一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置

本发明属于开/收卷设备，具体涉及一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置。

背景技术：

1、随着科技的日益进步，各行各业的设备都在向高精密方向发展，而金属极薄带材则是电子、太阳能光伏、新能源汽车等行业的关键材料。在极薄金属带材的生产和加工中，必不可少的需要对金属极薄带材进行开卷和收卷工作，为了保证开/收卷质量，必须对开/收卷过程中的张力进行控制，张力太小，容易出现褶皱，收卷不整齐的现象，张力太大，则容易使金属极薄带材出现变形甚至断裂的情况。

2、现有技术中，张力的控制主要依靠控制电机转速，进而保持开/收卷线速度的恒定不变，达到控制收卷张力的目的，但是收卷张力的影响因素除了收卷线速度之外，收卷时的包角也是很重要的影响因素，同时，现有的设备中，并未针对金属极薄带材断裂的紧急情况设置相应的应急结构，来防止金属极薄带卷出现松散的情况。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题提供了一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置。

2、为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

3、一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，包括主机架，在所述主机架的左侧设置有用于夹送金属极薄带材的夹送机构，在所述主机架与夹送机构之间设置有用于检测金属极薄带材张力的张力机构，在所述主机架的右侧设置有用于防止金属极薄带卷松散的压紧机构，在所述主机架上安装有收卷主轴，在所述收卷主轴的工作端设置有用于进行收卷的胀缩组件，在所述胀缩组件的正上方设置有距离传感器，所述距离传感器安装在探测杆上，所述探测杆与主机架固定连接，在所述收卷主轴的内部滑动设置有推拉轴，所述推拉轴用于控制胀缩组件的胀缩，所述推拉轴的末端与伺服电动缸的输出端连接，所述收卷主轴通过带传动的方式与减速器的输出轴连接，所述减速器的输入轴通过联轴器与主电机的输出轴连接，在所述主电机的输出轴上设置有编码器，所述主电机、伺服电动缸、距离传感器和编码器均与控制器电性连接。

4、进一步，所述张力机构包括冂型架，在所述冂型架内滑动设置有横梁，在所述横梁的上表面前后对称连接有两个张力电动缸，所述张力电动缸的缸体固定连接在冂型架的水平梁上，在所述横梁的两端均固定连接有安装座，在所述安装座的内侧开设有窗口，在所述安装座内从下往上依次设置有斜楔滑块、斜楔顶块、张力轴承座和压力传感器，在所述安装座内侧面的下部螺纹连接有推拉螺栓，所述推拉螺栓的端部固定连接有一号限位块，所述一号限位块设置在斜楔滑块的内部，且与斜楔滑块转动连接，在两个所述张力轴承座之间共同安装有张力辊，所述张力辊用于与金属极薄带材接触，以控制金属极薄带材的张力，所述压力传感器和张力电动缸均与控制器电性连接。

5、再进一步，在所述张力辊的两侧对称设置有对正挡板，所述对正挡板用于矫正金属极薄带材的位置，保证金属极薄带材收卷的整齐。

6、更进一步，在所述收卷主轴的末端通过连接法兰与转盘轴承的内圈固定连接，所述转盘轴承的外圈固定连接有连接座，所述连接座与主机架固定连接，在所述连接座内滑动设置有连接件，所述推拉轴穿过连接座与连接件转动连接，在所述连接件的内部设置有限位腔，在所述推拉轴的尾部套设有一号推力轴承，在所述推拉轴的末端通过沉孔螺栓固定连接有限位挡块，所述一号推力轴承和限位挡块均位于限位腔内，在所述限位挡块与限位腔的侧壁之间设置有二号推力轴承，所述伺服电动缸的活塞杆延伸至连接座内，并固定连接有二号限位块，所述二号限位块位于连接件的内部，并与连接件转动连接，所述伺服电动缸的缸体与连接座固定连接。

7、更进一步，所述夹送机构包括夹送机架，在所述夹送机架上设置有两个固定座，在所述固定座内设置有上轴承座和下轴承座，在两个上轴承座之间转动设置有上夹送辊，在两个下轴承座之间转动设置有下夹送辊，所述下夹送辊的一端安装有主动齿轮，且所述下夹送辊通过联轴器与夹送电机的输出轴连接，所述上夹送辊的一端安装有从动齿轮，所述从动齿轮与主动齿轮啮合连接，所述夹送电机与控制器电性连接。

