卷径计算方法、装置、基于卷径计算的控制方法及控制器与流程

本发明涉及设备自动控制技术领域，具体地，涉及一种卷径计算方法、装置、基于卷径计算的控制方法及控制器。

背景技术：

具有收放卷功能的装置在各种自动化设备之中有着广泛的应用，例如，成卷的离型纸胶带通过放卷轴进行放卷后，胶带被剥离并用于贴胶，而剩余的离型纸会被收卷轴重新卷绕进行成卷回收。在收放卷装置中随着收放卷的进行，放卷的卷径会逐渐变小，而收卷的卷径会逐渐变大，导致两者收放卷的线速度不一致，当装置运行一段时间后，会在收放卷之间出现堆料或者料带被拉断的情况，因此需要控制收放卷的速度，使得收放卷的速度一致，才能避免出现放卷之间出现堆料或者料带被拉断的情况进而保证卷绕装置能高速运转而不用停机，从而提高了生产效率。而获得收放卷在收放过程中的实时卷径是自动控制收放卷速度的基础，因此急需一种能简单且准确计算出收放卷实时卷径的方式，进而实现收放卷速度的自动控制。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种卷径计算方法、装置、基于卷径计算的控制方法及控制器。

本发明公开的一种卷径计算方法包括第一卷轴件、第二卷轴件以及卷料，第一卷轴件以及第二卷轴件配合对卷料进行收放；还包括以下步骤：

检测轴件对卷料进行检测，获得卷料单位时间内的收放长度l；

获得第一卷轴件单位时间内的转动角度w1，第二卷轴件单位时间内的转动角度w2；

计算得出第一卷轴件单位时间内的卷径d1，第二卷轴件单位时间内的卷径d2，

根据本发明一实施方式，检测轴件对卷料进行检测，获得卷料单位时间内的收放卷长度l，包括以下子步骤：

卷料饶设于检测轴件，检测轴件跟随卷料的收放进行同步转动；

获得检测轴件的直径d3以及单位时间内的转动角度w3，计算得出卷料单位时间内的收放长度l，

根据本发明一实施方式，计算得出第一卷轴件单位时间内的卷径计算得出第二卷轴件单位时间内的卷径

根据本发明一实施方式，卷料饶设于检测轴件，检测轴件跟随卷料的收放进行同步转动，包括以下子步骤：

卷料饶设于检测轴件；

压轴件配合检测轴件压于卷料；

检测轴件跟随卷料的收放进行同步转动。

一种卷径计算装置，包括第一卷轴件、第二卷轴件以及卷料，第一卷轴件以及第二卷轴件配合对卷料进行收放；其还包括：检测轴件；检测轴件用于检测卷料单位时间内的收放长度l。

根据本发明一实施方式，卷料饶设于检测轴件，检测轴件跟随卷料的收放进行同步转动。

根据本发明一实施方式，其还包括压轴件；压轴件配合检测轴件压于卷料，使得检测轴件跟随卷料的收放进行同步转动。

一种基于卷径计算的控制方法包括以下步骤：

根据卷径计算方法获得第一卷轴件单位时间内的卷径d1以及第二卷轴件单位时间内的卷径d2；

根据第一卷轴件单位时间内的卷径d1以及第二卷轴件单位时间内的卷径d2，分别控制第一卷轴件以及第二卷轴件的转动速度。

根据本发明一实施方式，控制第一卷轴件以及第二卷轴件的收放卷料的速度一致。

一种控制器，包括用于执行基于卷径计算的控制方法的控制模块。

本申请通过检测轴件对卷料的单位时间的收放长度l进行检测，间接的计算测得第一卷轴件以及第二卷轴件的单位时间内的卷径d1和d2，进而根据实时卷径实现收放卷的自动控制，且整个方法简单准确，易于在现有收放卷装置上进行改进，适于推广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例一中卷径计算装置的结构示意图；

图2为实施例二中卷径计算方法的流程图。

附图标记说明

1、第一卷轴件；11、放卷轴；12、放料卷；2、第二卷轴件；21、收卷轴；22、收料卷；3、卷料；31、料带；4、检测轴件；41、检测轴；5、压轴件；51、压轴。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后......仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例一

