專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種復(fù)卷機(jī)，尤其是涉及一種膠帶和包裝行業(yè)生產(chǎn)聚四氟乙烯膠帶的復(fù)卷機(jī)。屬薄料的傳送類(lèi)(B65H)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的聚四氟乙烯膠帶產(chǎn)品，是將聚四氟乙烯原料膜經(jīng)膜加工裝置在其表面經(jīng)過(guò)特殊處理后涂覆有機(jī)硅壓敏膠粘劑，進(jìn)而制成聚四氟乙烯膠帶卷。因?yàn)榫鬯姆蚁┰谒兴芰现破分?，它的性能最為穩(wěn)定:無(wú)毒害、耐酸、耐堿、耐高溫、耐介電、不易與其他物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)，摩擦系數(shù)極低，理想涂料。有塑料王的美稱(chēng)。正是它的化學(xué)穩(wěn)定性導(dǎo)致了這種材料的惰性，很難與其他材質(zhì)進(jìn)行粘合，因表面必須經(jīng)過(guò)特殊處理后才能涂覆有機(jī)硅壓敏膠粘劑，進(jìn)而制成聚四氟乙烯膠帶卷?；谏鲜鰻顩r，在對(duì)聚四氟乙烯原料膜涂膠處理時(shí)，需要將原料膜送入膜加工裝置中進(jìn)行放卷處理，以及將處理完的膠帶卷成卷狀的過(guò)程進(jìn)行收卷處理，這兩種處理均需要特制的復(fù)卷機(jī)來(lái)完成?，F(xiàn)有的復(fù)卷機(jī)存在如下問(wèn)題:1)因?yàn)閭魉椭械哪さ膹埩Σ▌?dòng)大，應(yīng)力累積，膠帶嚴(yán)重變形；當(dāng)應(yīng)力過(guò)大、膠帶拉壞。2)因收放卷時(shí)原料膜卷徑變化帶來(lái)膜傳送速度不均，涂膠不均勻，粘結(jié)度不均。3)傳送中入卷位置不穩(wěn)定，導(dǎo)致膠帶在卷筒上位置嚴(yán)重跑偏。4)膠帶產(chǎn)品質(zhì)量合格率低，生產(chǎn)效率低。5)應(yīng)用范圍有限:不能用于聚四氟乙烯膠帶卷的復(fù)卷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)，就是要解決現(xiàn)有復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)的膠帶嚴(yán)重變形、跑偏、粘結(jié)度不均、合格率低、生產(chǎn)效率低、不能用于聚四氟乙烯膠帶卷等問(wèn)題。技術(shù)方案如下:自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)，包括:膜加工裝置；其特征是:I)在膜加工裝置放卷端，設(shè)放卷張力控制裝置，包括:固定在機(jī)架右中架上的輸出可控阻尼的磁粉制動(dòng)器，與磁粉制動(dòng)器傳動(dòng)連接的懸臂式放卷氣脹軸，放卷氣脹軸外的放卷膜順次穿過(guò)固定在機(jī)架左中架上的放卷力傳感器輥、放卷導(dǎo)向輥，最后送入固定于機(jī)架左上架的膜加工裝置內(nèi)；設(shè)放卷力控制器:其信號(hào)輸入端接放卷力傳感器，輸出端接磁粉制動(dòng)器。2)在膜加工裝置收卷端，設(shè)收卷張力控制裝置、速度控制裝置和糾偏裝置，包括:固定在機(jī)架右上架的絲桿滑臺(tái)和步進(jìn)電機(jī)；在絲桿滑臺(tái)臺(tái)面上固定順次傳動(dòng)連接的變頻電機(jī)、輸出受控轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器、懸臂式收卷氣脹軸，收卷氣脹軸外的收卷膜順次穿過(guò)固定在機(jī)架右外側(cè)的光電位置傳感器、收卷力傳感器輥、固定在機(jī)架左下臺(tái)面上的編碼器輥，收卷膜最后穿入膜加工裝置；設(shè)收卷力控制器:其信號(hào)輸入端接收卷力傳感器，輸出端接磁粉制動(dòng)器；設(shè)可編程控制器PLC、變頻器、電源，可編程控制器PLC信號(hào)輸入端接編碼器，變頻器輸出端接變頻電機(jī)；設(shè)糾偏控制器:其信號(hào)輸入端接光電位置傳感器，輸出端接步進(jìn)電機(jī)。3)上 述放卷力控制器、收卷力控制器和糾偏控制器分別采用對(duì)張力和位置參數(shù)設(shè)預(yù)設(shè)值的程控控制器。上述程控控制器可采用單片機(jī)。上述機(jī)架可由工業(yè)鋁型材和緊固件組成。在上述磁粉制動(dòng)器與放卷氣脹軸之間裝設(shè)支撐的雙軸承座，放卷氣脹軸外端懸臂放置。在上述磁粉離合器與收卷氣脹軸之間裝支撐的雙軸承座，收卷氣脹軸外端懸臂放置。上述絲桿滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)在后面實(shí)施例結(jié)合