8、更进一步，所述压紧机构包括两个固定支座，在所述固定支座上铰接有压紧臂，在两个所述压紧臂的另一端共同转动设置有压紧辊，在两个所述压紧臂的中部之间固定设置有连接杆，在所述连接杆上铰接有压紧电动缸，所述压紧电动缸的另一端转动连接在铰接座上，所述固定支座和铰接座均固定设置在地面上，所述压紧电动缸与控制器电性连接。

9、更进一步，在所述主机架的前侧设置有取料轨道，在所述取料轨道上设置有取料小车，在所述取料小车的上方设置有取料板，在所述取料板的下表面连接有四个升降电动缸，所述升降电动缸安装在取料小车上。

10、更进一步，所述取料板的上表面呈v型。

11、与现有技术相比本发明具有以下优点：

12、本发明设置了距离传感器测量金属极薄带卷的直径，进而根据测量到的金属极薄带卷的直径控制调节主电机的转速，保持开/收卷线速度的恒定不变，同时，本发明还可根据距离传感器测量到的金属极薄带卷直径，控制张力电动缸调节张力辊的高度，进而保证开/收卷过程中，金属极薄带材与金属极薄带卷之间的包角恒定不变，通过同时控制开/收卷线速度和包角，实现了开/收卷张力的精准控制；

13、本发明通过设置压力传感器对开/收卷过程中金属极薄带材的张力进行测量，根据测量结果可灵活调整开/收卷线速度和包角，保证开/收卷过程中，金属极薄带材张力的稳定，从而提高开/收卷质量；

14、本发明的张力机构在安装时，可通过旋转推拉螺栓来推动斜楔滑块进行移动，进而完成对张力轴承座和压力传感器的夹紧安装，同时，本发明可通过上述操作来对压力传感器施加预应力，进而保证压力传感器测量的准确度；

15、本发明压紧机构的压紧力通过压紧电动缸提供，在开/收卷过程中，压紧电动缸可根据金属极薄带卷直径的变化，调整压紧辊的位置，进而保证压紧力的稳定，同时，控制器可以依据压力传感器数据，来判断金属极薄带材是否出现断裂的紧急情况，若判定为金属极薄带材断裂，则可以控制压紧电动缸加大压紧力，保证金属极薄带卷不松散；

16、本发明推拉轴通过伺服电动缸进行驱动，与现有技术中采用液压缸驱动需要配备相应的设备相比，本发明采用伺服电动缸驱动降低了设备成本，结构更为简单。

技术特征：

1.一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：包括主机架（1），在所述主机架（1）的左侧设置有用于夹送金属极薄带材的夹送机构（2），在所述主机架（1）与夹送机构（2）之间设置有用于检测金属极薄带材张力的张力机构（3），在所述主机架（1）的右侧设置有用于防止金属极薄带卷松散的压紧机构（4），在所述主机架（1）上安装有收卷主轴（5），在所述收卷主轴（5）的工作端设置有用于进行收卷的胀缩组件（6），在所述胀缩组件（6）的正上方设置有距离传感器（26），所述距离传感器（26）安装在探测杆（25）上，所述探测杆（25）与主机架（1）固定连接，在所述收卷主轴（5）的内部滑动设置有推拉轴（7），所述推拉轴（7）用于控制胀缩组件（6）的胀缩，所述推拉轴（7）的末端与伺服电动缸（8）的输出端连接，所述收卷主轴（5）通过带传动的方式与减速器（9）的输出轴连接，所述减速器（9）的输入轴通过联轴器与主电机（10）的输出轴连接，在所述主电机（10）的输出轴上设置有编码器（27），所述主电机（10）、伺服电动缸（8）、距离传感器（26）和编码器（27）均与控制器（11）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：所述张力机构（3）包括冂型架（301），在所述冂型架（301）内滑动设置有横梁（302），在所述横梁（302）的上表面前后对称连接有两个张力电动缸（303），所述张力电动缸（303）的缸体固定连接在冂型架（301）的水平梁上，在所述横梁（302）的两端均固定连接有安装座（304），在所述安装座（304）的内侧开设有窗口（305），在所述安装座（304）内从下往上依次设置有斜楔滑块（306）、斜楔顶块（307）、张力轴承座（308）和压力传感器（309），在所述安装座（304）内侧面的下部螺纹连接有推拉螺栓（310），所述推拉螺栓（310）的端部固定连接有一号限位块（311），所述一号限位块（311）设置在斜楔滑块（306）的内部，且与斜楔滑块（306）转动连接，在两个所述张力轴承座（308）之间共同安装有张力辊（312），所述张力辊（312）用于与金属极薄带材接触，以控制金属极薄带材的张力，所述压力传感器（309）和张力电动缸（303）均与控制器（11）电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：在所述张力辊（312）的两侧对称设置有对正挡板（313），所述对正挡板（313）用于矫正金属极薄带材的位置，保证金属极薄带材收卷的整齐。

