编程控制器PLC外接一个程序可即时启动暂停的物理开关1.7。
[0024]见图1，卷绕长度控制系统3工作过程:当经过送卷轴胶带达到预定值时，计米器发出电信号控制电磁继电器3.4闭合，此时，电磁继电器3.4—路是控制可编程控制器PLC1.3停止工作，进而控制步进电机1.4和放卷气胀轴1.5停止转动；另一路是电磁继电器3.4同时切断给调速电机3.5供电的电源，从而实现放卷气胀轴1.5、送卷轴3.1、收卷气胀轴4.4均同时停止转动。当需再启动，按下计米器的复位键后，放卷气胀轴、送卷轴、收卷气胀轴同时开始转动，进行下一轮的收放卷工作。
[0025]4)见图1、图4、图5在收卷端设半闭环张力控制系统4，包括:将釆集的转动信号转为电信号的红外转动传感器4.1、接受红外线传感器采集转动信号转为控制信号的锥度张力控制器4.2、接受张力控制器控制信号转为受控转矩的磁粉离合器4.3。见图4，磁粉离合器4.3输入轴与送卷从动齿轮4.5转轴为同一根轴，见图3，送卷轴3.1与送卷主动齿轮3.8转轴为同一根轴，见图5 (同时见图1)，通过送卷主动齿轮3.8与送卷从动齿轮4.5啮合传动，磁粉离合器4.3从送卷轴3.1获得动力来源。见图4，磁粉离合器4.3输出轴通过收卷齿轮组4.6与收卷气胀轴4.4传动连接。釆集收卷气胀轴转动信号的红外转动传感器4.1固定在机架滑台上，设置位置是正对收卷齿轮组4.6。收卷气胀轴4.4两端安装两个U型快拆轴承座4.7上，两个U型快拆轴承座固定在机架9上，形成收卷端简支梁结构。
[0026]半闭环张力控制系统4工作原理过程:在胶带复卷机工作前，先测定出胶带的厚度值，再将胶带的厚度值输入到锥度张力控制器4.2中并进行输出设定。复卷机开始工作后，见图1，变频的调速电机3.5通过磁粉离合器4.3给收卷气胀轴4.4输出受控转矩，并传给胶带7。当胶带张力(或收卷气胀轴4.4卷径大小)发生变化时，收卷气胀轴的转动速度发生变化。当红外转动传感器4.1将采集到的收卷气胀轴4.4转动信号传递给锥度张力控制器4.2，
[0027]锥度张力控制器接受信号并根据预先的输出设定进行运算，然后给磁粉离合器输出实时可控信号，磁粉离合器根据信号产生相应滑差，进而向收卷气胀轴4.4传递实时可控转矩，并向收卷胶带传递实时可控张力，形成半闭环张力控制系统。
[0028]见图6，张力控制器4.2、变频器3.6、计米器3.3、电磁继电器3.4装于控制柜内.放在机架上的控制面板8上。
[0029]5)收卷端设置如下纠偏装置5:
[0030]见图6，在收卷气胀轴4.4径向Y后侧上方机架上，装设用径向合叶铰链5.2铰接的大功率激光发射器5.1。这里大功率激光发射器5.1用径向合叶铰链铰接在机架上的压辊支架6.4上平面，可使大功率激光发射器绕径向Y旋转。
[0031]手动纠偏方法:开启大功率激光发射器5.1，使得放卷气胀轴1.5、送卷轴3.1和收卷气胀轴4.4处的胶带一侧的边缘线与大功率激光发射器发射的激光束相切并处于同一竖直平面(Z-Y)内，可用上述大功率激光发射器绕径向Y旋转调整激光束方向。此时，便完成全程手动纠偏。
[0032]6)收卷端设压紧组件6:
