专利名称：一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及较长跨距的柔性膜输送领域，具体涉及一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统及其应用。
背景技术：
随着柔性膜广泛应用于造纸、印刷、纺织以及柔性电子制造行业，研究人员投入了较多的精力来研究柔性膜输送系统。一般柔性膜的材质可能为纸质、塑料(如PET)或金属(如铝箔)，外形上可能为成卷、成张或成片，而在设备系统中输送柔性膜的装置，可能采用辊轴进行对辊输送，也可能采用平板进行夹持输送，但都是通过给柔性膜施加压力并借助柔性膜与夹持载体之间的摩擦力来完成连续的或间歇的输送工序。 对于对辊输送，虽然可以实现柔性膜的连续进给，但对辊与柔性膜之间的摩擦力属于滚动摩擦力和滑动摩擦力的合力，并且二者几乎是线接触，经常出现打滑现象，难以保证柔性膜的稳定、精确输送，有时还会损伤柔性膜表面。因此，为了防止柔性膜输送中受损并保持进给精度，夹持进给系统获得广泛关注。采用夹持进给进行柔性膜输送面临几个难题，首先，由于跨距和重力因素的影响，柔性膜会产生一定程度的下垂，导致张力的波动和系统的不稳定。其次，夹持进给一般属于间歇性往返输送方式，在返程动作容易使柔性膜逆向运动。再次，夹持进给在松开柔性膜时容易出现柔性膜的松弛，难以保证柔性膜的精确输送；最后，柔性膜在多个位置进给速度的不一致会导致柔性膜产生松弛或者拉紧褶皱。中国专利文献CNO1810384. 7提供了一种用于夹持和释放接触透镜模型的装置和方法，该方案中使用夹持装置将其间的设有可聚合液态单体的接触透镜模型夹持在一起，但并不是往返地进给，也不存在同步的要求。针对往返同步夹持进给的方式，中国专利文献CN02144466. 8提供了一种使用静电夹紧和夹持基片的进给装置和方法，然而静电夹持并不是对任意厚度和任何材料的柔性膜有效，而且有时候静电会使柔性膜的分离带来困难，因而静电夹持进给只适用于某些柔性膜。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足以及难点，提供一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，通过对柔性膜的夹紧或松开采用交替方式，并且采用进给驱动组件的同时运动，实现柔性膜的往返间歇进给，并保证柔性膜在多个位置的同时进给。实现本发明目的的一种面向柔性膜同步输送的夹持进给系统，包括沿进给方向依次间隔布置的多套夹持进给装置，且每套夹持进给装置包括一动夹持进给组件和一静夹持进给组件，通过各动夹持进给组件和静夹持进给组件对所述柔性膜的交替夹持，并且在所述动夹持进给组件夹持时该动夹持进给组件沿进给方向移动，在所述静夹持进给组件夹持时该动夹持进给组件返回初始夹持位置的循环过程，实现对所述柔性膜的进给输送。本发明的系统还包括夹持控制组件和进给控制组件。动夹持进给组件夹紧柔性膜，通过进给驱动组件的配合完成柔性膜的进给。静夹持进给组件夹紧柔性膜，保证柔性膜在动夹持进给组件的返程阶段不会逆向运动。夹持控制组件控制动、静夹持进给组件的交换夹紧与松开，保证在柔性膜的输送过程中始终有夹持载体夹持柔性膜，从而使柔性膜不会突然松弛。进给控制组件控制各进给驱动组件同时运动，促使动夹持进给组件同时正向和逆向运动，保证柔性膜在各个位置的同时进给，防止松弛或拉紧褶皱的产生。同时，夹持控制组件与进给控制组件的运作存在时序关联，夹持控制组件启动使夹持进给组件夹紧或松开之后，进给控制组件才控制进给驱动组件的运动；当进给驱动组件到达极限进给位置时，夹持控制组件又控制夹持进给组件进行夹紧或松开的切换。气源为夹持控制组件提供气压，从而控制动、静夹持进给组件的同时夹紧或同时松开。电源为各种控制组件提供动力源。
