CN103420201A - 一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组 - Google Patents

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胡嘉林
钱立
王一飞
胡科
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一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括用于引导待绕制材料的一个动滑轮和设置在动滑轮两侧的定滑轮，所述动滑轮设置在一个直线轨道上，并且能够沿直线轨道往复运动，所述动滑轮连接有位移传感器，位移传感器与控制***连接，控制***根据位移传感器测定的位移控制所述绕制机的绕制速度。所述的动滑轮上还连接有施力机构，所述的施力机构为弹簧、气缸或油缸中的任意一种，气缸或油缸与控制***连接。本发明的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，结构简单、自动化程度高，使用安全可靠，适用面积广，能够充分满足生产线的需求，适合推广使用。

Description

一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组
技术领域
本发明涉及柔性带料捆状绕制机技术领域，主要涉及的是一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组。
背景技术
目前，现有的柔性带料如制作“尿不湿”内吸附层的材料，由无纺布、绒毛浆和吸水树脂等组成，在生产、制作和使用过程中，需要将带料绕制成盘状或捆状。而且，在绕制过程中必须控制柔性带料内的张力。因为，如果张力过小，绕制成盘状或捆状之后容易松散，影响运输、储存以及使用。如果张力过大，将影响柔性带料的截面形状以及尺寸，甚至拉断该带料。所以，在柔性带料的绕制过程中，应该根据使用要求，控制绕制过程中柔性带料的张力。
目前的捆状绕制设备，大多采用可变速的电机驱动的“气涨轴”，在旋转的同时沿着平行于“气涨轴”的轴线，行程约等于“圆筒台形的料芯”的长度进行往复平行移动——每层带料按照“旋转与移动的关系——导程”绕制成螺旋状。这种绕制设备中，需要往复平行移动的是旋转的“气涨轴”部分，这一部分包括：“气涨轴”和驱动的电机，以及绕制在“气涨轴”上的带料捆等，质量较大，对应的驱动电机功率也大，而且设备的宽度至少是绕制捆状高度的两倍。
现有的捆状绕制设备，大多缺少张力控制装置和线上张力的指示装置，因此通常会在***急停时引起带料拉断或松线等事故。给绕制工艺带来了很多的困难，同时，也增加了操作人员的劳动强度。
发明内容
为了解决现有技术中绕制机功率消耗较大，带料张力不均匀等技术问题，本发明提供了一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其结构简单、自动化程度高，使用安全可靠，适用范围广，能够充分满足生产线的需求，适合推广使用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括用于引导待绕制材料的一个动滑轮和设置在动滑轮两侧的定滑轮，所述动滑轮设置在一个直线轨道上，并且能够沿直线轨道往复运动，所述动滑轮连接有位移传感器，位移传感器与控制***连接，控制***根据位移传感器测定的位移控制所述绕制机中绕制轴的转速。
所述的动滑轮上连接有配重装置，所述的配重装置内安装有配重砝码。
所述的动滑轮上还连接有施力机构，所述的施力机构为弹簧、气缸或油缸中的任意一种，气缸或油缸与控制***连接。
所述的位移传感器为直线位移传感器或光栅尺位移传感器。
所述的直线轨道包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的直线轨道包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置和两个极限位置，分别设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的位移传感器为位移标志***，所述的位移标志***设置在直线轨道上，由至少两个沿直线轨道分布的行程开关组成。
所述的动滑轮上还连接有加速度传感器。
本发明的有益效果：
