一種張力控制教學(xué)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種張力控制教學(xué)裝置。采用的技術(shù)方案包括通過(guò)電纜連接的對(duì)象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對(duì)象系統(tǒng)采用張力控制結(jié)構(gòu)，配合控制系統(tǒng)完成教學(xué)任務(wù)，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，上面可以安裝相關(guān)的電氣部件。本實(shí)用新型的上述解決方案，能夠彌補(bǔ)張力控制系統(tǒng)在教學(xué)方面的空白，解決學(xué)生對(duì)實(shí)踐操作以及結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需求。
【專利說(shuō)明】一種張力控制教學(xué)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于教學(xué)儀器領(lǐng)域，具體涉及一種張力控制教學(xué)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]張力控制系統(tǒng)往往是張力傳感器和張力控制器的一種系統(tǒng)集成，是一種實(shí)現(xiàn)恒張力或者錐度張力控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前主要應(yīng)用于冶金、造紙、薄膜、染整、織布、塑膠、線材等設(shè)備上，是一種實(shí)現(xiàn)恒張力或者錐度張力控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其主要作用是實(shí)現(xiàn)棍間的同步，以及收卷和放卷的均勻控制。
[0003]這種控制對(duì)機(jī)器的任何運(yùn)行速度都必須保持有效，包括機(jī)器的加速、減速和勻速。即使在緊急停車情況下，也應(yīng)有能力保證被分切物料不破損。張力控制的穩(wěn)定與否直接關(guān)系到分切產(chǎn)品的質(zhì)量、若張力不足，原料在運(yùn)行中產(chǎn)生漂移，會(huì)出現(xiàn)分切復(fù)卷后成品紙起皺現(xiàn)象；若張力過(guò)大，原料又易被拉斷，使分切復(fù)卷后成品紙斷頭增多。
[0004]在工業(yè)實(shí)際場(chǎng)合張力控制一般有兩種控制方式，分別為扭矩控制和速度控制，扭矩控制就是利用磁粉制動(dòng)器等設(shè)備在放卷處對(duì)控制物體實(shí)施制動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)放卷扭矩控制，通常用于速度和扭矩要求不高的領(lǐng)域；速度控制就是利用矢量變頻器作為執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行同步收放卷調(diào)節(jié)，應(yīng)用于要求高精度高速的設(shè)備中。一套完整的張力控制系統(tǒng)包括張力控制器、張力檢測(cè)傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。
[0005]現(xiàn)在的張力控制行業(yè)的發(fā)展已日趨成熟，但是針對(duì)張力應(yīng)用行業(yè)需要培養(yǎng)大量的高素質(zhì)技能型人才，以推動(dòng)并支持行業(yè)的發(fā)展。目前各大高校的自動(dòng)化專業(yè)幾乎沒(méi)有張力控制方面的教學(xué)設(shè)備，這使得關(guān)于張力控制的教學(xué)質(zhì)量和水平無(wú)法得到有效的提升，將大大阻礙張力控制技術(shù)在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種張力控制教學(xué)裝置。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括通過(guò)電纜連接的對(duì)象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對(duì)象系統(tǒng)采用張力控制結(jié)構(gòu)，配合控制系統(tǒng)完成教學(xué)任務(wù)，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，上面可以安裝相關(guān)的電氣部件，所述對(duì)象系統(tǒng)包括框架，在框架上設(shè)有張力控制對(duì)象；所述張力控制對(duì)象模擬紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過(guò)“W”型的5根輥軸完成收放卷的工作，所述紙張收放系統(tǒng)由交流電動(dòng)機(jī)、同步帶和收放卷輥組成。
[0008]所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，設(shè)置在對(duì)象系統(tǒng)一側(cè)，在網(wǎng)孔板上安裝有張力控制主機(jī)、驅(qū)動(dòng)器。
[0009]所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)上安裝的電氣部件。
[0010]所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述對(duì)象系統(tǒng)采用速度控制的張力系統(tǒng)，收放卷輥均采用電動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)。
[0011]所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述“W”型的5根輥軸的頂端設(shè)置張力傳感器單元。
[0012]本實(shí)用新型的張力控制教學(xué)裝置，在整套系統(tǒng)中，張力控制主機(jī)作為控制中心，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的總控；驅(qū)動(dòng)器連接電機(jī)，提供收放卷的驅(qū)動(dòng)力，而電機(jī)和收放卷輥通過(guò)同步皮帶連接在一起，這使得驅(qū)動(dòng)器能夠直接控制收、放卷輥的運(yùn)行狀態(tài)；收、放卷輥之間安裝有多根輥軸，形成“W”狀態(tài)，張力傳感器安裝在中間那根卷輥上，在帶卷材料收、放卷期間實(shí)時(shí)檢測(cè)其張力值，通過(guò)調(diào)整收放卷輥之間的速度差值對(duì)張力值進(jìn)行控制。
[0013]本實(shí)用新型的上述解決方案，能夠彌補(bǔ)張力控制系統(tǒng)在教學(xué)方面的空白，解決學(xué)生對(duì)實(shí)踐操作以及結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的需求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]圖1至圖4是本實(shí)用新型不同角度的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型的張力控制教學(xué)裝置，分為對(duì)象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
