卷材处理系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卷材加工技术领域，更具体涉及一种卷材处理系统。本发明还涉及用于卷材处理系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]在例如汽车用双层钢管(镀铝和尼龙)处理系统高速运行过程中，整条管线的张力波动是影响管子涂层质量的主要因素。在这样的处理系统中，当一个开卷机上的钢管消耗完成时，需要停止该开卷机并利用压接机将该开卷机上的钢管的端部与另一开卷机上的钢管的端部压接以连续所供应的管材。在换管或者说接管的过程中，活动小车需要运动以将其储存的钢管输送至下游处理机构中以保证在换卷过程中不停止对钢管的处理程序。
[0003]在现有技术中，在换管时，通常采用速度控制方法来控制活动小车的往返移动以实现收放管线的功能，即，控制活动小车匀速往返移动。但活动小车的匀速运动可能存在问题，例如活动小车实际送管速度大于下游处理机构所需要的送管速度时，下游钢管会松弛，致使钢管的张力小于正常处理所需张力，而活动小车实际送管速度小于所需送管速度时，则钢管会过于紧绷致使钢管的张力过大甚至断裂。此外，采用这样的速度控制方式，处理系统还需要进行复杂的逻辑判断和检测，例如需确定何时开始换管和/或换管何时结束，并相应地控制活动小车匀速运动，且还需要时刻注意以防止活动小车运动过度以致于与其它设备相撞。
[0004]为此，希望提供一种能够有效控制张力波动的结构简单的卷材、尤其是汽车用钢管处理系统以及控制该系统的方法。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种卷材处理系统，其通过简单确定活动小车在更换卷材过程中的移动位置来改变施加到活动小车上的扭矩，从而以简单的系统实现更换卷材时的简单控制。本发明还提供用于上述卷材处理系统的控制方法。
[0006]根据本发明的一个方面的实施方案，提供一种卷材处理系统，其沿卷材处理路径依次包括用于供应卷材的至少一个开卷机、用于连接依序的两卷卷材的端部的压接机以及卷取机，该系统还包括:沿该卷材处理路径设置在压接机和卷取机之间的活动小车，活动小车具有供卷材绕过的滑轮机构且构造成可在一第一位置和一第二位置之间运动，用于驱动活动小车的致动机构，以及用于确定活动小车的位置的位置检测装置；其中，该系统配置成基于位置检测装置检测到的活动小车在第一位置和第二位置之间的位置来改变致动机构所施加的扭矩和/或力。
[0007]本实施方案通过位置检测装置以确定活动小车的位置并基于该确定的位置来改变致动机构施加到活动小车上的扭矩，进而能够保持在活动小车下游中的稳定的卷材张力。
[0008]在一个优选实施例中，活动小车构造成在压接机连接卷材时可沿第一方向从第一位置向第二位置移动，并在完成卷材连接时沿与第一方向相反的第二方向自第二位置返回第一位置；该系统配置成随着活动小车的位置距第一位置的距离增大而增大致动机构所施加的扭矩和/或力，且随距第一位置的距离减小而减小该扭矩和/或力，以平衡在卷材连接过程中因卷材的长度变化引起的其自身重力对张力的影响。在这里，第一位置是指在开始卷材连接时的活动小车的最大卷材储存位置，第二位置是指在卷材连接刚结束时、即开卷机刚开始恢复送卷时的活动小车的最小卷材储存位置。
[0009]为了更好地控制卷材的张力波动，优选地，该系统配置成随着活动小车的位置距第一位置的距离增大而线性增大致动机构所施加的扭矩和/或力，且随距第一位置的距离减小而线性减小该扭矩和/或力。
[0010]在一个具体实施例中，在活动小车在第一位置与第二位置之间运动的过程中，致动机构施加的扭矩以每毫米(3± I) /43000%的斜率线性增加或减小，其中斜率规定为致动机构的瞬时扭矩与额定扭矩之比的变化量与活动小车的位移变化量的比值。
[0011]具体地，致动机构构造成当活动小车在第一位置和第二位置之间移动时具有在4 %与7 %之间的瞬时扭矩与额定扭矩之比。
[0012]在一个具体实施例中，致动机构为电机，以通过调节其施加到活动小车上的扭矩来维持卷材张力，系统还包括用于安装活动小车且围绕电机安装的环带。