。本發(fā)明有益效果:I)本復(fù)卷機(jī)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了放卷張力、收卷張力、傳送速度、入卷糾偏等多功能控制?？刂品啪矶藦埩愣?，使聚四氟乙烯原料膜在膜加工裝置中受力均勻。控制收卷端張力恒定，有利于入卷時(shí)張力穩(wěn)定，應(yīng)力不大?？傮w實(shí)現(xiàn)張力平穩(wěn)，進(jìn)而徹底解決了因張力波動(dòng)大導(dǎo)致膠帶應(yīng)力過(guò)大、嚴(yán)重變形的問(wèn)題。徹底解決了速度不均，粘結(jié)度不均的問(wèn)題，以及解決了入卷膜嚴(yán)重跑偏的問(wèn)題，極大地提高了復(fù)卷產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，滿足了聚四氟乙烯膠帶加工的工藝要求。2)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理:選擇在機(jī)架右中架固定放卷端磁粉制動(dòng)器和放卷氣脹軸。機(jī)架右上架固定收卷端絲桿滑臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、變頻電機(jī)、磁粉離合器、收卷氣脹軸，這五個(gè)放于一處的收卷端的機(jī)構(gòu)完成張力，速度和糾偏三個(gè)功能的控制。原料膜依次經(jīng)過(guò)放卷氣脹軸、放卷力傳感器輥、放卷導(dǎo)向輥、膜加工裝置、編碼器輥、收卷力傳感器輥、光電位置傳感器和收卷氣脹軸，這個(gè)膜傳送路徑是合理的較短距離。各種控制器集中放置在膜加工裝置后側(cè)，使機(jī)架利用率高。3)操作維護(hù)方便:由于放卷和收卷端均采用氣脹軸以及懸臂式結(jié)構(gòu)，其上料、卸料非常簡(jiǎn)便。由于采用預(yù)設(shè)參數(shù)的程控控制器，實(shí)現(xiàn)一鍵式啟動(dòng)，操作維護(hù)方便。4)本發(fā)明復(fù)卷機(jī)控制精度高，可靠性高。
圖1本發(fā)明整體機(jī)構(gòu)正視示意圖(Y-Z)。圖2圖1A向視圖，收卷端機(jī)構(gòu)軸向視圖(Z-X)。圖3圖2A-A剖視圖，絲桿滑臺(tái)4.4結(jié)構(gòu)圖。圖4放卷張力控制裝置I控制原理框圖。圖5收卷張力控制裝置2控制原理框圖。圖6速度控制裝置3控制原理框圖。圖7糾偏裝置4控制原理框圖。圖8本發(fā)明整體機(jī)構(gòu)正面斜立體圖。圖9本發(fā)明整體機(jī)構(gòu)后面斜立體圖
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)，用于聚四氟乙烯膠帶加工，如下組成:見(jiàn)圖1，在膜加工裝置5放卷端，設(shè)放卷張力控制裝置1，如下組成:見(jiàn)圖8，固定在機(jī)架6右中架6.1上的輸出可控阻尼的磁粉制動(dòng)器1.3，與磁粉制動(dòng)器傳動(dòng)連接的懸臂式放卷氣脹軸1.4，磁粉制動(dòng)器1.3與放卷氣脹軸1.4之間裝支撐的雙軸承座1.7，放卷氣脹軸外端懸臂放置。見(jiàn)圖1、圖8，放卷氣脹軸外的放卷膜1.5順次穿過(guò)固定在機(jī)架左中架上的放卷力傳感器輥1.11、放卷導(dǎo)向輥1.6，最后送入固定于機(jī)架左上架6.3的膜加工裝置6內(nèi)。見(jiàn)圖1、圖 2、圖8，在膜加工裝置5收卷端，設(shè)收卷張力控制裝置2、速度控制裝置3和糾偏裝置4。包括:見(jiàn)圖1，固定在機(jī)架6右上架6.2的絲桿滑臺(tái)4.4和步進(jìn)電機(jī)4.3 ；見(jiàn)圖2，在絲桿滑臺(tái)臺(tái)面4.41上固定順次傳動(dòng)連接的變頻電機(jī)3.4、輸出受控轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器2.3、懸臂式收卷氣脹軸2.4，在磁粉離合器2.3與收卷氣脹軸2.4之間裝支撐的雙軸承座2.6，收卷氣脹軸2.4外端懸臂放置。