CN103394441A - 辊间间隙调节***及控制流程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂布复合机领域，目的是提供一种辊间间隙调节***，该***以气缸为控制转移辊在直线导轨移动的动力源之一，而直线步进电机作为转移辊在直线导轨移动的又一动力源，其通过丝杆、微距滑块对转移辊施加推力，两动力源共同作用，保证了转移辊在直线导轨上的可靠受控滑动。控制***根据间隙设定值通过控制直线步进电机和气缸以控制转移辊的移动，间隙检测装置实时测得间隙值反馈至控制***，确保其自动调整的准确性。而鉴于辊间间隙的精度要求，直线步进电机通过丝杆将回转运动转化为直线运动，微距滑块在安装座的楔形面上的滑动位移在直线导轨方向上的分量即为转移辊相对计量辊的移动位移，由此达到高精度的微间隙移动。

Description

辊间间隙调节***及控制流程

技术领域

本发明涉及涂布复合机领域，特别是指一种辊间间隙调节***及控制流程。

背景技术

目前国内广泛采用的复合方式多为先涂布后复合，而涂布较常见为辊转动式涂布，即是在计量辊与转移辊间留有间隙，在间隙上方注有涂布液，转移辊转动，传送走涂布液。此处的辊间间隙值极为重要，其直接影响到涂布的厚度，一般间隙值为7～12丝。现有的调节间隙采用塞尺进行测量，人工手轮调节的方式。该方式的调节难度极大，个性差异化较大；且间隙间可调距离范围小，不便于清洁。

发明内容

本发明提出一种辊间间隙调节***及控制流程，解决了现有技术中间隙调节准确度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种辊间间隙调节***，包括固定的计量辊和与所述计量辊形成涂布间隙的转移辊，所述转移辊通过安装座安装在固定框架上，所述安装座与固定框架间设置有直线导轨、滑块和气缸，所述气缸控制安装座在直线导轨上滑动，其还包括间隙检测装置，所述安装座设置有楔形面，在所述契形面上贴合移动有微距滑块，所述微距滑块连接有微距导轨，该微距导轨相对固定框架固定，所述微距滑块连接有丝杆，所述丝杆通过轴承器连接有直线步进电机，所述直线步进电机连接有控制***，所述控制***与间隙检测装置通信连接。

在本技术方案中，气缸为控制转移辊在直线导轨移动的动力源之一，而直线步进电机作为转移辊在直线导轨移动的又一动力源，其通过丝杆、微距滑块对转移辊施加推力，两动力源共同作用，保证了转移辊在直线导轨上的可靠受控滑动。控制***根据间隙设定值通过控制直线步进电机和气缸以控制转移辊的移动，间隙检测装置实时测得间隙值反馈至控制***，确保其自动调整的准确性。而鉴于辊间间隙的精度要求，直线步进电机通过丝杆将回转运动转化为直线运动，微距滑块在安装座的楔形面上的滑动位移在直线导轨方向上的分量即为转移辊相对计量辊的移动位移，由此达到高精度的微间隙移动。

进一步的，所述安装座的一端与气缸连接，安装座的另一端设置楔形面，所述直线导轨水平设置在安装座的底端，所述直线步进电机固定连接在固定框架上，所述丝杆通过轴承支撑在固定框架上。

基于现有涂布机构中计量辊与转移辊的结构，采用上述结构，气缸对安装座的力与微距滑块在直线导轨方向对安装座的力方向相反，因此将两者各置在安装座一端，转移辊的受力更能保持稳定，移动过程容易控制。为保证电机与丝杆的运转，将其定位在固定框架上。

所述间隙检测装置包括磁栅和磁头，所述磁栅设置在安装座顶部的固定框架上并与直线导轨平行设置，所述磁头与转移辊的圆心相对静止设置。磁栅能达到0.5um的精度，因此对于微间隙极为适用。

作为本调节***的另一优选方案，所述间隙检测装置包括光电编码器，所述光电编码器设置在丝杆或直线步进电机上。其作为理想的角度传感器，可以实现角位移等物理量的精确测量，输出信号与控制***相连接，不仅能够实现数字测量与数字控制，而且与其他同类用途的传感器相比，具有精度高、测量范围广、使用可靠、易于维护等优点。