本发明利用分流阀或者气管接头将总气压分成多股相等的气压，配合夹持控制组件的得电与失电，从而同时控制八个夹持进给组件的夹紧与松开。本发明采用主从式同步进给控制方案实现对各电机的同步转动，即以任意一个电机轴作为主动轴，其他电机轴作为从动轴，从动轴以主动轴的输出值作为输入指令，进而维持四个电机的同步运动，保证柔性膜在各个位置的同时进给。本发明中，夹持控制组件控制多套动夹持进给组件同时夹紧柔性膜，然后静夹持进给组件同时松开，多处位置的夹紧减小了柔性膜的挠度，为柔性膜输送的稳定性准备了条件；进给控制组件利用主从式同步进给控制方案控制进给驱动组件同时运动，带动动夹持进给组件同时正向进给，保证柔性膜在各个位置的同时进给，不会出现松弛或拉紧褶皱；在动夹持进给组件到达极限位置时，进给控制组件迫使进给驱动组件停止运动，接着夹持控制组件控制多套静夹持进给组件同时夹紧柔性膜，然后动夹持进给组件同时松开，从而使柔性膜一直有夹持载体，不会突然松弛；进给控制组件驱动进给驱动组件同时逆向运动，直至动夹持组件回到各自的起始位置，此过程中静夹持进给组件夹紧柔性膜，保证柔性膜不会由于动夹持进给组件的反向拖拉而逆向运动；夹持控制组件控制动夹持进给组件同时夹紧柔性膜，然后静夹持进给组件同时松开，在避免突然松弛的同时，柔性膜在多个位置的同时进给也准备就绪。本发明同时使用多套同步夹持进给装置减小柔性膜的大跨距工况下的下垂，实现柔性膜间歇进给的稳定、准确输送。而且，在柔性膜的输送过程中始终有夹持进给组件夹持柔性膜，避免了柔性膜在切换夹持载体时的突然松弛。另外，使动、静夹持进给组件同时夹紧、同时松开式的互补切换，容易实现柔性膜的往返间歇进给。同时，采用主从式同步控制方案使进给驱动组件同时运动，保证柔性膜在多个位置的同时进给，防止产生松弛或拉紧褶皱。
图I是本实施例中的用于柔性膜同步输送的夹持进给系统的结构示意图；图2是图I中的夹持进给装置的结构示意图；图3是图I中所用的气压分流过程实现框图；图4是图I中所用的主从式同步进给控制方案实现框图。
具体实施例方式现结合附图和较佳实施例详细说明本发明。如图I所示，本发明的较佳实施例中的夹持进给西系统包括四套夹持进给装置100、气源300、电源400、进给控制组件500、夹持控制组件600。本实施例中夹持进给装置100的数量仅是示例性的，不构成对其的限制，实际上夹持进给装置100的数量可以根据实际情况具体设定。四套夹持进给装置100在柔性膜200的进给方向上依次间隔布置，每套夹持进给装置100包括2个平行对置的夹持进给组件，该夹持进给组件能够夹紧穿过其的柔性膜200。柔性膜200依次穿过四个夹持进给装置100的八个夹持进给组件，且柔性膜200在四个位置处于同一个水平面上。
四套夹持进给装置100在柔性膜200进给方向上的轴线重合，垂直于柔性膜200进给方向平行，柔性膜200的抗弯能力较差，多套夹持进给装置100的间隔布置减小了柔性膜200因跨距过大产生的挠度，保证了柔性膜200输送的稳定性。电源300处于柔性膜200的某一侧，通过电线与进给控制组件500、夹持控制组件600连接。气源300与电源400在同一侧，通过气管与夹持控制组件600连接。夹持控制组件600通过气管、电线与四个夹持进给装置100连接。进给控制组件500通过电线与四个夹持进给装置100连接，且与夹持控制组件600通过电线连接。如图2所示,夹持进给装置100包括动夹持进给组件110、静夹持进给组件120、进给驱动组件130。其中，进给驱动组件130还包括电机131、模组(也称单向驱动器)132、底板133。电机131与模组132同轴，并且都固定在底板133上。静夹持进给组件120固定于底板133上，而动夹持进给组件110处于电机131和静夹持进给组件120之间，并固定于模组132的动滑块上，可以往返移动。如图1-2所示，当气源300、电源400接通后，夹持控制组件600控制四个动夹持进给组件110同时夹紧柔性膜200，接着四个静夹持进给组件120同时松开，保证柔性膜不会突然松弛。然后，进给控制组件500控制四个进给驱动组件130同时运动，带动动夹持进给组件110同时正向进给，保证柔性膜200在四个位置的同时进给，不会出现松弛或拉紧褶皱。