見(jiàn)圖1，收卷氣脹軸外的收卷膜2.5順次穿過(guò)固定在機(jī)架右外側(cè)的光電位置傳感器4.1、收卷力傳感器輥2.11、固定在機(jī)架左下臺(tái)面6.4上的編碼器輥3.11，收卷膜最后穿入膜加工裝置6。見(jiàn)圖2、見(jiàn)圖3，絲桿滑臺(tái)4.4包括:平臺(tái)4.41、在平臺(tái)下面兩側(cè)的導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)4.44、固定于平臺(tái)下面中部的螺母4.42以及由步進(jìn)電機(jī)4.3驅(qū)動(dòng)的與螺母內(nèi)螺紋嚙合的絲桿4.43。見(jiàn)圖2，絲桿軸向X兩端可設(shè)支撐絲桿的絲桿軸承4.45。導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)4.44中上方滑塊固定于平臺(tái)4.41,下方導(dǎo)軌固定于機(jī)架右上架6.2。見(jiàn)圖8，上述機(jī)架6由工業(yè)鋁型材和緊固件組成。見(jiàn)圖4，設(shè)放卷力控制器1.2:其信號(hào)輸入端接放卷力傳感器1.1，輸出端接磁粉制動(dòng)器1.3。見(jiàn)圖5，設(shè)收卷力控制器2.2:其信號(hào)輸入端接收卷力傳感器2.1，輸出端接磁粉制動(dòng)器2.3。見(jiàn)圖6，設(shè)可編程控制器PLC3.2、變頻器3.3、電源3.5 (同時(shí)見(jiàn)圖9)，可編程控制器PLC信號(hào)輸入端接編碼器3.1，變頻器輸出端接變頻電機(jī)3.4。見(jiàn)圖7，設(shè)糾偏控制器4.2:其信號(hào)輸入端接光電位置傳感器4.1，輸出端接步進(jìn)電機(jī)4.3。上述放卷力控制器1.2、收卷力控制器2.2和糾偏控制器4.2分別采用對(duì)張力和位置參數(shù)設(shè)預(yù)設(shè)值的單片機(jī)。見(jiàn)圖9，上述放卷張力控制 器1.2，收卷張力控制器2.2，控制速度的可編程控制器PLC3.2、變頻器3.3、電源3.5，糾偏控制器4.2等均放于機(jī)架左上架膜加工裝置5后側(cè)。見(jiàn)圖8，圖1，上述放卷力傳感器輥1.11、收卷力傳感器輥2.11和編碼器輥3.11分別為放卷力傳感器1.1、收卷力傳感器2.1和編碼器3.1裝設(shè)的使放卷膜或收卷膜穿過(guò)并傳送的輥。下面通過(guò)安裝啟動(dòng)控制過(guò)程進(jìn)一步描述本發(fā)明的控制系統(tǒng)，步驟如下:-3_I)穿原料膜:見(jiàn)圖1，首先把原料膜1.5安置于放卷氣脹軸1.4，依次經(jīng)過(guò)放卷力傳感器輥1.11、放卷導(dǎo)向輥1.6、膜加工裝置5、編碼器輥3.11、收卷力傳感器輥2.11、光電位置傳感器4.1，最終原料膜的另一端粘接于收卷氣脹軸2.4。本文為了區(qū)別，在放卷端的原料膜稱(chēng)為放卷膜1.5。在收卷端的涂覆有機(jī)硅壓敏膠粘劑制成聚四氟乙烯膠帶，稱(chēng)為收卷膜 2.5。2)設(shè)預(yù)設(shè)值:主機(jī)電源啟動(dòng)，通過(guò)放卷力控制器1.2設(shè)定放卷張力預(yù)設(shè)值；通過(guò)收卷力控制器2.2設(shè)定收卷張力預(yù)設(shè)值；通過(guò)糾偏控制器4.2設(shè)定收卷膜位置預(yù)設(shè)值。啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，復(fù)卷機(jī)開(kāi)始工作。3)復(fù)卷機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)后，首先在收卷側(cè)，見(jiàn)圖2、圖5，變頻電機(jī)3.4通過(guò)磁粉離合器
