CN108147183A - 一种活动式窄条纸带压接机构及控制***、控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活动式窄条纸带压接机构及控制***、控制方法，包括光辊、滚齿辊、光辊伺服电机、滚齿辊伺服电机和光辊推送伺服电机，光辊固定在光辊轴上，光辊轴通过第一联轴器和光辊伺服电机连接；滚珠丝杆通过第二联轴器、轴承与光辊推送伺服电机连接，丝杆螺母固定在螺母座上，螺母座和光辊壳体固定连接，光辊壳体沿着直线导轨滑动，这样，使得光辊成为一可以沿着直线导轨滑动的部件；所述滚齿辊固定在滚齿辊轴上，滚齿辊轴通过第三联轴器与滚齿辊伺服电机连接。控制***采用PLC作为控制***核心部件，PLC的速度控制模块采用总线技术控制多个旋转轴同步运转。本发明采用挤压原理，利用带有花纹的滚齿辊对新、旧纸带进行压接，无需粘结剂，无需降低机台运行速度，能够降低纸带拼接成本，提高工作效率。

Description

一种活动式窄条纸带压接机构及控制***、控制方法

技术领域

本发明涉及一种窄条纸带的压接机构及控制***、控制方法，适用于一种换盘接纸机中两条高速运动的窄条纸带的压接，窄条纸带在两个压接辊之间同步高速运动，伺服电机将一个可前后移动的高速转动的压接辊前推，与固定的高速转动的表面有齿纹的压接辊短时接触，从而完成窄条纸带的连接。

背景技术

一种柔性棒料由开松的纤维丝束用纸带包裹而成型。棒料外部包裹的窄条纸带随着一盘纸带的使用完结，需要与另一新纸盘上的纸带接合在一起，保证纸带输送的连续性。传统的工艺采用粘接胶带或胶纸将两条纸带粘接在一起，而在接纸的过程中，需要在接合纸带的时候要求新旧纸盘停止运行或者速度降到很低才能成功接纸，接纸的粘接胶带或胶纸需要人工来施放。可见在工作过程会消耗大量劳动力并且降低了生产效率。目前压接工艺逐步成熟，现有自动压接工艺使用的是两个压接辊——光辊和甩动压接辊(其表面加工有压接花纹)此种压接装置有以下缺点：

甩动压接辊需要在短时间以及半圆周内加速到纸带运行速度，对于电机本身和电机控制要求较高。

压接装置的压辊轴距离固定不变，压接时压接强度难以调整，压接长度不能进行调节。当遇到压接强度不足，纸带压接不上时，需要停机维护。

因此有必要对现有的压接装置进行改进。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种能够自动连接新、旧纸盘的纸带，两个压接辊轴间距在压接过程中可变化的活动式压接纸带连接装置及其控制***、控制方法。

技术方案：本发明所述的一种活动式窄条纸带压接机构，包括光辊、滚齿辊、光辊伺服电机、滚齿辊伺服电机和光辊推送伺服电机，所述光辊固定在光辊轴上，光辊轴通过第一联轴器和光辊伺服电机连接；滚珠丝杆通过第二联轴器、轴承与光辊推送伺服电机连接，丝杆螺母固定在螺母座上，螺母座和光辊壳体固定连接，光辊壳体沿着直线导轨滑动；所述滚齿辊固定在滚齿辊轴上，滚齿辊轴通过第三联轴器与滚齿辊伺服电机连接。

进一步的，所述光辊采用全圆周结构的压接辊，压辊表面为光滑表面，所述滚齿辊采用全圆周结构的压接辊，压辊表面加工有压接花纹。

本发明还公开了上述一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，包括PLC以及与所述PLC连接的运动控制定位模块，所述运动控制定位模块通过线缆连接有纸带压接及同步运动控制***，所述的纸带压接及同步运动控制***包括多个伺服放大器以及与各自伺服放大器连接的控制电机单元。

进一步的，所述运动控制定位模块采用运动控制8轴定位模块。

进一步的，所述控制电机单元包括纸带输送辊电机、光辊伺服电机、滚齿辊伺服电机、收纸头电机、收废料电机和光辊推送伺服电机。

进一步的，所述线缆采用光纤运动控制高速总线。

本发明还公开了上述一种活动式窄条纸带压接机构的控制方法，包括如下步骤：

(1)当旧纸盘用到一定直径后接纸控制***发出控制信号，启动光辊、滚齿辊、新纸盘和收纸头辊，使光辊、滚齿辊表面线速度和新纸盘纸带运动速度与旧纸盘纸带运动速度达到一致，收纸头辊将新纸盘上的先导纸收取而不散落；

