CN204297759U - 一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，包括主轴驱动电机、送料主轴、测量编码器、张力传感器、VEC收卷伺服驱动控制器、收卷轴、卷轴驱动电机、收卷轴检测开关；所述主轴驱动电机与送料主轴连接，其中送料主轴上设有测量编码器；所述卷轴驱动电机与收卷轴连接，其中收卷轴上设有收卷轴检测开关；所述送料主轴与收卷轴之间设有张力传感器，张力传感器与VEC收卷伺服驱动控制器连接，该VEC收卷伺服驱动控制器与卷轴驱动电机连接。本实用新型可靠性；收卷张力稳定，张力不受主轴加减速的影响，可控制在0.1KG以内；收放卷的卷径不受限制；调试简单，只需设定伺服内的参数即可，无须编程。

Description

一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业控制技术领域，尤其是涉及一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置。

背景技术

在印刷、包装、造纸、纺织印染、塑料薄膜制造、皮革加工以及电线电缆加工等领域，广泛采用卷筒类材料，需要大量加工处理设备，如纸张、塑料薄膜、织物、线绳类物质等处理与加工设备（如放卷、复卷、纸带与薄膜印刷、材料分割等），其结构普遍为卷到卷结构。在柔印、凹印、轮转胶印机中，目前普遍采用多轴同步驱动***（也叫无轴传动***），其***具有传动精度高、结构简单、传动比范围宽、运行平稳等优点，已逐步取代传动机械长轴，正成为印刷业的发展趋势。对于印刷、包装、造纸等领域的加工设备，要保证产品加工质量，卷材原料在生产过程中要保持张力稳定。

现有的收放卷分开环控制和闭环控制两种，开环控制：没有测力传感器，用磁粉离合器控制，也可用伺服或变频器计算半径，用半径比例控制或限制扭矩，一般用直接扭矩控制或速度模式扭矩限制；闭环控制：以测力传感器为反馈的闭环PID控制，PID输出控制电机的速度。其中开环通过直接扭矩或电流限制控制，在加减速时张力不稳定；伺服电机在小于20%电机额定扭矩且速度比较低时，电机速度波动大，无法满足收放卷要求；闭环控制，由于使用PID控制张力，张力在全范围内调整的，易出现超调问题，因此对检测装置及机械要求很高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置。以解决现有技术所存在的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，包括主轴驱动电机、送料主轴、测量编码器、张力传感器、VEC收卷伺服驱动控制器、收卷轴、卷轴驱动电机、收卷轴检测开关；所述主轴驱动电机与送料主轴连接，其中送料主轴上设有测量编码器；所述卷轴驱动电机与收卷轴连接，其中收卷轴上设有收卷轴检测开关；所述送料主轴与收卷轴之间设有张力传感器，该张力传感器内置有PID调节器；所述张力传感器与VEC收卷伺服驱动控制器连接，该VEC收卷伺服驱动控制器与卷轴驱动电机连接。

作为优选，所述收卷轴检测开关用于感应收卷轴的卷径，其中收卷轴转一圈，收卷轴检测开关感应一次。

作为优选，所述测量编码器与收卷轴通过电子齿轮耦合，其中电子齿轮比为收卷轴每转脉冲数/送料主轴每周期脉冲数。

作为优选，所述收卷轴的卷径与电子齿轮比对应。

本实用新型为伺服驱动与运动控制一体化产品，实现***封闭控制，省去了运动控制器的成本额，提高***可靠性；具有以下优点：

1、收卷张力稳定，张力不受主轴加减速的影响，可控制在1N以内；

2、收放卷的卷径不受限制；

3、寿命长，无磨损；

4、收卷线速度可达到300m/min；

5、调试简单，只需设定伺服内的参数即可；无须编程。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型原理框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。

图1是本实用新型的结构示意图。由图1可知，一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，主要由主轴驱动电机1、送料主轴2、测量编码器3、张力传感器5、VEC收卷伺服驱动控制器6、收卷轴8、卷轴驱动电机9、收卷轴检测开关7、物料4等组成；所述主轴驱动电机1与送料主轴2连接，其中送料主轴2上设有测量编码器3；所述卷轴驱动电机9与收卷轴8连接，其中收卷轴9上设有收卷轴检测开关7，收卷轴检测开关7用于感应收卷轴8的卷径，其中收卷轴8转一圈，收卷轴检测开关7感应一次。收卷轴检测开关7感应一周期所测得物料进料长度为收卷轴8当前周长，该收卷轴8当前周长除以圆周率便得到卷径值，卷径精准，不受线速度和角速度波动的影响。

送料主轴2与收卷轴8之间设有张力传感器5，该张力传感器5内置有PID调节器；所述张力传感器5与VEC收卷伺服驱动控制器6连接，该VEC收卷伺服驱动控制器6与卷轴驱动电机9连接。PID调节器将收集的张力信号通过信号传输装置反馈给VEC收卷伺服驱动控制器6，该VEC收卷伺服驱动控制器6接收张力信号后控制卷轴驱动电机9，从而控制收卷轴8。通过伺服驱动与运动控制一体化，省去了运动控制器的成本额，提高***可靠性。

图2是本实用新型原理框图。结合图2可知，测量编码器与收卷轴通过电子齿轮耦合，从而使送料主轴和收卷轴像机械齿轮一样套在一起，其中电子齿轮比为收卷轴每转脉冲数/送料主轴每周期脉冲数，该电子齿轮比还与其中收卷轴的卷径对应；在电子齿轮基础上叠加PID*JOG速度，用张力PID调节器满足***张力要求，此PID调节器的调节属微小量调节，不会因PID调节器的超调而使***震荡。

Claims (4)

1.一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，包括主轴驱动电机、送料主轴、测量编码器、张力传感器、VEC收卷伺服驱动控制器、收卷轴、卷轴驱动电机、收卷轴检测开关；其特征是，所述主轴驱动电机与送料主轴连接，其中送料主轴上设有测量编码器；所述卷轴驱动电机与收卷轴连接，其中收卷轴上设有收卷轴检测开关；所述送料主轴与收卷轴之间设有张力传感器，该张力传感器内置有PID调节器；所述张力传感器与VEC收卷伺服驱动控制器连接，该VEC收卷伺服驱动控制器与卷轴驱动电机连接。

2.根据权利要求1所述的一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，其特征是，所述收卷轴检测开关用于感应收卷轴的卷径，其中收卷轴转一圈，收卷轴检测开关感应一次。

3.根据权利要求1所述的一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，其特征是，所述测量编码器与收卷轴通过电子齿轮耦合，其中电子齿轮比为收卷轴每转脉冲数/送料主轴每周期脉冲数。

4.根据权利要求1所述的一种卷径自适应收放卷伺服驱动装置，其特征是，所述收卷轴的卷径与电子齿轮比对应。