征在于，

设定塑料纸输送单元上的标准张力；

张力传感器检测塑料纸张力；

张力控制器输出电压控制电磁离合器。

10.根据权利要求9所述的带束层收卷装置的控制方法，其特征在于，

伺服电机角速度为：

其中R1＝卷曲实际直径；W1＝收卷卷曲电机角速度；

R2＝输送装置辊筒直径；W2＝输送装置电机角速度；比例系数K；

采样周期内，中间光电开关被触发，比例系数K相对应的减少0.025；中间光电开关未触发，则比例系数K相对应的增加0.025；在运行过程中，比例系数K的初始值为1.0。

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