一种多卷料适用性弹性导辊式微型自动复卷机的制作方法

本发明属于航天技术领域，特别是涉及到应用于航天总装过程的多卷料适用性弹性导辊式自动复卷机。

背景技术：

运载火箭、导弹及其他航天器在总装过程中对管路、电缆有防热、防水,防磕等防护要求，因此需将管路、电缆等缠绕隔热、防水材料(玻璃纤维带、聚氯乙烯带、聚四氟乙烯带、防水套等)。为了方便缠绕，需将大卷耗材(母卷)手工复卷成小卷(子卷)。目前手工复卷作业已远远不能满足现役型号量产和高质量的需要，且传统的复卷设备复卷卷料又较单一、不满足上箭材料对防静电的要求，因此需要设计一种适用于多种卷料，且满足航天产品要求的自动化复卷机。

(1)手工复卷存在如下缺点：

i、工作效率低；

ii、可能产生静电，对与上箭产品存在安全风险；

iii、复卷质量差，可能对耗材产生二次伤害并引入多余物；

iv、对身体有害，无法避免玻璃纤维被吸入呼气道。

(2)传统复卷设备存在如下缺点：

i、适用卷料单一。传统复卷设备为保证卷料处理的稳定性，单台设备对卷料的夹持、检测都比较单一，不能适用多种卷料的母卷宽度要求，不能保证复卷后子卷的松紧度符合要求。

ii、复卷过程控制繁冗。传统设备针对短距离的卷料输送，尤其是窄而透明的卷料并不适用。

iii、缺乏有效的防静电措施，不符合航天企业上箭产品的防静电标准。

iv、传统设备体积较大，不适合在航天总装现场应用，且需多人协同操作。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种多卷料适用性弹性导辊式微型自动复卷机，用于实现自动化复卷，将不同母卷线轴直径的带状母卷卷料通过绕转形成一定尺寸的子卷卷料。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多卷料适用性弹性导辊式微型自动复卷机，包括传动系统和控制系统，所述传动系统设有弹性导辊和磁粉制动器，所述控制系统设有控制器和磁粉制动驱动器，所述磁粉制动器和弹性导辊相配合形成柔性控制装置，所述控制器通过磁粉制动驱动器对磁粉制动器进行控制；所述传动系统还设有防静电装置。

进一步的，所述传动系统包括送料机构、行程导辊a、弹性导辊机构a、弹性导辊机构b、行程导辊b、绕卷机构；卷料由送料机构引出，依次经过行程导辊a、弹性导辊机构a和弹性导辊机构b，再经过行程导辊b，在绕卷机构带动下卷曲形成子卷。

更进一步的，所述绕卷机构设有复卷到位传感器，所述行程导辊a设有检料传感器，所述复卷到位传感器和所述检料传感器连接所述控制系统。

更进一步的，所述弹性导辊机构a包括行程导辊a’和弹性导辊a’，所述弹性导辊机构b包括行程导辊b’和弹性导辊b’.

再进一步的，所述弹性导辊a’和弹性导辊b’结构相同，主要由滚筒、张力弹杆、纠偏环a、纠偏环b、弹簧、搭接板组成；通过滚筒装置上纠偏环a和纠偏环b完成卷料输送过程的转向和纠偏，张力弹杆使卷料在缠卷过程中时刻处于绷紧状态，避免缠卷过程中由于拉力突变导致导向辊变形和卷料变形。

更进一步的，所述送料机构主要由磁粉制动器、轴承座、放卷辊、卷料固定夹板a、卷料固定夹板b组成，固定夹板a和固定夹板b将卷料悬挂固定后，绕卷机构与磁粉制动器配合，使卷料始终处于绷紧状态。

再进一步的，所述固定夹板a靠近壁板的一侧，为平面结构；所述固定夹板b为锥面结构，适用不同母卷线轴直径。

更进一步的，所述绕卷机构主要由卷曲辊、料筒、卷曲夹板组成，卷曲辊在直流电机带动下，将传送来的卷料缠绕成卷。

进一步的，所述控制系统设于维护柜内，所述传动系统置于维护柜外壁悬挂；所述控制系统包括控制器，以及与控制器连接的触屏、手动速比显示液晶屏、磁粉制动驱动器、手动调速旋钮、若干电气开关组件组成。

更进一步的，所述控制器为单片机或plc。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明实现了将不同种类、尺寸的大卷卷料复卷成小卷卷料的功能，可以实现卷料在复卷过程的自动纠偏；