参照图1，图1为实施例一中卷径计算装置的结构示意图。本实施例中的卷径计算装置包括第一卷轴件1、第二卷轴件2、卷料3以及检测轴件4。第一卷轴件1以及第二卷轴件2配合对卷料3进行收放。检测轴件4用于检测卷料3单位时间内的收放长度l。

通过检测轴件4对卷料3的单位时间的收放长度l进行检测，间接获得第一卷轴件1以及第二卷轴件2的单位时间内的卷径，进而实现收放卷的自动控制，且整个装置简单准确，易于在现有收放卷装置上进行改进，适于推广。

复参照图1，进一步，卷料3饶设于检测轴件4。检测轴件4跟随卷料3的收放进行同步转动。具体的，第一卷轴件1以及第二卷轴件2均可分别执行收放卷动作，本实施例中以第一卷轴件1作放卷动作，第一卷轴件2作收卷动作进行说明。第一卷轴件1包括放卷轴11、放卷驱动器(图中未显示)以及放料卷12。放卷驱动器的输出端与放卷轴11连接，其驱动放卷轴11转动，本实施例中的放卷驱动器可采用电机，优选的采用伺服电机，其可通过轴连器与放卷轴11连接，也可通过同步轮及同步带的配合与放卷轴11连接，或者其他现有的方式连接，此处不做限定。放料卷12套设于放卷轴11上，放卷轴11以及放料卷12的横截面均为圆形。第二卷轴件2包括收卷轴21、收卷驱动器(图中未显示)以及收料卷22。收卷轴21、收卷驱动器以及收料卷22的结构以及作动原理与放卷轴11、放卷驱动器以及放料卷12的结构以及作动原理一致，此处不再赘述。在具体设置时，放卷轴11与收卷轴21平行，使得放料卷12与收料卷22平行，放料卷12与收料卷22之间具有间隔。

卷料3包括料带31，料带31分别与放料卷12以及收料卷22一体连接，也就是说，料带31为放料卷12释放的料带，也是收料卷22卷绕的料带。放卷轴11与收卷轴21的转动方向相反，当放卷轴11转动时，会带动放料卷12释放料带31，单位时间内放卷轴11与放料卷12的转动角度一致，当收卷轴21转动时，会带动收料卷22卷绕料带31，单位时间内收卷轴21与放卷料22的转动角度一致。随着时间的后移，放料卷12的卷径会逐渐减小，收料卷22的卷径会逐渐增大，放料卷12以及收料卷22的卷径处于变化状态。

检测轴件4包括检测轴41。检测轴41位于放卷料12以及收料卷22之间，并分别与放卷轴11与收卷轴21平行。料带31饶设于检测轴41的表面，当料带31在放卷轴11与收卷轴21的带动下进行收放动作时，料带31与检测轴41之间的摩擦力会带动检测轴41进行同步转动。检测轴41的横截面为圆形，其直径是可测得的，也就是说，检测轴41的直径是已知的。

放卷轴11、收卷轴21以及检测轴41的转动角度可实时测得，例如通过磁编码器或其他角度传感器进行检测，也就是说，单位时间内的放卷料12、收卷料22以及检测轴41的转动角度也是已知的。

料带31饶设在检测轴41上进行收放动作，带动了检测轴41转动，在转动单位时间后，即可获得检测轴41的转动角度，而检测轴41的直径是已知的，由此即可算得检测轴41转动角度所对应的自身横截面圆形的圆弧长，而该圆弧长即为料带31的单位时间内的收放长度l。而料带31在单位时间内的收放长度l，也正是放卷料12在单位时间内的放料的圆弧长，收卷料22在单位时间内的收料的圆弧长在已知放卷料12以及收卷料22在单位时间的转动角度的情况下，即可算的单位时间内的放卷料12以及收卷料22的卷径，也就是放卷料12以及收卷料22的实时卷径。从而可根据放料卷12以及收料卷22的实时卷径变化来控制放卷轴11以及收卷轴12的转动速度，进而使得收放卷的速度一致，避免出现放卷料12与收卷料22之间出现堆料或者拉断料带的情况，保证了具有收放卷功能的设备能够正常的高速运行，进而提升了生产效率。