又为限定丝杆的移动范围，确保***的安全性，在微距滑块沿丝杆移动的路径上设置有接近开关，所述接近开关用于限位微距滑块滑动的上下限。所述接近开关固定连接在微距滑块上，该接近开关包括上、下接近开关。

为确保精密调节，消除调节机构的间隙，所述丝杆为双螺母无间隙滚珠丝杆，丝杆螺母安装于微距滑块上，丝杆由平面轴承和深沟球轴承固定于支架上。

优选的，选择PLC控制器对电机和气缸进行控制，从操作简易性和直观性考虑，工作人员通过人机界面对PLC控制器传达控制要求。

本发明还提供了上述辊间间隙调节***的控制流程，具体如下：

第一步，通过控制***输入间隙调节的控制命令；

第二步，判断控制命令，控制命令为分离操作，则进入第三步；控制命令为具体间隙值，则进入第四步；

第三步，计量辊与转移辊分离，即：

步骤一，直线步进电机运转，微距滑块上移，气缸收拢；

步骤二，微距滑块移至上限，接近开关动作，直线步进电机停止；

步骤三，控制流程结束；

第四步，计量辊与转移辊间隙调节，即：

步骤一，判断有无上限位信号，无上限位信号则进入步骤二，有上限位信号则进入步骤三；

步骤二，直线步进电机运转，微距滑块上移，气缸收拢，重复步骤一；

步骤三，直线步进电机转动，气缸外伸，测量间隙值，进入步骤四；

步骤四，控制***比较间隙值与间隙测量值，两者相等则进入步骤七，间隙值大于间隙测量值则进入步骤五，隙值小于间隙测量值则进入步骤六；

步骤五，直线步进电机转动，微距滑块上移，气缸收拢，返回步骤四；

步骤六，直线步进电机转动，微距滑块下移，气缸伸出，返回步骤四；

步骤七，直线步进电机停止转动，控制流程结束。

即是从人际界面上输入具体的间隙值时，PLC控制器根据当前间隙进行计算，直接发给电机运行的位置信息，同时通过间隙检查进行调节量的位置判断，当间隙值与目标值相同时停止移动，当间隙值大于目标值时转移辊继续向计量辊移动，反之同理。通过本控制流程实现了精密调节与精度控制的闭环控制，由于加入的反馈检测，确保了本***万无一失，达到精密控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种辊间间隙调节***的结构原理图；

图2为本发明一种辊间间隙调节***的具体结构示意图；

图3为本发明一种辊间间隙调节***的接近开关的安装结构图；

图4为本发明基于辊间间隙调节***的控制流程的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种辊间间隙调节***，如图2所示，包括固定的计量辊和与所述计量辊间形成涂布间隙的转移辊，所述转移辊通过安装座7安装在固定框架12上，所述安装座7与固定框架12间设置有直线导轨3、滑块和气缸4，所述气缸4控制安装座7在直线导轨3上的滑动，其还包括间隙检测装置，所述安装座7设置有楔形面，在所述契形面上贴合移动有微距滑块6，所述微距滑块6连接有微距导轨5，该微距导轨5相对固定框架12固定，所述微距滑块6连接有丝杆2，所述丝杆2通过联轴器11连接有直线步进电机1，所述直线步进电机1连接有控制***，所述控制***与间隙检测装置通信连接。

在本技术方案中，气缸4为控制转移辊在直线导轨3移动的动力源之一，而直线步进电机1作为转移辊在直线导轨3移动的又一动力源，其通过丝杆2、微距滑块6对转移辊施加推力，两动力源共同作用，保证了转移辊在直线导轨3上的可靠受控滑动。控制***根据间隙设定值通过控制直线步进电机1和气缸4以控制转移辊的移动，间隙检测装置实时测得间隙值反馈至控制***，确保其自动调整的准确性。而鉴于辊间间隙的精度要求，直线步进电机1通过丝杆2将回转运动转化为直线运动，微距滑块6在安装座7的楔形面上的滑动位移在直线导轨3方向上的分量即为转移辊相对计量辊的移动位移，由此达到高精度的微间隙移动。