2、本发明实现了复卷过程的自动控制，即自动控制为主，手动控制为辅的工作模式，并满足航天产品防静电要求；

3、本发明可避免复卷过程中由于速度突变使拉力突变导致的卷料强拉问题；

4、本发明在复卷过程中安装复卷到位传感器、检料传感器，节约了人力监护；

5、设备内部安装了防静电装置，消除了复卷过程中的静电危害，满足航天企业对卷料的防静电要求；

6、设备体积小，便于单人桌面操作；

7、采用外壁悬挂式结构，有利于更换卷料维护。

附图说明

图1是本发明实施例的主视图；

图2是本发明实施例的后视图；

图3是本发明实施例的左视图；

图4是本发明实施例的传动系统组成示意图；

图5是本发明实施例的送料机构示意图；

图6是本发明实施例的弹性导辊机构示意图。

其中：

1、蜂鸣器；2、触摸屏；3、电源指示灯；4、磁粉制动驱动器；

5、电源开关；6、手动调速旋钮；7、急停开关；

8、手动速比显示液晶屏；9、散热风扇；

10、维护柜门；11、支脚；

12、送料机构；13、弹性导辊机构a；14、行程导辊a；

15、弹性导辊机构b；16、行程导辊b；17、绕卷机构；

18、复卷到位传感器；19、检料传感器；

20、行程导辊a’；21、弹性导辊a’；22、弹性导辊b’；

23、行程导辊b’；24、磁粉制动器；25、轴承座；

26、放卷辊；27、卷料固定夹板a；28、卷料固定夹板b；

30、张力弹杆；31、纠偏环a；32、搭接板；

33、滚筒；34、纠偏环b；35弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明主要由送料结构、弹性导向机构、纠偏机构、绕卷机构、检测机构、防静电装置及控制系统组成。通过手动或自动控制，可实现多种卷料、不同尺寸的复卷工作，当达到设定复卷厚度或者缺料时设备自行停止并报警。本发明较佳示意图如图1、图2、图3所示。

如图3、图4所示，设备工作时，卷料由送料机构12引出，依次经过行程导辊a14、弹性导辊机构a13(由行程导辊a’20和弹性导辊a’21组成弹性导辊机构)和弹性导辊机构b15(由行程导辊b’23和弹性导辊b’22组成弹性导辊机构)，再经过行程导辊b16，在绕卷机构17带动下卷曲形成子卷。检料传感器19检测确保设备供料是否充足，复卷到位传感器18技术检测子卷是否复卷到位。

1)送料机构：

送料结构的功能是将悬挂的母卷卷料固定后稳定地向导向辊输送，主要由磁粉制动器25、轴承座25、放卷辊26、卷料固定夹板a27、卷料固定夹板b28等组成，结构如图5所示。卷料固定夹板a27、卷料固定夹板b28将卷料悬挂固定后，绕卷机构17与磁粉制动器24配合，使卷料始终处于绷紧状态。

为使设备适用不同母卷线轴直径(不同卷料中间孔径大小不一)，靠近壁板的一侧的卷料固定夹板a27为平面结构，另一侧卷料固定夹板b28为锥面结构。送料机构放卷辊26通过轴承座25与壳体固定，确保结构稳定。

2)弹性导辊机构：

弹性导辊a’21和弹性导辊b’22结构相同，主要由滚筒33、张力弹杆30、纠偏环a31、纠偏环b34、弹簧35、搭接板32组成。设备通过滚筒33装置上纠偏环a31和纠偏环b34完成卷料输送过程的转向和纠偏。

弹性导辊结构主要作用是通过张力弹杆30使卷料在缠卷过程中时刻处于绷紧状态，避免缠卷过程中由于拉力突变导致导向辊变形和卷料变形。

3)绕卷机构

绕卷机构主要由卷曲辊、料筒、卷曲夹板组成，卷曲辊在直流电机带动下，将导向机构传送的卷料缠绕成卷。

4)检测机构

设备检测机构主要有两个功能：一、通过在卷曲辊下方设置复卷到位传感器18，可以实现子卷直径满足要求后自动停机并报警。二、设备运行过程中，当卷料用尽时，位于行程导辊a14上的检料传感器19被触发，电机停转，设备报警。

5)防静电装置

为了符合航天企业对上箭(弹)产品的防静电要求，设备内置防静电装置，对复卷出来的小卷经过防静电处理，符合上箭(弹)标准。

(1)控制系统

本发明的电控系统位于悬挂式传动机构左侧的电控柜内，电控系统包括触屏2，手动速比显示液晶屏8、磁粉制动驱动器4、手动调速旋钮6、若干电气开关组件及控制器组成。设备工作可选择两种模式，一是手动工作模式，即通过手动调速旋钮6控制复卷转速，通过磁粉制动驱动器4手动调节张力，该功能主要用于陌生卷料的复卷，在测试最佳张力效果相关参数后添加到自动模式的卷料选择界面。二是自动工作模式，即通过触屏设置当前卷料张力数值和始末转速使设备运行时自行达到手动工作状态，该状态通过数据输入规定了最佳缠绕的参数，适合常用卷料的直接复卷工作。

本发明实施例检测装置中使用的复卷到位传感器和检料传感器并不限于使用何种传感器来达到工作目的。

本发明实施例的控制系统的控制器在本设计方案中使用单片机，使用plc同样可以达到控制效果。

本发明实施例使用的纠偏环是手动调节机构，采用自动伸缩的纠偏环结构装置效果是一样的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。