[0013]为了更准确地确定活动小车的位置，优选地，位置检测装置包括固定不动地设置的位置传感器，位置传感器构造成检测其与活动小车间的瞬时距离。
[0014]优选地，位置传感器位于沿活动小车在第一位置与第二位置之间的运动方向的延长线上，且在活动小车上设置有与位置传感器相对置的反光板，以通过位置传感器发射出的光线往返反光板的时间来确定瞬时距离。
[0015]优选地，还包括位于活动小车的滑轮机构上游的第一滑轮和/或位于活动小车的滑轮机构下游的用于使卷材转向的第二滑轮。在此，在第一滑轮和滑轮机构之间限定出的第一卷材段、在滑轮机构和第二滑轮之间限定出的第二卷材段以及在紧挨第二滑轮的下游处的第三卷材段相互之间可彼此平行。由此，通过合适地调节施加在活动小车上的扭矩和/或力，则可相应调整由第二卷材段施加于第三卷材段、乃至第二滑轮的整个下游卷材中的张力。
[0016]为了节省换卷时间并方便换卷操作，优选地，卷材处理系统包括构造成交替使用的两个开卷机。
[0017]在一个优选实施例中，系统还包括平整机、矫直装置、镀镍装置、感应加热装置、镀铝装置、冷却装置、底漆喷涂装置、挤压装置中的一种或多种，以对卷材进行相应处理。
[0018]在一个具体实施例中，卷材为汽车用双层钢管。
[0019]根据本发明的另一方面，提供一种用于上述的卷材处理系统的控制方法，包括以下步骤:
[0020]a.当开卷机中的卷材要耗尽时，启动压接机以连接依序的两卷卷材的端部，此时活动小车自第一位置朝向第二位置移动；
[0021]b.确定活动小车的位置；
[0022]c.根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的增大而增大致动机构施加的扭矩；
[0023]d.在卷材连接完成后，关闭压接机以允许活动小车自第二位置朝第一位置移动；
[0024]e.根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的减小而减小致动机构施加的扭矩。在这里，第一位置是指在换卷过程中的最大卷材储存位置，而第二位置为换卷过程中的最小卷材储存位置。
[0025]为了更好地平衡卷材的张力波动，其中步骤c包括:根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的增大而线性增大致动机构施加的扭矩；步骤e包括:根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的减小而线性减小致动机构施加的扭矩。
[0026]为了更精确地改变致动机构施加到活动小车上的扭矩以控制卷材的张力波动，其中步骤c包括:根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的增大而以每毫米(3±1)/43000%的斜率线性增大致动机构施加的扭矩；步骤e包括:根据所确定的活动小车的位置距第一位置的距离的减小而以每毫米(3± I)/43000%的斜率线性减小致动机构施加的扭矩；其中，斜率规定为致动机构的瞬时扭矩与额定扭矩之比的变化量与活动小车的位移变化量的比值。
[0027]本发明的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的【具体实施方式】中结合附图描述。
【附图说明】
[0028]以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中:
[0029]图1示出根据本发明的一个实施例的卷材处理系统的示意图；
[0030]图2示出了在根据本发明的一个实施例的卷材处理系统中，致动机构所施加的扭矩随活动小车移动的瞬时距离S变化所作的线性变化。
[0031 ]在本发明中，相同的附图标记被用来表示相同的或相似的特征。
[0032]附图标记列表
[0033]10-位置传感器
[0034]11-第一开卷机
[0035]12-第二开卷机
[0036]20-压接机
[0037]30-导向装置
[0038]40-平整机
[0039]51-第一滑轮
[0040]52-定滑轮
[0041]53-第二滑轮
[0042]60-卷材
[0043]60a-第一管段
[0044]60b_ 第二管段
[0045]60c-第三管段