1、本发明的直线导轨式功能滑轮组，结构简单、操作方便，功能滑轮组在设备中起到控制张力的作用。绕制过程中，由于功能滑轮组中带料长度的不断变化，使得动滑轮不断运动，偏离中间位置，从而实现功能滑轮组对带料的“储存”或“释放”；施力机构通过调节动滑轮的运动状态，能够方便准确地调整该段带料的张力；动滑轮上连接的位移传感器，能够将信号传输给控制***，控制***据此判别动滑轮偏移“中间位置”的方向，是“储存”还是“释放”了带料。
2、本发明的直线导轨式功能滑轮组中由至少两个行程开关组成的位移标志***，能够方便的检测到动滑轮机械运动的位置或行程，判别动滑轮偏移“中间位置”的方向，是“储存”还是“释放”了带料。由行程开关组成的位移标志***价格低廉，方便可靠，自动化程度高。
3、本发明的功能滑轮组中直线轨道的中间位置处与控制***连接的行程开关的设置，能够帮助控制***判断动滑轮偏离中间位置的方向，提高控制***的控制能力和判别准确度。
4、本发明的功能滑轮组中在动滑轮总运动行程的中间位置和两个极限位置，分别安装有一个行程开关，且行程开关均与控制***连接。中间位置的行程开关，用于控制***确认动滑轮是否处于“中间位置”；两个极限位置安装的行程开关，当动滑轮处于该位置时，控制***将发出“停止绕制”信号，避免“拉断带料”或者“带料缠绕”现象的发生，操作更安全可靠。
5、本发明的直线导轨式功能滑轮组中动滑轮上加速度传感器的设置，能够使控制***在对动滑轮的作用力进行分析时，将动滑轮的“惯性力”也计算在内，从而可以更加“精确”地控制柔性带料的张力。
6、本发明的直线导轨式功能滑轮组，绕线过程简单，自动化程度高，稳定性可靠，操作人员的劳动强度小，能够充分满足生产线的需求，具有广泛的市场前景。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的结构示意左视图。
图3为本发明中动滑轮的受力分析图。
图中标记：1、床身，2、直线轨道，3、导轨滑块，4、过渡板，5、定滑轮，6、动滑轮，7、施力机构，8、位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括用于引导待绕制材料的一个动滑轮6和设置在动滑轮6两侧的定滑轮5，所述动滑轮6设置在一个直线轨道2上，并且能够沿直线轨道2往复运动，所述动滑轮6连接有位移传感器8，位移传感器8与控制***连接，控制***根据位移传感器8测定的位移控制所述绕制机中绕制轴的转速。
所述的动滑轮6上连接有配重装置，所述的配重装置内安装有配重砝码。
所述的动滑轮6上还连接有施力机构7，所述的施力机构7为弹簧、气缸或油缸中的任意一种，气缸或油缸与控制***连接。
所述的位移传感器8为直线位移传感器或光栅尺位移传感器。
所述的直线轨道2包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的直线轨道2包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置和两个极限位置，分别设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的位移传感器8为位移标志***，所述的位移标志***设置在直线轨道2上，由至少两个沿直线轨道2分布的行程开关组成。
所述的动滑轮6上还连接有加速度传感器。
对带料内的张力进行分析：
如附图3所示，当处于定滑轮中间的动滑轮不移动或者匀速移动时。带料张力T等于 动滑轮重力G与施力机构作用力F之和的二分之一[T=（G+F）/ 2 ] 。这里施力机构的作用力F也可与滑轮重力G方向相反，则 [T=（G-F）/ 2 ] 。
当动滑轮的重力G，恰好为需要的张力T的一半时，就不需要施力机构——可以采用“配重”的方法，调整动滑轮的重力G。
以上分析，忽略了滑轮轴承、以及滑轮与带料的摩擦力，以及滑轮产生加速度后的惯性力或惯性力矩等。如果需要严格控制带料张力，上述公式中，应该计入摩擦力以及滑轮的惯性力或惯性力矩等。
实际使用时，首先参照绕制工艺，根据绕制后带料的张力要求，确定动滑轮与施力机构的合力。然后，当整个***带料输出设备与绕制捆状的设备正式工作前，将带料预紧到功能滑轮组中的动滑轮在总行程的中间位置。这时在两个定滑轮之间的带料内张力，就是动滑轮与施力机构合力的一半。