当动夹持进给组件110到达极限进给位置时，进给控制组件500迫使进给驱动组件130停止运动，接着夹持控制组件600控制四个静夹持进给组件120同时夹紧柔性膜，从而使柔性膜200 —直有夹持载体，不会突然松弛。然后四个动夹持进给组件110同时松开，再接着进给控制组件500驱动四个进给驱动组件130同时逆向运动，直至四个动夹持进给组件110回到各自的起始位置，此过程中静夹持进给组件120夹紧柔性膜200，保证柔性膜200不会由于动夹持进给组件110的反向拖拉而逆向运动。此后,夹持控制组件600控制四个动夹持进给组件110同时夹紧柔性膜200，四个静夹持进给组件120同时松开，柔性膜200在四个位置的同时进给处于准备就绪状态。如图3所示，夹持控制组件600实现对四个静夹持进给组件120或四个动夹持进给组件110的同时控制通过分流阀(或气管接头)601实现。输入的总气流经过五口分流阀601( —个入口，四个出口)后输出四份等压气流，使夹持进给组件120或110拥有相同的夹持力且同时进行夹持或松开，避免了进给时柔性膜200出现突然松弛或拉紧褶皱的现象。
如图4所示，四个进给驱动组件130的同时运动是通过对其驱动电机131采用主从式同步进给控制方案来实现的。以其中一个进给驱动组件130中的电机131 (在图4中对应电机BI)作为电机主动轴，其他三个进给驱动组件130中的电机131 (在图4中对应电机B2、B3和B4)作为从动轴，电机BI的编码器的反馈值作为电机B2、B3、B4的运动输入值，这样只要控制电机BI的运动，B2、B3、B4便会以跟随的方式进行同步运动。图4中的1x07为主动轴的影响因子，1x08为位置环影响因子，1x09为速度环影响因子。若假设u I表不主动电机的速度，u 2表不从动电机的速度,则其基本关系式为u 2=ul 1x07/1x09。另外，PID为比例-积分-微分控制器，它根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量的整定参数，从而对被控对象进行控制。1/s为积分环节的传递函数，使输出量与输入量的积分成正比。如图1-4所示，在实际工作开始时，气源300、电源400接通，夹持控制组件600控制四个动夹持进给组件110同时夹紧以及四个静夹持进给组件120同时松开，使柔性膜不会突然松弛，确保输送的精确性。当柔性膜200准备进给时，进给控制组件500通过主从式同步进给控制方案控制四个进给驱动组件130同时运动，带动四个动夹持进给组件110同时正向进给，保证柔性膜200在四个位置的同时进给，不会出现松弛或拉紧褶皱。当动夹持进给组件110到达极限进给位置时，夹持控制组件600再次控制四个静夹持进给组件120同时夹紧以及四个动夹持进给组件110同时松开，保证四个动夹持进给组件110返回时不会拖拉柔性膜使其逆向运动。接着进给控制组件500再次通过主从式同步进给控制方案控制四个进给驱动组件130同时反向运动，直至动夹持进给组件110回到起始位置。
权利要求
1.一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，以实现对柔性膜(200)的进给输送，其中，该系统包括沿进给方向依次间隔布置的多套夹持进给装置(100)，且每套夹持进给装置(100)包括一动夹持进给组件(110)和一静夹持进给组件(120)，其特征在于， 通过各动夹持进给组件(Iio)和静夹持进给组件(120)对所述柔性膜(200)的交替夹持，并且在所述动夹持进给组件(Iio)夹持时该动夹持进给组件(110)沿进给方向移动,在所述静夹持进给组件(120)夹持时该动夹持进给组件(110)沿进给反方向返回初始夹持位置的循环过程，实现对所述柔性膜(200)的进给输送。