优选的，检测轴41的表面可设置增加摩擦力的凹陷纹路，以保证其与料带31的同步运动。优选的，检测轴41的两端可通过滚珠轴承进行转动承载，以减少其转动时所收到的外力干涉。

复参照图1，更进一步，本实施例中的卷径计算装置还包括压轴件5。压轴件5配合检测轴件4压于卷料3，使得检测轴件4跟随卷料3的收放进行同步转动。具体的，压轴件5包括压轴51。压轴51与检测轴41平行，两者之间具有间距，且该间距等于料带31的厚度。进行收放作动的料带31穿过压轴51与检测轴41之间间隔，通过压轴51对料带31施加作用力，进一步增加料带31与检测轴41之间的摩擦力，保证检测轴41与料带31的同步运动状态。

实施例二

继续参照图1和图2，图2为实施例二中卷径计算方法的流程图。本实施例中的卷径计算方法包括第一卷轴件1、第二卷轴件2以及卷料3，第一卷轴件1以及第二卷轴件2配合对卷料3进行收放。其还包括以下步骤：

s1，检测轴件4对卷料3进行检测，获得卷料3单位时间内的收放长度l。

s2，获得第一卷轴件1单位时间内的转动角度w1，第二卷轴件2单位时间内的转动角度w2。

s3，计算得出第一卷轴件1单位时间内的卷径d1，第二卷轴件2单位时间内的卷径d2，

通过检测轴件4对卷料3的单位时间的收放长度l进行检测，间接的计算测得第一卷轴件1以及第二卷轴件2的单位时间内的卷径d1和d2，进而根据实时卷径实现收放卷的自动控制，且整个方法简单准确，易于在现有收放卷装置上进行改进，适于推广。

复参照图1和图2，进一步，在步骤s1中，检测轴件4对卷料3进行检测，获得卷料3单位时间内的收放卷长度l，包括以下子步骤：

s11，卷料3饶设于检测轴件4，检测轴件4跟随卷料3的收放进行同步转动。

s12，获得检测轴件4的直径d3以及单位时间内的转动角度w3，计算得出卷料3单位时间内的收放长度l，

优选的，在步骤s3中，计算得出第一卷轴件1单位时间内的卷径计算得出第二卷轴件2单位时间内的卷径

复参照图1和图2，更进一步，在步骤s11中，卷料3饶设于检测轴件4，检测轴件4跟随卷料3的收放进行同步转动，包括以下子步骤：

s111，卷料3饶设于检测轴件4。

s112，压轴件5配合检测轴件4压于卷料3。

s113，检测轴件4跟随卷料3的收放进行同步转动。

复参照图1和图2，更进一步，为便于理解，现结合实施例一中卷径计算装置对本实施例中的卷径计算方法做进一步的说明。在步骤s111中，卷料3的料带31饶设于检测轴件4的检测轴41。在步骤s12中，压轴件5的压轴51配合检测轴41压于料带31，增加了检测轴41与料带31之间的摩擦力。在步骤s113中，检测轴41跟随料带31的收放进行同步转动。如此，在步骤s11中，即可实现把料带31的收放长度l转换为检测轴41转动角度所对应的检测轴41的横截面圆形的圆弧长度。又因为上述转换过程是一个动态过程，并不是瞬间过程，因此需要经过单位时间后，才使得检测轴41会转过一定的角度，例如，10s转动60度，则60度所对应的检测轴41的横截面圆形的圆弧长就等于10s内料带31的收放长度l。

在s12步骤中，可直接通过刻度尺等工具测得检测轴41的直径d3。在检测轴41转动时，对应检测轴41的横截面圆形设置磁编码器或其他角度传感器，即可实时测得检测轴41的转动角度，进而获得单位时间内的检测轴41的转动角度w3。检测轴41转动360度为一个完整的圆。一个完整圆的周长公式为dπ，单位时间内检测轴41转动w3角度所对应的圆弧长等于料带31的收放长度l，由此我们可列出对应公式进而获得料带31单位时间内的收放长度公式