[0017]所述對(duì)象系統(tǒng)采用框架式結(jié)構(gòu)，包括框架3，框架采用工業(yè)鋁型材搭建而成，框架下部設(shè)有萬(wàn)向輪1，便于設(shè)備移動(dòng)和布局；框架上設(shè)置有桌面2，在桌面上設(shè)有張力控制對(duì)象；控制對(duì)象模擬了典型的紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過(guò)中間5根輥軸8完成收放卷的工作過(guò)程。收放系統(tǒng)采用交流電動(dòng)機(jī)4、同步帶5和收放卷輥7組成，由于采用了同步帶結(jié)構(gòu)，保證電動(dòng)機(jī)與收放卷輥之間完全同步，由于采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，因此可以完成雙向收放教學(xué)。紙張采用工業(yè)實(shí)際材料，可以選擇880mm、440mm或者220mm寬度；5根卷輥形成“W”狀態(tài)，在中間那根卷輥上安裝有張力傳感器6 (即“W”型的5根輥軸8的頂端設(shè)置張力傳感器單元，用來(lái)檢測(cè)張力值的大小。
[0018]控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，放置在對(duì)象系統(tǒng)附近，由于采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，上面安裝的電氣器件可以根據(jù)教學(xué)的需要靈活調(diào)整，比如采用西門子、三菱等系統(tǒng)；安裝器件包括張力控制主機(jī)10、驅(qū)動(dòng)器11以及配套附件。此實(shí)施例電氣系統(tǒng)設(shè)置有西門子S7-300 PLC主機(jī)和MM420系列驅(qū)動(dòng)器。
[0019]對(duì)象系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間采用航空電纜線進(jìn)行連接。完成控制信號(hào)與反饋值的傳遞。
[0020]在整套控制系統(tǒng)中張力控制主機(jī)10作為系統(tǒng)核心控制器，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)指令發(fā)出與信號(hào)接收處理；本實(shí)施例中的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器11以電纜線與張力控制主機(jī)相連，通過(guò)接收從張力控制主機(jī)10發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)交流電動(dòng)機(jī)4運(yùn)行；兩個(gè)交流電動(dòng)機(jī)4分別通過(guò)同步帶5和收、放卷棍相連，由此實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器11對(duì)收、放卷棍的直接控制；由于本實(shí)施例中電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是可逆的，故帶卷材料所在卷輥既可作為收卷端，亦可作為放卷端；在收放卷的過(guò)程中，帶卷材料穿過(guò)“W”型張力結(jié)構(gòu)，由張力傳感器6檢測(cè)張力值的變化，并將檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給張力控制主機(jī)，張力控制主機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)，調(diào)控張力值使之在恒定值附近波動(dòng)。
[0021]本實(shí)用新型所具有的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)張力控制典型結(jié)構(gòu)與實(shí)用教學(xué)方法相結(jié)合的獨(dú)特設(shè)計(jì)，通過(guò)完成張力控制系統(tǒng)的教學(xué)任務(wù)，展示典型工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)張力控制對(duì)象和控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)張力控制系統(tǒng)的了解、熟悉和掌握，為張力控制技術(shù)在自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用做好鋪墊。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:包括通過(guò)電纜連接的對(duì)象系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述對(duì)象系統(tǒng)采用張力控制結(jié)構(gòu)，配合控制系統(tǒng)完成教學(xué)任務(wù)，所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，上面可以安裝相關(guān)的電氣部件，所述對(duì)象系統(tǒng)包括框架(3)，在框架上設(shè)有張力控制對(duì)象；所述張力控制對(duì)象模擬紙張收放系統(tǒng)，分為放紙端和收紙端，紙張通過(guò)“W”型的5根輥軸(8)完成收放卷的工作,所述紙張收放系統(tǒng)由交流電動(dòng)機(jī)(4)、同步帶(5)和收放卷輥(7)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，設(shè)置在對(duì)象系統(tǒng)一側(cè)，在網(wǎng)孔板上安裝有張力控制主機(jī)(10)、驅(qū)動(dòng)器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述控制系統(tǒng)上安裝的電氣部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述對(duì)象系統(tǒng)采用速度控制的張力系統(tǒng)，收放卷輥均采用電動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的張力控制教學(xué)裝置，其特征在于:所述“W”型的5根輥軸(8)的頂端設(shè)置張力傳感器單元(6)。
【文檔編號(hào)】G09B23/10GK203966398SQ201420285411
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】黃華圣, 王月琪, 裘奕晨 申請(qǐng)人:浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司