(2)接着启动光辊推送电机，使光辊前进，当光辊前进到与滚齿辊接触时，停留一个瞬间，使光辊与滚齿辊有压合的动作，将新旧纸带压接在一起；在光辊前进到与滚齿辊接触时，适当加快收纸头辊，将新纸带在压接段的头部拉断并将新纸带前的先导段全部收卷在该辊上；

(3)在光辊与滚齿辊脱开的瞬间，以与纸带运动方向相反的方向启动收废料辊，将旧纸带在压接段的尾部拉断并将旧纸带全部收卷在该辊上，这样实现了新旧纸带压接在一起，并由旧纸盘供纸带转换为新纸盘供纸带。

有益效果：本发明的有益效果如下：

(1)本发明采用挤压原理，利用带有花纹的滚齿辊对新、旧纸带进行压接，无需粘结剂，无需降低机台运行速度，能够降低纸带拼接成本，提高工作效率；

(2)本发明中使用的挤压辊是活动式的。现有压接技术中的压辊需要在短时间以及半圆周内加速到纸带运行速度，对于电机控制要求较高。而本发明所设计的活动式压辊在压接前即已启动到需要速度，对电机的加速度控制要求降低。且本发明通过控制光辊在与滚齿辊接触时的时间长短，能够人为控制纸带拼接长度，满足不同情况的要求；

(3)***的运动控制功能采用运动控制模块通过光纤运动控制高速总线连接多台伺服驱动***，减少了连线，简化了***结构，提高了控制性能，减低了***成本。

附图说明

图1为接纸机压接机构总体布局图；

图2为本发明的压接机构示意图；

图3为图2的C-C剖视图；

图4为压接控制***结构框图；

图5为压接过程控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，为一种接纸机压接机构的总体布局图，其中本发明中的压接机构设置在约中下部位置。总体布局图中，包括光辊6、滚齿辊7、光辊推送伺服电机14、旧纸带21、新纸带22、收废料辊23、收纸头辊24、纸带输出辊25、新纸盘轴26和旧纸盘轴27。其中光辊推送伺服电机14驱动光辊6在水平方向的前进与后退动作，新、旧纸带的压接过程在光辊6与滚齿辊7之间空隙内进行。

如图2和图3所示，一种活动式窄条纸带压接机构，包括光辊6、滚齿辊7、光辊伺服电机11、滚齿辊伺服电机13和光辊推送伺服电机14，所述光辊6固定在光辊轴5上，光辊轴5通过第一联轴器10和光辊伺服电机11连接；滚珠丝杆1通过第二联轴器15、轴承16与光辊推送伺服电机14连接，丝杆螺母2固定在螺母座3上，螺母座3和光辊壳体4固定连接，光辊壳体4沿着直线导轨17滑动，这样，使得光辊成为一可以沿着直线导轨滑动的部件；所述滚齿辊7固定在滚齿辊轴8上，滚齿辊轴8通过第三联轴器12与滚齿辊伺服电机13连接。光辊伺服电机11、滚齿辊伺服电机13驱动两只压辊转动，光辊推送伺服电机14带动光辊前进、后退。

优选的，所述滚珠丝杆1底部还设有基座9。

优选的，为了保证压接过程的可靠性，所述光辊6采用全圆周结构的压接辊，压辊表面为光滑表面，所述滚齿辊7采用全圆周结构的压接辊，压辊表面加工有压接花纹。

结合图1，新、旧纸带从该压接机构的光辊6和滚齿辊7之间通过，光辊伺服电机11和滚齿辊伺服电机13压接前带动光辊6和滚齿辊7旋转，光辊推送伺服电机14驱动光辊6向滚齿辊7靠近，在压紧新、旧纸带后，光辊6快速离开滚齿辊7，从而完成一次新旧纸带的压接。

如图4所示，上述一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，包括PLC以及与所述PLC连接的运动控制8轴定位模块，所运动控制8轴定位模块通过光纤运动控制高速总线连接有纸带压接及同步运动控制***，所述的纸带压接及同步运动控制***包括六个伺服放大器以及与各自伺服放大器连接的纸带输送辊电机、光辊伺服电机、滚齿辊伺服电机、收纸头电机、收废料电机和光辊推送伺服电机。

该控制***采用PLC作为控制***核心部件，PLC的速度控制模块采用总线技术控制多个旋转轴同步运转。速度控制模块通过光纤运动控制高速总线连接6台伺服驱动***，一台伺服电机带动纸带输出辊，其辊表面线速度与前道设备对纸带拖动的速度一致，两个压接辊以及收纸头辊和收废料辊与纸带输出辊在压接瞬间保持一定的同步关系；光辊推送电机实现光辊的往复运动。触摸屏HMI是人机对话接口，必要的指令、参数可通过触摸屏输入，接纸机的工作状况、一些信息在触摸屏上以动画形式显示，触摸屏与PLC1之间采用以太网通信。

