一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法与流程

技术特征：
1.一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统，其特征在于，包括收卷装置(6)、监测装置(4)、纠偏装置(1)、预收卷装置(2)和控制模块(10)，其中：所述收卷装置(6)包括收卷辊(5)、轴承座(8)和电动机(9)，所述收卷辊(5)设置在轴承座(8)上，由电动机(9)驱使其转动；收卷装置(6)用于实现带材收卷；所述监测装置(4)包括两个图像采集器(7)，分别设置在所述收卷辊(5)两侧，其对准进入收卷辊(5)处的带材设置，用于采集带材两侧边缘与收卷辊交会处图像；所述纠偏装置(1)在带材两侧各设一套，其包括伺服电机(101)、电机法兰(102)、丝杆升降机(103)、轴承座(105)和纠偏辊(106)，所述丝杆升降机(103)的丝杆通过电机法兰(102)与所述伺服电机(101)的轴啮合，所述纠偏辊(106)通过轴承安装在丝杆升降机(103)顶部的轴承座(105)上；所述纠偏辊(106)平时与带材相贴，张紧并辅助卷送带材；出现跑偏时，可以在伺服电机驱动下，向上抬起，拉回已卷送的跑偏带材，并对带材进行纠偏；所述预收卷装置(2)包括第一、二预收卷辊(205、208)、正反转电机(201)、联轴器(202)、第一、二连接杆(204、209)；第一、二预收卷辊(205、208)两端分通过轴承与第一、二连接杆(204，209)相连；第一连接杆(204)和第二连接杆(209)中部外侧设有转轴，第二连接杆通过轴承架设在轴承座(207)上；第一连接杆(204)通过轴承架设在轴承座(207)上，其轴通过联轴器(202)与正反转电机(201)转轴连接；预收卷装置(2)用于控制带材的张力，使带材始终处于微张紧状态，在收卷辊(5)暂停收卷时提供预收卷的功能；以上装置均与控制模块相连，并按预收卷装置、纠偏装置、监测装置和收卷装置的顺序安装在带材收放卷系统；所述控制模块(10)用于对监测装置(4)传来的图像分析处理，根据处理结果发出纠偏指令或者回复正常态指令。2.根据权利要求1所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述控制模块(10)包括输入输出接口、CPU、存储单元和通信单元；控制模块(10)分别与所述收卷装置(6)、监测装置(4)、纠偏装置(1)和预收卷装置(2)相连；接收监测装置(4)传送过来的图像，对图像分析处理，判别是否跑偏，并输出纠偏指令或者回复正常态指令给收卷装置(6)、纠偏装置(1)和预收卷装置(2)。3.根据权利要求1或2所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法为：控制模块(10)接收监测装置(4)传送过来的图像，提取图像中带材的边缘特征信息，若检测出两侧带材的边缘与收卷辊轴所成角度都在(90-θ，90+θ)内，判定为无跑偏，否则判定为带材向角度大于90+θ度的那一侧跑偏；所述θ为容许偏差角。4.根据权利要求3所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)中的边缘提取算法为Canny算子法。5.根据权利要求3所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法中，容许偏差角θ为2-4度。6.根据权利要求4所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法中，容许偏差角θ为2-4度。7.根据权利要求1或2所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述纠偏装置(1)的纠偏动作为：控制模块(10)判断出带材跑偏时，首先控制纠偏装置(1)两侧的伺服电机(101)带动两侧的丝杆升降机(103)上升相同的高度，拉回收卷辊(5)收卷处已经跑偏的这一段带材；然后控制模块(10)根据带材跑偏的方向判断纠偏装置(1)哪一侧的丝杆升降机(103)还需要继续升高，原则是继续升高带材偏向的一侧，继续升高的高度与跑偏的偏差角成正比，即跑偏一侧的伺服电机101带动这一侧的丝杆升降机103继续升高，高度与偏差角相对应。8.一种基于权利要求1的补救纠偏系统的控制方法，其特征在于：工作时，监测装置(4)实时采集收卷辊(5)两侧边缘的收卷图像，将采集到的图像传输给控制模块(10)；控制模块(10)对图像进行分析处理，判断是否跑偏。正常收卷即无跑偏态时：预收卷装置(2)和纠偏装置(1)的电机处于停转状态，纠偏辊(106)、第一预收卷辊(205)、第二预收卷辊(208)均与带材相贴，略张紧并辅助卷送带材；收卷装置(6)的电动机(9)匀速转动，带动收卷辊(5)匀速收卷；发生带材跑偏时，控制模块(10)给收卷装置(6)、纠偏装置(1)、预收卷装置(2)发送纠偏指令：收卷装置(6)的电动机(9)停止转动，收卷辊(5)停止收卷；预收卷装置(2)的正反转电机(201)相对收卷辊(5)同向运动，带动第一、二预收卷辊(205、208)以同样的方向转动，完成带材的预收卷；纠偏装置(1)两侧的伺服电机(101)开始转动，带动两侧的丝杆升降机(103)向上运动，拉回收卷辊(5)收卷处已经跑偏的这一段带材；并借助于两侧的丝杆升降机(103)上升的高度的差异使带材侧向滑动完成纠偏。当跑偏纠正后，控制模块(10)发送回复正常态指令给收卷装置(6)、纠偏装置(1)、预收卷装置(2)：收卷装置(6)重新启动，且转速高于正常收卷时的转速，使得收卷辊(5)恢复收卷；预收卷装置(2)的电动机(201)相对收卷辊(5)反向转动，放开之前预收卷的部分带材；纠偏装置(1)的电机(101)相对收卷辊(5)反向转动，带动丝杆升降机(103)下降，恢复正常收卷时的位置；当预收卷装置(2)和纠偏装置(1)都回到正常收卷时的位置时，预收卷装置和纠偏装置停止运作，收卷装置的转速调至正常收卷时的转速，系统恢复正常收卷。9.一种如权利要求1所述的带材收卷跑偏的补救纠偏系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)正常收卷过程中，实时采集收卷辊两侧边缘的收卷图像，传输给控制模块；(2)控制模块分析处理图像，判断是否跑偏，是则转(3)，否则转(1)；(3)控制模块向收卷装置、预收卷装置、纠偏装置发出纠偏指令：收卷装置暂停收卷；预收卷装置启动预收卷；纠偏装置抬起带材，拉回收卷辊处已跑偏的带材，借助于两侧的丝杆升降机上升的高度的差异使带材侧向滑动完成纠偏；(4)监测装置继续采集收卷辊两侧边缘的收卷图像，图像传输给控制模块处理；控制模块分析处理图像，判断是否恢复正常，是则转(5)，否则继续监测；(5)控制模块向收卷装置、预收卷装置、纠偏装置发出回复正常态指令：收卷装置重新启动，且转速高于正常收卷时的转速，使得收卷辊恢复收卷；预收卷装置反向转动，放开之前预收卷的部分带材；纠偏装置的电机反向转动，带动丝杆升降机下降，直至恢复正常收卷时的位置；(6)预收卷装置和纠偏装置停止运作，收卷装置的转速调至正常收卷时的转速，整个系统恢复正常收卷。