[0033]见图6，在收卷气胀轴4.4径向Y后侧上方，设轴向X与收卷气胀轴4.4平行的压紧辊6.1，压紧辊下设两根支杆6.2，支杆下端装在固定在机架上的压辊支架6.4上，在支杆6.2下端与压辊支架6.4上平面间装使支杆和压紧辊可同时绕轴向X向下转动的轴向合叶铰链6.3。
[0034]收卷胶带压紧过程:当收卷气胀轴4.4上的胶带卷7按要求复卷完成，便自动控制使支杆6.2和压紧辊6.1同时绕轴向X向下转动压在胶带卷7上相对滾动压紧胶带，完成后，支杆和压紧辊绕轴向X向上转动复位。
[0035]整机操作及工作过程步骤如下:
[0036]I)穿胶带7:见图1，图6，首先将筒状胶带卷安置于放卷气胀轴1.5的适当位置处，再依次将胶带经过红外线光电传感器1.1A和1.1B，辗平辊2，送卷轴3.1，最终胶带的另一端粘接于收卷气胀轴4.4的圆筒上。
[0037]2)手动纠偏:开启大功率激光发射器5.1，使得放卷轴1.5、送卷轴3.1和收卷轴
4.4处的胶带一侧的边缘线与纠激光发射器5.1发射的激光束相切并处于同一竖直平面内。这样便调整收卷气胀轴1.5的圆筒、送卷轴上胶带7轴向X的位置与放卷轴一致。
[0038]3)设预定值:①设放卷轴的初始转速:主机电源启动，计算出放卷轴的理想运行速度，再通过编写可编程控制器PLC1.3程序，控制步进电机1.4的转速，使得放卷轴的初始转速与其理想运行速度相同。②设计米器3.3上收卷胶带长:按产品需求在计米器3.3上设定相应收卷胶带长。③设输出转矩:首先用测量工具测出胶带每层的厚度，然后在锥度张力控制器4.2上进行输出转矩的相应设定。
[0039]4)胶帶复卷机启动和运行:启动物理开关1.7，复卷机启动开始工作，见图1，图2，首先放卷端步进电机1.4与放卷气胀轴1.5通过放卷齿轮嗤合实现传动，当放卷气胀轴上胶带卷的出卷位置不在最佳的出卷位置时，通过双闭环出卷位置控制系统1，使胶带卷的出卷位置实时加以控制。详见上述〈出卷位置调整过程〉。
[0040]5)胶带长度控制:在送卷轴处，通过卷绕长度控制系统3，实现收卷胶带长度达到要求，整机停运。按计米器的复位键后，进行下一轮的收放卷运行。详见上述〈卷绕长度控制系统3工作过程>。
[0041]6)收卷端张力控制:通过半闭环张力控制系统4实现复卷机收卷端的恒张力的功能。详见上述〈半闭环张力控制系统4工作原理过程>。
[0042]7)收卷胶带卷压紧:详见上述〈收卷胶带压紧过程>。
【主权项】
1.出卷位置可控的恒张力胶带复卷机，包括:机架(9);在放卷端设卷有胶带的放卷气胀轴；在收卷端设卷有胶带的收卷气胀轴；其特征是: 1)设如下双闭环出卷位置控制系统(1)，包括: ①在放卷气胀轴上的胶带出卷位置沿轴向X左侧设发出和接收光电信号并输出电信号的上、下两个红外线光电传感器(1.1A, 1.1B)、沿胶带出卷位置轴向右侧设对应反射传感器光信号的位置高于传感器的上、下两个反光板(1.2A、1.2B);两个红外线光电传感器安装轴线与放卷气胀轴轴线间夹角C，20° <C〈40° ;②设接受两传感器电信号输出速度脉冲信号的可编程控制器PLC(1.3);③设接受速度脉冲信号并驱动放卷气胀轴转动的步进电机(1.4)，步进电机通过放卷齿轮(1.6)与放卷气胀轴(1.5)传动连接； 2)胶带(7)从两个红外线传感器检测区域穿过，再穿过平辗轮(2)后经过送卷轴(3.1)再传送到放卷气胀轴(4.4); 