本发明的压接机构的控制流程如图5所示，流程包括：新纸盘装夹好后在PLC的控制下剥取纸头，并将新纸盘上的先导纸拉过压接区域一直到收纸头辊下方，收纸头辊伸出，转动，将纸头缠绕在辊子上保证不再散落；当旧纸盘用到一定直径后运动控制模块发出控制信号，伸出收废料辊，启动光辊、滚齿辊、新纸盘和收纸头辊，使光辊、滚齿辊表面线速度和新纸盘纸带运动速度与旧纸盘纸带运动速度达到一致，接着启动光辊推送电机，使光辊前进，当光辊前进到与滚齿辊接触时，停留一个瞬间，使光辊与滚齿辊有压合的动作，将新旧纸带压接在一起。压接完成后，滚齿辊迅速后退减速，并停在原始位置。另一方面，在光辊前进到与滚齿辊接触时，适当加快收纸头辊，将新纸带在压接段的头部拉断并将新纸带前的先导段全部收卷在该辊上；在光辊与滚齿辊脱开的瞬间，以与纸带运动方向相反的方向启动收废料辊，将旧纸带在压接段的尾部拉断并将旧纸带全部收卷在该辊上。收卷结束后，收纸头辊和收废料辊缩回三次，保证上面的废纸头脱下。这样的过程实现了新旧纸带压接在一起，并由旧纸盘供纸带转换为新纸盘供纸带。

本发明采用挤压原理，利用带有花纹的滚齿辊对新、旧纸带进行压接，无需粘结剂，无需降低机台运行速度，能够降低纸带拼接成本，提高工作效率

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种活动式窄条纸带压接机构，其特征在于：包括光辊(6)、滚齿辊(7)、光辊伺服电机(11)、滚齿辊伺服电机(13)和光辊推送伺服电机(14)，所述光辊(6)固定在光辊轴(5)上，光辊轴(5)通过第一联轴器(10)和光辊伺服电机(11)连接；滚珠丝杆(1)通过第二联轴器(15)、轴承(16)与光辊推送伺服电机(14)连接，丝杆螺母(2)固定在螺母座(3)上，螺母座(3)和光辊壳体(4)固定连接，光辊壳体(4)沿着直线导轨(17)滑动；所述滚齿辊(7)固定在滚齿辊轴(8)上，滚齿辊轴(8)通过第三联轴器(12)与滚齿辊伺服电机(13)连接。

2.根据权利要求1所述的一种活动式窄条纸带压接机构，其特征在于：所述光辊(6)采用全圆周结构的压接辊，压辊表面为光滑表面，所述滚齿辊(7)采用全圆周结构的压接辊，压辊表面加工有压接花纹。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，其特征在于：包括PLC以及与所述PLC连接的运动控制定位模块，所述运动控制定位模块通过线缆连接有纸带压接及同步运动控制***，所述的纸带压接及同步运动控制***包括多个伺服放大器以及与各自伺服放大器连接的控制电机单元。

4.根据权利要求3所述的一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，其特征在于：所述运动控制定位模块采用运动控制8轴定位模块。

5.根据权利要求3所述的一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，其特征在于：所述控制电机单元包括纸带输送辊电机、光辊伺服电机、滚齿辊伺服电机、收纸头电机、收废料电机和光辊推送伺服电机。

6.根据权利要求3所述的一种活动式窄条纸带压接机构的控制***，其特征在于：所述线缆采用光纤运动控制高速总线。

7.根据权利要求1-2任意一项所述的一种活动式窄条纸带压接机构的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)当旧纸盘用到一定直径后接纸控制***发出控制信号，启动光辊、滚齿辊、新纸盘和收纸头辊，使光辊、滚齿辊表面线速度和新纸盘纸带运动速度与旧纸盘纸带运动速度达到一致，收纸头辊将新纸盘上的先导纸收取而不散落；

(2)接着启动光辊推送电机，使光辊前进，当光辊前进到与滚齿辊接触时，停留一个瞬间，使光辊与滚齿辊有压合的动作，将新旧纸带压接在一起；在光辊前进到与滚齿辊接触时，适当加快收纸头辊，将新纸带在压接段的头部拉断并将新纸带前的先导段全部收卷在该辊上；

(3)在光辊与滚齿辊脱开的瞬间，以与纸带运动方向相反的方向启动收废料辊，将旧纸带在压接段的尾部拉断并将旧纸带全部收卷在该辊上，这样实现了新旧纸带压接在一起，并由旧纸盘供纸带转换为新纸盘供纸带。