2.3給收卷氣脹軸2.4輸出受控轉(zhuǎn)矩，并傳給收卷膜2.5，此時(shí)收卷力傳感器2.1檢測(cè)膜張力并給收卷力控制器2.2傳遞力信號(hào)，收卷力控制器接收力信號(hào)并與收卷側(cè)張力預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較運(yùn)算，然后給磁粉離合器輸出控制模擬信號(hào)，磁粉離合器根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)滑差，進(jìn)而向收卷氣脹軸2.4傳遞可控轉(zhuǎn)矩和向收卷膜2.5傳遞可控張力，形成張力閉環(huán)控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)復(fù)卷機(jī)收卷端恒張力功能。4)在放卷側(cè)，見(jiàn)圖8，磁粉制動(dòng)器1.3與放卷氣脹軸1.4、放卷膜1.5傳動(dòng)連接，輸出可控阻尼。同時(shí)見(jiàn)圖4，放卷力傳感器1.1檢測(cè)放卷膜張力并給放卷力控制器1.2傳遞力信號(hào)，放卷力控制器1.2接收力信號(hào)并與放卷側(cè)張力預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較運(yùn)算，并給磁粉制動(dòng)器輸出控制模擬信號(hào)，磁粉制動(dòng)器根據(jù)信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)滑差，進(jìn)而向放卷氣脹軸1.4、放卷膜
1.5輸出可控阻尼，形成張力閉環(huán)控制系統(tǒng)。由此實(shí)現(xiàn)復(fù)卷機(jī)放卷側(cè)的恒張力功能。5)為了克服收放卷時(shí)原料膜卷徑變化對(duì)速度的影響。見(jiàn)圖8，編碼器輥3.11由收卷膜的摩擦力驅(qū)動(dòng)，做無(wú)滑差轉(zhuǎn)動(dòng)。見(jiàn)圖6，編碼器3.1接收脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換為膜的線速度后，可編程控制器PLC3.2將脈沖信號(hào)與預(yù)設(shè)的速度值做比較運(yùn)算，并給變頻器3.3輸出控制模擬信號(hào)，改變變頻器的輸出頻率，(同時(shí)見(jiàn)圖2)，控制變頻電機(jī)3.4的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制收卷氣脹軸2.4的轉(zhuǎn)速和收卷膜2.5的傳送速度。形成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。6)見(jiàn)圖7，光電位置傳感器4.1檢測(cè)收卷膜2.5相對(duì)收卷氣脹軸2.4的位置，并給糾偏控制器4.2發(fā)出脈沖信號(hào)，糾偏控制器比較運(yùn)算后給步進(jìn)電機(jī)4.3輸出控制信號(hào)。同時(shí)見(jiàn)圖2，步進(jìn)電機(jī)4.3正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。通過(guò)絲桿滑臺(tái)4.4調(diào)整收卷氣脹軸2.4的軸向X位置，達(dá)到精確控制收卷膜2.5入卷位置的目的，并形成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。見(jiàn)圖3，圖2，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿4.43相對(duì)螺母4.42旋轉(zhuǎn)，由螺紋作用推動(dòng)螺母4.42和絲桿滑臺(tái)臺(tái)面4.41沿軸向移動(dòng)，此時(shí)臺(tái)面下的導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)4.44中滑塊同步在導(dǎo)軌上滑動(dòng)?；_(tái)臺(tái)面上的 變頻電機(jī)3.4、磁粉離合器2.3、收卷氣脹軸2.4、收卷膜2.5等隨同軸向移動(dòng)。
權(quán)利要求