4.根据权利要求1所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：在所述收卷主轴（5）的末端通过连接法兰（12）与转盘轴承（13）的内圈固定连接，所述转盘轴承（13）的外圈固定连接有连接座（14），所述连接座（14）与主机架（1）固定连接，在所述连接座（14）内滑动设置有连接件（15），所述推拉轴（7）穿过连接座（14）与连接件（15）转动连接，在所述连接件（15）的内部设置有限位腔（16），在所述推拉轴（7）的尾部套设有一号推力轴承（17），在所述推拉轴（7）的末端通过沉孔螺栓固定连接有限位挡块（18），所述一号推力轴承（17）和限位挡块（18）均位于限位腔（16）内，在所述限位挡块（18）与限位腔（16）的侧壁之间设置有二号推力轴承（19），所述伺服电动缸（8）的活塞杆延伸至连接座（14）内，并固定连接有二号限位块（20），所述二号限位块（20）位于连接件（15）的内部，并与连接件（15）转动连接，所述伺服电动缸（8）的缸体与连接座（14）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：所述夹送机构（2）包括夹送机架（201），在所述夹送机架（201）上设置有两个固定座（202），在所述固定座（202）内设置有上轴承座（203）和下轴承座（204），在两个上轴承座（203）之间转动设置有上夹送辊（205），在两个下轴承座（204）之间转动设置有下夹送辊（206），所述下夹送辊（206）的一端安装有主动齿轮（207），且所述下夹送辊（206）通过联轴器与夹送电机（208）的输出轴连接，所述上夹送辊（205）的一端安装有从动齿轮（209），所述从动齿轮（209）与主动齿轮（207）啮合连接，所述夹送电机（208）与控制器（11）电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：所述压紧机构（4）包括两个固定支座（401），在所述固定支座（401）上铰接有压紧臂（402），在两个所述压紧臂（402）的另一端共同转动设置有压紧辊（403），在两个所述压紧臂（402）的中部之间固定设置有连接杆（404），在所述连接杆（404）上铰接有压紧电动缸（405），所述压紧电动缸（405）的另一端转动连接在铰接座（406）上，所述固定支座（401）和铰接座（406）均固定设置在地面上，所述压紧电动缸（405）与控制器（11）电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：在所述主机架（1）的前侧设置有取料轨道（21），在所述取料轨道（21）上设置有取料小车（22），在所述取料小车（22）的上方设置有取料板（23），在所述取料板（23）的下表面连接有四个升降电动缸（24），所述升降电动缸（24）安装在取料小车（22）上。

8.根据权利要求7所述的一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，其特征在于：所述取料板（23）的上表面呈v型。

技术总结
本发明属于开/收卷设备技术领域，具体涉及一种基于电动伺服控制的金属极薄带材开/收卷装置，包括主机架，在所述主机架的左侧设置有用于夹送金属极薄带材的夹送机构，在所述主机架与夹送机构之间设置有用于检测金属极薄带材张力的张力机构，在所述主机架的右侧设置有用于防止金属极薄带卷松散的压紧机构，在所述主机架上安装有收卷主轴，在所述收卷主轴的内部滑动设置有推拉轴，所述推拉轴的末端与伺服电动缸的输出端连接。本发明对开/收卷过程中金属极薄带材的张力进行测量，根据测量结果可灵活调整开/收卷线速度和包角，保证开/收卷过程中，金属极薄带材张力的稳定，从而提高开/收卷质量。

技术研发人员：王智鑫,王棚,李飞
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16