进一步的，所述安装座7的一端与气缸4连接，安装座7的另一端设置楔形面，所述直线导轨3水平设置在安装座7的底端，所述直线步进电机1固定连接在固定框架12上，所述丝杆2通过轴承支撑在固定框架12上。

基于现有涂布机构中计量辊与转移辊的结构，采用上述结构，气缸4对安装座7的力与微距滑块6在直线导轨3方向对安装座7的力方向相反，因此将两者各置在安装座7一端，转移辊的受力更能保持稳定，移动过程容易控制。为保证电机与丝杆2的运转，将其定位在固定框架12上。

如图1所示，两辊（A辊为计量辊，B辊为转移辊）间的间隙设为dmm，楔形面与竖直方向的倾斜度为α°，即转移辊在直线导轨3上的位移（即间隙变化位移Δd）与微距滑块6在竖直方向的位移的比值为tanα°，当α的值越小，则比值越大，每次能精确的位移量越细。电机转角与丝杆2的上下位移间也有转化比，由此进一步将较粗略的位移量转化为精细的位移量，实现了高精度微距调节控制。

所述间隙检测装置包括磁栅8和磁头，所述磁栅8设置在安装座7顶部的固定框架12上并与直线导轨3平行设置，所述磁头与转移辊的圆心相对静止设置。磁栅8能达到0.5um的精度，因此对于微间隙极为适用。显然地，采用光栅也能达到精确测量，这里不再赘述。

作为本调节***的另一优选方案，所述间隙检测装置包括光电编码器，所述光电编码器设置在丝杆2或直线步进电机1上。其作为理想的角度传感器，可以实现角位移等物理量的精确测量,输出信号与控制***相连接，不仅能够实现数字测量与数字控制，而且与其他同类用途的传感器相比，具有精度高、测量范围广、使用可靠、易于维护等优点。

又为限定丝杆2的移动范围，确保***的安全性，如图3所示，在微距滑块6沿丝杆2移动的路径上设置有接近开关，所述接近开关用于限位微距滑块6滑动的上下限。所述接近开关固定连接在微距滑块6上，该接近开关包括上接近开关10和下接近开关9。

为确保精密调节，消除调节机构的间隙，所述丝杆2为双螺母无间隙滚珠丝杆2，丝杆2螺母安装于微距滑块6上，丝杆2由平面轴承和深沟球轴承固定于支架上。

优选的，选择PLC控制器对电机和气缸4进行控制，从操作简易性和直观性考虑，工作人员通过人机界面对PLC控制器传达控制要求。

本辊间间隙调节***的各关键部件可采用的型号如下：所述直线步进电机1型号为KSM4248D，所述联轴器11的型号为

丝杆2的型号为SFK01002，滑轨的型号为GL25CA，气缸4的型号为SDA50-25。通过该关键部件及角度α值的设置，可确定电机转角与Δd的比值。

本发明还提供了上述辊间间隙调节***的控制流程，流程图如图4所示，具体如下：

第一步，通过控制***输入间隙调节的控制命令；

第二步，判断控制命令，控制命令为分离操作，则进入第三步；控制命令为具体间隙值，则进入第四步；

第三步，计量辊与转移辊分离，即：

步骤一，直线步进电机1运转，微距滑块6上移，气缸4收拢；

步骤二，微距滑块6移至上限，接近开关动作，直线步进电机1停止；

步骤三，控制流程结束；

第四步，计量辊与转移辊间隙调节，即：

步骤一，判断有无上限位信号，无上限位信号则进入步骤二，有上限位信号则进入步骤三；

步骤二，直线步进电机1运转，微距滑块6上移，气缸4收拢，重复步骤一；

步骤三，直线步进电机1转动，气缸4外伸，测量间隙值，进入步骤四；

步骤四，控制***比较间隙值与间隙测量值，两者相等则进入步骤七，间隙值大于间隙测量值则进入步骤五，隙值小于间隙测量值则进入步骤六；

步骤五，直线步进电机1转动，微距滑块6上移，气缸4收拢，返回步骤四；

步骤六，直线步进电机1转动，微距滑块6下移，气缸4伸出，返回步骤四；

步骤七，直线步进电机1停止转动，控制流程结束。

即是从人际界面上输入具体的间隙值时，PLC控制器根据当前间隙进行计算，直接发给电机运行的位置信息，同时通过间隙检查进行调节量的位置判断，当间隙值与目标值相同时停止移动，当间隙值大于目标值时转移辊继续向计量辊移动，反之同理。通过本控制流程实现了精密调节与精度控制的闭环控制，由于加入的反馈检测，确保了本***万无一失，达到精密控制。