在步骤s2中，在单位时间内获得第一卷轴件1的放卷轴11的转动角度w1以及获得第二卷轴件2的收卷轴21的转动角度w2，与获得单位时间内的检测轴41的转动角度w3的方式一致，此处不再赘述。而第一卷轴件1的放卷料12套设于放卷轴11，放卷料12与放卷轴11在单位时间内的转动角度是一致的；同理，第二卷轴件2的收卷料22套设于收卷轴21，收卷料22与收卷轴21在单位时间内的转动角度是一致的。测得放卷轴11以及收卷轴21单位时间内的转动角度，也就同步测得了放卷料12以及收卷料22的单位时间内的转动角度。

在步骤s3中，放卷料12单位时间内所对应的卷径d1与转动角度w1之间具有如下关系：进而获得d1的计算公式收料卷22单位时间内所对应的卷径d2与转动角度w2之间具有如下关系：进而获得d2的计算公式再将上述料带31单位时间内的收放长度公式带入进行计算，即可获得放卷料12单位时间内卷径收料卷22单位时间内所对应的卷径也就是说，在检测轴41已知的情况下，我们只需要实时检测到放卷轴11、收卷轴21以及检测轴41的实时转动角度即可获得了放料卷12以及收料卷22单位时间内的卷径，也就是实时卷径。而在实际应用中，对轴的实时转动角度极易实现，例如装配上磁编码器等角度传感器即可，这就是使得本计算方法在现有的设备中能够非常简单的进行改装实现，改装结构简单，能够快速实现，且检测计算的结果精准，进而保证了收放卷的稳定的自动化控制。

实施例三

本实施例中的基于卷径计算的控制方法，包括以下步骤：

根据实施例二中的卷径计算方法获得第一卷轴件1单位时间内的卷径d1以及第二卷轴件2单位时间内的卷径d2。

根据第一卷轴件1单位时间内的卷径d1以及第二卷轴件2单位时间内的卷径d2，分别控制第一卷轴件1以及第二卷轴件2的转动速度。

单位时间的卷径即为实时卷径，随着时间的后移，放料卷12的实时卷径逐渐变小，收料卷22的卷径逐渐变大，放卷轴11以及收卷轴21若还以最初的转动速度进行转动，实时卷径逐渐变小的放料卷12释放的卷料3无法满足到实时卷径逐渐变大的收料卷22的卷绕速度，进而会使得卷料3被拉断，此时则需要对应增大放卷轴11的转动速度，或者减小收卷轴21的转动速度，或者同步增大放卷轴11的转动速度并减小收卷轴21转动速度。

优选的，控制第一卷轴件1以及第二卷轴件2的收放卷料3的速度一致。具体而言，由公式可知，要控制放料卷12的释放料带31的长度，就需要对应控制放料卷12的转动角度w1，而转动角度w1的控制则需要对放料卷12的转动速度进行控制，而放料卷12的转动速度是由放卷轴11的转动速度控制的，而放卷轴11的转动速度则是由放卷驱动器控制，即通过伺服电机控制，如此，只需要控制伺服电机的驱动转速即可控制放料卷12的释放料带31的长度。同理，通过控制收卷驱动器的驱动转速也可控制收料卷22的收卷速度。通过放卷驱动器以及收卷驱动器的驱动转速配合的调节，实现控制控制放料卷12释放料带31的速度与收料卷22卷绕料卷33的速度一致，如此避免料带31被拉断的同时，也能保证料带31不会堆料，保证具有收放卷功能的设备的正常运行。

实施例四

本实施例中的控制器，包括控制模块。该控制模块用于执行实施例三中基于卷径计算的控制方法。在具体应用时，控制模块可为与放卷驱动器以及收卷驱动器连接的plc或其他的控制芯片，其可执行实现实施例三中的基于卷径计算的控制方法的程序，进而实现对放卷驱动器以及收卷驱动器驱动转速的控制，实现控制控制放料卷12释放料带31的速度与收料卷22卷绕料卷33的速度一致。

综上，检测轴件对卷料的单位时间的收放长度l进行检测，间接的计算测得第一卷轴件以及第二卷轴件的单位时间内的卷径d1和d2，进而根据实时卷径实现收放卷的自动控制，且整个方法简单准确，易于在现有收放卷装置上进行改进，适于推广。

上仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。