本发明的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组在使用过程中，带料按照输送方向依次绕过功能滑轮组中的各个滑轮，绕制过程中，由于功能滑轮组中带料长度的不断变化，使得动滑轮不断运动，偏离中间位置，从而实现功能滑轮组对带料的“储存”或“释放”。直线轨道的中间位置为动滑轮行程的“中间位置”，每当动滑轮偏离上述的“中间位置”时，控制***根据位移传感器的电信号能够判别此时动滑轮的运动方向，得知功能滑轮组是“储存”还是“释放”了带料。此时，控制***将调整绕制旋转轴的转速，使得动滑轮总在恢复至“中间位置”的过程中，则绕制后的捆状带料上的张力，都满足张力要求。
功能滑轮组对带料内张力的控制可以采用两种方式：1、利用对动滑轮配重的方法，在动滑轮上连接安装有配重砝码的配重装置，来控制柔性带料的张力；2、利用动滑轮上连接的施力机构，来控制柔性带料内的张力。
绕制机在绕制前的准备过程时，将柔性带料逐渐拉紧——动滑轮在总行程的中间位置时为参考点。绕制过程中，根据位移传感器的电信号，由控制***判别此刻功能滑轮组内是“储存”还是“释放”了带料。绕制机的控制***保持动滑轮总在“中间位置”附近。当控制***判别功能滑轮组内是“储存”带料时，将提高绕制旋转轴的转速，将“释放”出更多的带料；当控制***判别功能滑轮组内是“释放”带料时，将减慢绕制旋转轴的转速，将“储存”更多的带料，使得动滑轮产生回复到“中间位置”的运动，从而维持动滑轮总在“中间位置”附近。
本发明的直线导轨式功能滑轮组，结构简单、操作方便，功能滑轮组在设备中起到控制张力的作用。通过动滑轮在直线滑轨上的往复运动，功能滑轮组对带料进行一定程度的“储存”或“释放”；施力机构通过调节动滑轮的运动状态，能够方便准确地调整该段带料的张力；动滑轮上连接的位移传感器，能够将信号传输给控制***，控制***据此判别动滑轮偏移“中间位置”的方向，是“储存”还是“释放”了带料。
本发明的直线导轨式功能滑轮组中由至少两个行程开关组成的位移标志***，能够方便的检测到动滑轮机械运动的位置或行程，判别动滑轮偏移“中间位置”的方向，是“储存”还是“释放”了带料。由行程开关组成的位移标志***价格低廉，方便可靠，自动化程度高。
本发明的功能滑轮组中直线轨道的中间位置处与控制***连接的行程开关的设置，能够帮助控制***判断动滑轮偏离中间位置的方向，提高控制***的控制能力和判别准确度。
本发明的功能滑轮组中在动滑轮总运动行程的中间位置和两个极限位置，分别安装有一个行程开关，且行程开关均与控制***连接。中间位置的行程开关，用于控制***确认动滑轮是否处于“中间位置”；两个极限位置安装的行程开关，当动滑轮处于该位置时，柔性带料将处于“最张紧状态”或“最松弛”状态，控制***将发出“停止绕制”信号，绕制工作停止——制布机或者放料机以及绕制机马上停止，避免“拉断带料”或者“带料缠绕”现象的发生，操作更安全可靠。
本发明的直线导轨式功能滑轮组中动滑轮上加速度传感器的设置，能够使控制***在对动滑轮的作用力进行分析时，将动滑轮的“惯性力”也计算在内，从而可以更加“精确”地控制柔性带料的张力。
本发明的直线导轨式功能滑轮组，绕线过程简单，自动化程度高，稳定性可靠，操作人员的劳动强度小，能够充分满足生产线的需求，具有广泛的市场前景。
实施例1
一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括设置在床身1上的直线轨道2、能够在直线轨道2上任意滑动的导轨滑块3、PLC控制***以及至少两个定滑轮5和一个设置在定滑轮5之间的动滑轮6，所述的动滑轮2通过过渡板4设置在导轨滑块3上，动滑轮6上还连接有施力机构7和位移传感器8，所述的施力机构7和位移传感器8均设置在床身1上，并与PLC控制***连接。
所述的施力机构7为气缸。
所述的位移传感器8为直线位移传感器。
所述的直线轨道2包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的动滑轮6上还连接有加速度传感器，所述的加速度传感器与PLC控制***连接。
实施例2
一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括设置在床身1上的直线轨道2、能够在直线轨道2上任意滑动的导轨滑块3、PLC控制***以及至少两个定滑轮5和一个设置在定滑轮5之间的动滑轮6，所述的动滑轮2通过过渡板4设置在导轨滑块3上，动滑轮6上还连接有施力机构7和位移传感器8，所述的施力机构7和位移传感器8均设置在床身1上，并与PLC控制***连接。