3)在送卷轴处设有卷绕长度控制系统(3)，包括:送卷轴(3.1)、接收送卷轴发出的速度信号并发出脉冲信号的编码器(3.2)、接受编码器采集的脉冲信号并发出电信号且实时显示胶带卷绕长度的计米器(3.3)、接受计米器发出电信号并控制调速电机(3.5)暂停与恢复的电磁继电器(3.4);调速电机输入端与变频器(3.6)相连；调速电机与送卷轴用送卷皮带(3.7)传动；同时，电磁继电器的输出端与放卷端可编程控制器PLC输入端直接连接； 4)在收卷端设如下半闭环张力控制系统(4)，包括:将检测的收卷气胀轴的转动信号转为电信号的红外转动传感器(4.1)、接受红外传感器采集信号转为控制信号的锥度张力控制器(4.2)、接受张力控制器控制信号转为受控转矩的磁粉离合器(4.3);磁粉离合器输入轴通过同轴的送卷从动齿轮(4.5)与送卷主动齿轮(3.8)的啮合传动与送卷轴传动连接；磁粉离合器输出轴通过收卷齿轮组(4.6)与收卷气胀轴(4.4)传动连接；固定于机架滑板上的红外转动传感器设置位置为正对收卷齿轮组； 5)收卷端设置的纠偏装置(5)，包括:在收卷气胀轴径向Y后侧上方机架上，装设用径向合叶铰链(5.2)铰接的大功率激光发射器(5.1)。
2.按权利要求1所述复卷机，其特征是在收卷端设如下压紧组件(6):收卷气胀轴径向Y后侧上方，设轴向X与收卷气胀轴平行的压紧辊(6.1),压紧辊下设两根支杆(6.2)，支杆下端装在固定在机架上的压辊支架(6.4)上，在支杆下端与压辊支架上平面间装使支杆和压紧辊可同时绕轴向X向下转动的轴向合叶铰链(6.3)。
3.按权利要求1所述复卷机，其特征是放卷气胀轴和收卷气胀轴两端均安装在直接固定在机架上的两个U型快拆轴承座上。
4.按权利要求1所述复卷机，其特征是锥度张力控制器(4.2)、变频器(3.6)、计米器(3.3)、电磁继电器(3.4)装于控制柜内.放在机架上的控制面板(9)上。
5.按权利要求1所述复卷机，其特征是所述胶带与送卷轴间凃防粘结材料。
【专利摘要】出卷位置可控的恒张力胶带复卷机。在机架上设卷有胶带的放卷气胀轴和收卷气胀轴,两轴间设送卷轴。出卷位置设有上下红外线光电传感器、PLC控制器、步进电机等双闭环出卷位置控制系统；胶带进入辗平轮。送卷轴处设含编码器、计米器、电磁继电器、调速电机、变频器的卷绕长度控制系统。收卷端设含红外转动传感器、锥度张力控制器、磁粉离合器等的半闭环张力控制系统；并设一字激光对标定位的手动纠偏；压紧组件等。彻底解决了因张力波动大导致胶带应力过大及严重变形,且胶带初始和运行精度均高,极大提高胶带卷产品质量。同时实现胶带卷长度可控；上下卷、拆換、安装等效率高；使用操作便捷等功能。可用于将大卷的聚四氟乙烯胶带卷做成需要尺寸的胶带复卷机。
【IPC分类】B65H23-198, B65H26-06, B65H23-185, B65H18-06, B65H16-06
【公开号】CN204607205
【申请号】CN201520058325
【发明人】陈华为, 王超宇, 赵武, 王晨, 王志勇, 郭鑫, 罗纯静, 罗涛, 高琪, 刘巧, 王瑞, 施天天, 高立强, 张凯
【申请人】四川大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月27日