2.根据权利要求I所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，所述夹持进给装置(100)还包括进给驱动组件(130)，用于驱动所述动夹持进给组件(110)在进给方向上的往复移动。
3.根据权利要求2所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，所述进给驱动组件(130)包括电机(131)、模组(132)和底板(133)，所述静夹持进给组件(120)固定于该底板(130)上，所述电机(131)与模组(132)同轴，且均固定在该底板(133)上，所述动夹持进给组件(110)固定于模组(132)的动滑块上，在电机(131)的驱动下通过该动滑块带动所述进给驱动组件(130)运动，实现其在所述底板(133)上的往返移动。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，该系统还包括进给控制组件(500)，用于控制各夹持进给装置(100)中的所述进给驱动组件(130)上的电机(131)的同步转动，以实现对各动夹持进给组件(110)的同步移动。
5.根据权利要求4所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，进给控制组件(500)采用主从式同步进给控制实现对各电机(131)的同步转动，即以其中一个电机(131)作为主动电机，其余电机(131)作为从动电机，以该主动电机编码器的反馈值作为从动电机的运动输入值，以实现各电机(131)的同步转动。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，该系统还包括夹持控制组件￠00)，用于控制各动夹持进给组件(110)或各静夹持进给组件(120)的运动，实现各动夹持进给组件(110)或各静夹持进给组件(120)对柔性膜(200)的同步夹持或松开。
7.根据权利要求6所述的一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，其特征在于，所述夹持控制组件(600)对各静夹持进给组件(120)或各动夹持进给组件(110)的同时控制通过分流阀或气管接头￠01)实现，该分流阀或气管接头￠01)将控制气流均分为多份等压气流，每份等压气流用于驱动静一夹持进给组件(120)或一动夹持进给组件(110)动作，以夹紧或松开。
8.一种利用权利要求1-7之一所述的夹持进给系统进行柔性膜的同步输送的方法，具体包括 各夹持进给装置(100)的动夹持进给组件(110)夹紧所述柔性膜(200)并保持各静夹持进给组件(120)松开的步骤； 同步驱动所述各动夹持进给组件(110)朝进给方向移动一定距离的步骤； 各夹持进给装置(100)的静夹持进给组件(120)夹紧所述柔性膜(200)，并驱动所述各动夹持进给组件(110)沿进给方向的逆方向返回初始夹紧位置的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种用于柔性膜同步输送的夹持进给系统，包括沿进给方向依次间隔布置的多套夹持进给装置，且每套夹持进给装置包括一动夹持进给组件和一静夹持进给组件，通过各动夹持进给组件和静夹持进给组件对所述柔性膜的交替夹持，并且在所述动夹持进给组件夹持时该动夹持进给组件沿进给方向移动，在所述静夹持进给组件夹持时该动夹持进给组件返回初始夹持位置的循环过程，实现对所述柔性膜的进给输送。本发明还公开了利用上述系统进行柔性膜同步输送的方法。本发明在柔性膜的输送过程中始终有夹持进给组件夹持柔性膜，同时采用夹紧或松开的交替切换，实现柔性膜的往返间歇进给，而且使进给驱动组件同时运动，保证柔性膜在多个位置的同时进给。
文档编号B65H20/16GK102674056SQ20121012312
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者尹周平, 熊有伦, 程小明, 陈建魁 申请人:华中科技大学