所述的施力机构7为油缸。
所述的位移传感器8为增量式光栅尺位移传感器。
所述的直线轨道2包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置和两个极限位置，分别设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
所述的动滑轮6上还连接有加速度传感器，所述的加速度传感器与PLC控制***连接。
实施例3
一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括设置在床身1上的直线轨道2、能够在直线轨道2上任意滑动的导轨滑块3、PLC控制***以及至少两个定滑轮5和一个设置在定滑轮5之间的动滑轮6，所述的动滑轮2通过过渡板4设置在导轨滑块3上，动滑轮6上还连接有施力机构7和位移传感器8，所述的施力机构7和位移传感器8均设置在床身1上，并与PLC控制***连接。
所述的施力机构7为气缸。
所述的位移传感器8为位移标志***，所述的位移标志***设置在直线轨道2上，由至少两个沿直线轨道2分布的行程开关组成，
所述的动滑轮6上还连接有加速度传感器，所述的加速度传感器与PLC控制***连接。
实施例4
一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括设置在床身1上的直线轨道2、能够在直线轨道2上任意滑动的导轨滑块3、PLC控制***以及至少两个定滑轮5和一个设置在定滑轮5之间的动滑轮6，所述的动滑轮2通过过渡板4设置在导轨滑块3上，动滑轮6上还连接有位移传感器8，所述的位移传感器8均设置在床身1上，并与PLC控制***连接。
所述的动滑轮6上连接有配重装置，所述的配重装置内安装有配重砝码。
所述的位移传感器8为绝对值光栅尺位移传感器。
所述的动滑轮6上还连接有加速度传感器，所述的加速度传感器与PLC控制***连接。

Claims (8)

1.一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，包括用于引导待绕制材料的一个动滑轮（6）和设置在动滑轮（6）两侧的定滑轮（5），其特征在于：所述动滑轮（6）设置在一个直线轨道（2）上，并且能够沿直线轨道（2）往复运动，所述动滑轮（6）连接有位移传感器（8），位移传感器（8）与控制***连接，控制***根据位移传感器（8）测定的位移控制所述绕制机中绕制轴的转速。
2.根据权利要求1所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的动滑轮（6）上连接有配重装置，所述的配重装置内安装有配重砝码。
3.根据权利要求1所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的动滑轮（6）上还连接有施力机构（7），所述的施力机构（7）为弹簧、气缸或油缸中的任意一种，气缸或油缸与控制***连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的位移传感器（8）为直线位移传感器或光栅尺位移传感器。
5.根据权利要求4所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的直线轨道（2）包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
6.根据权利要求4所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的直线轨道（2）包括有两个极限位置和一个中间位置，所述的中间位置和两个极限位置，分别设置有一个行程开关，行程开关与控制***连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的位移传感器（8）为位移标志***，所述的位移标志***设置在直线轨道（2）上，由至少两个沿直线轨道（2）分布的行程开关组成。
8.根据权利要求1所述的一种用于捆状绕制机的直线导轨式功能滑轮组，其特征在于：所述的动滑轮（6）上还连接有加速度传感器。
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