本发明提供了一种智能型的高精度间隙调节方案，让操作者更加简单、直观、方便地控制计量辊与转移辊的间隙，使间隙调节个性化差异得到最大降低，调节时一键操作即可完成，真正实现了智能化的精密调节，避免了再用塞尺之类的测量设备进行测量的麻烦和较大误差。且两辊间隙可拉开至25mm，清洁方便。

本***初次调试时，需要用5丝的塞尺放在转移辊与计量辊之间，然后用手动方式进行调节，当调节到塞尺无法拿出来时，即为零点，此时通过人机界面进行零点确认，此时PLC控制器会根据当前值减去5丝作为零点，之后调节就会以此为基准进行。若长期使用后需要重新校零时，重复上述操作即可。

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。

Claims (9)

1.一种辊间间隙调节***，包括固定的计量辊和与所述计量辊形成涂布间隙的转移辊，所述转移辊通过安装座安装在固定框架上，所述安装座与固定框架间设置有直线导轨、滑块和气缸，所述气缸控制安装座在直线导轨上滑动，其特征在于：还包括间隙检测装置，所述安装座设置有契形面，在所述契形面上贴合移动有微距滑块，所述微距滑块连接有微距导轨，该微距导轨相对固定框架固定，所述微距滑块连接有丝杆，所述丝杆通过轴承器连接有直线步进电机，所述直线步进电机连接有控制***，所述控制***与间隙检测装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述安装座的一端与气缸连接，安装座的另一端设置契形面，所述直线导轨水平设置在安装座的底端，所述直线步进电机固定连接在固定框架上，所述丝杆通过轴承支撑在固定框架上。

3.根据权利要求2所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述间隙检测装置包括磁栅和磁头，所述磁栅设置在安装座顶部的固定框架上并与直线导轨平行设置，所述磁头与计量辊的圆心相对静止设置。

4.根据权利要求2所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述间隙检测装置包括光电编码器，所述光电编码器设置在丝杆或直线步进电机上。

5.根据权利要求1所述的辊间间隙调节***，其特征在于：在微距滑块沿丝杆移动的路径上设置有接近开关，所述接近开关用于限位微距滑块滑动的上下限。

6.根据权利要求5所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述接近开关固定连接在微距滑块上，该接近开关包括上、下接近开关。

7.根据权利要求1所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述丝杆为双螺母无间隙滚珠丝杆，丝杆螺母安装于微距滑块上，丝杆由平面轴承和深沟球轴承固定于支架上。

8.根据权利要求1所述的辊间间隙调节***，其特征在于：所述控制***包括PLC控制器和人机界面。

9.一种基于辊间间隙调节***的控制流程，其特征在于：

第一步，通过控制***输入间隙调节的控制命令；

第二步，判断控制命令，控制命令为分离操作，则进入第三步；控制命令为具体间隙值，则进入第四步；

第三步，计量辊与转移辊分离，即：

步骤一，直线步进电机运转，微距滑块上移，气缸收拢；

步骤二，微距滑块移至上限，接近开关动作，直线步进电机停止；

步骤三，控制流程结束；

第四步，计量辊与转移辊间隙调节，即：

步骤一，判断有无上限位信号，无上限位信号则进入步骤二，有上限位信号则进入步骤三；

步骤二，直线步进电机运转，微距滑块上移，气缸收拢，重复步骤一；

步骤三，直线步进电机转动，气缸外伸，测量间隙值，进入步骤四；

步骤四，控制***比较间隙值与间隙测量值，两者相等则进入步骤七，间隙值大于间隙测量值则进入步骤五，隙值小于间隙测量值则进入步骤六；

步骤五，直线步进电机转动，微距滑块上移，气缸收拢，返回步骤四；

步骤六，直线步进电机转动，微距滑块下移，气缸伸出，返回步骤四；

步骤七，直线步进电机停止转动，控制流程结束。

Images