1.自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)，包括:膜加工裝置；其特征是: 1)在膜加工裝置放卷端，設(shè)放卷張力控制裝置(I)，包括:固定在機(jī)架(6)右中架上的輸出可控阻尼的磁粉制動(dòng)器(1.3)，與磁粉制動(dòng)器傳動(dòng)連接的懸臂式放卷氣脹軸(1.4)，放卷氣脹軸外的放卷膜(1.5)順次穿過(guò)固定在機(jī)架左中架上的放卷力傳感器輥(1.11)、放卷導(dǎo)向輥(1.6)，最后送入固定于機(jī)架左上架的膜加工裝置(6)內(nèi)；設(shè)放卷力控制器(1.2):其信號(hào)輸入端接放卷力傳感器(1.1)，輸出端接磁粉制動(dòng)器(1.3)； 2)在膜加工裝置收卷端，設(shè)收卷張力控制裝置(2)、速度控制裝置(3)和糾偏裝置(4)，包括:固定在機(jī)架右上架的絲桿滑臺(tái)(4.4)和步進(jìn)電機(jī)(4.3);在絲桿滑臺(tái)臺(tái)面(4.41)上固定順次傳動(dòng)連接的變頻電機(jī)(3.4)、輸出受控轉(zhuǎn)矩的磁粉離合器(2.3)、懸臂式收卷氣脹軸(2.4)，收卷氣脹軸外的收卷膜(2.5)順次穿過(guò)固定在機(jī)架右外側(cè)的光電位置傳感器(4.1)、收卷力傳感器輥(2.11)、固定在機(jī)架左下臺(tái)面上的編碼器輥(3.11)，收卷膜最后穿入膜加工裝置；設(shè)收卷力控制器(2.2):其信號(hào)輸入端接收卷力傳感器(2.1)，輸出端接磁粉制動(dòng)器(2.3);設(shè)可編程控制器PLC (3.2)、變頻器(3.3)、電源(3.5)，可編程控制器PLC信號(hào)輸入端接編碼器(3.1)，變頻器輸出端接變頻電機(jī)；設(shè)糾偏控制器(4.2):其信號(hào)輸入端接光電位置傳感器，輸出端接步進(jìn)電機(jī)。
3)上述放卷力控制器、收卷力控制器和糾偏控制器分別采用對(duì)張力和位置參數(shù)設(shè)預(yù)設(shè)值的程控控制器。
2.按權(quán)利要求1所述復(fù)卷機(jī)，其特征是所述程控控制器采用單片機(jī)。
3.按權(quán)利 要求1所述復(fù)卷機(jī)，其特征是機(jī)架由工業(yè)鋁型材和緊固件組成。
4.按權(quán)利要求1所述復(fù)卷機(jī)，其特征是在磁粉制動(dòng)器與放卷氣脹軸之間裝支撐的雙軸承座(1.7)，放卷氣脹軸外端懸臂放置；在磁粉離合器與收卷氣脹軸之間裝支撐的雙軸承座(2.6 )，收卷氣脹軸外端懸臂放置。
5.按權(quán)利要求1所述復(fù)卷機(jī)，其特征是絲桿滑臺(tái)包括:最上面的平臺(tái)(4.41)、在平臺(tái)下面兩側(cè)的導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)(4.44)、固定于平臺(tái)下面中部的螺母(4.42)以及由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的與螺母內(nèi)螺紋嚙合的絲桿(4.43 )。
全文摘要
自動(dòng)糾偏恒速恒張力復(fù)卷機(jī)。在機(jī)架上裝磁粉制動(dòng)器、懸臂式放卷氣脹軸；放卷膜穿過(guò)放卷力傳感器輥、放卷導(dǎo)向輥，送入膜加工裝置，形成放卷張力控制裝置。在機(jī)架上固定絲桿滑臺(tái)和步進(jìn)電機(jī)，臺(tái)面上固定變頻電機(jī)、磁粉離合器和懸臂式收卷氣脹軸；收卷膜順次穿過(guò)光電位置傳感器、收卷力傳感器輥、編碼器輥，最后穿入膜加工裝置，形成收卷張力、速度和糾偏等控制裝置。且采用有預(yù)設(shè)值程控的放卷力、收卷力和糾偏控制器，自動(dòng)控制膜恒張力、自動(dòng)糾偏。設(shè)可編程控制器PLC、變頻器和變頻電機(jī)控制膜傳送恒速。本機(jī)實(shí)現(xiàn)多功能控制，解決了應(yīng)力變形大、粘度不均、跑偏等，質(zhì)量及效率高。整機(jī)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、操作維護(hù)方便。特別適用于聚四氟乙烯膠帶卷的復(fù)卷。
文檔編號(hào)B65H23/195GK103241575SQ20131020694
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月29日
發(fā)明者趙武, 王晨, 李小明, 樊小西, 曾杰, 楊凱, 夏鵬, 李小龍, 胡炳星, 尚萬(wàn), 郭鑫, 張君松, 張永備, 牛振宇, 張凱, 陳領(lǐng) 申請(qǐng)人:四川大學(xué)