CN209635497U - 一种放卷接料机构 - Google Patents

Abstract

一种放卷接料机构含放卷装置、接料装置和浮动缓冲装置，滑差轴分别与放卷电机和气源控制装置连接，卷径检测装置与滑差轴对应设置，卷径检测装置通过PLC与放卷电机和气源控制装置连接；放卷装置与接料装置衔接，接料装置与浮动缓冲装置衔接，浮动缓冲装置的浮动辊连接气缸，气缸连接气压调节装置。在已知线速度信号和卷径信号的条件下，PLC控制放卷电机驱动滑差轴运转并控制气源控制装置来调节滑差轴内气压；气压调节装置调整气缸内气压，使气缸作用于浮动辊上力略大于材料作用在浮动辊上的力。在放卷接料和放卷的过程中进行张力控制，维持放卷材料的张力在稳定范围内输出，避免放卷材料出现拉伸。

Description

一种放卷接料机构

技术领域

本实用新型涉及放卷接料设备以及放卷接料时张力控制方法。

背景技术

在包装、印刷等领域，存在大量的薄膜类、纸张类的包装材料及印刷覆膜、烫金卷筒式材料，这种材料卷径小、宽幅小、又需经常更换。

另外，卷对卷印刷设备在印刷过程中，烫金或冷烫（以下统称烫金）工艺通常在印刷过程中连线烫金膜放卷设备实现烫金的功能，不仅能减少后道加工的程序，还减少了产品的损耗率。

而烫金随着工艺的复杂化及自动化程度提高，烫金往往不仅限于一种烫金颜色，还为了减少烫金膜（也称电化铝）材料的浪费，往往有多卷材料同步在不同的地方实现烫金的工艺。这就牵涉到多卷材料同时烫金。

同时为提高整个印刷工艺的效率及自动化，单卷烫金膜或多卷烫金膜实现自动化恒张力送料及自动化接料实现印刷不停机功能，可大大提高印刷机的使用效率，还可减少停机带来的损耗。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的技术问题，本实用新型所解决的技术问题旨在提供一种放卷接料机构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种放卷接料机构，包括有放卷装置、接料装置和浮动缓冲装置，放卷装置至少设置两个，其特征在于：各放卷装置均具有滑差轴、检测卷径的卷径检测装置、放卷电机和气源控制装置，滑差轴分别与放卷电机和气源控制装置对应连接，卷径检测装置与滑差轴对应设置，卷径检测装置通过PLC分别与放卷电机和气源控制装置对应连接；放卷装置分别与接料装置相衔接，接料装置与浮动缓冲装置衔接，浮动缓冲装置包括有固定辊和浮动辊，浮动辊连接气缸，气缸与气压调节装置连接；各放卷电机还通过PLC与后序主机线速度信号连接或者在放卷接料机构供料输出之后位置的线速度检测装置连接。放卷装置设置为两个，卷径检测装置设置在对应滑差轴的上方。浮动辊滚动设置在浮动架上，固定辊滚动设置在固定架，浮动架与气缸连接，浮动缓冲装置包括有浮动限位装置。接料装置包括有裁断机构和接料机构，接料机构包括有第一接料辊和第二接料辊，第一接料辊与第二接料辊至少有一个与接料传动装置连接，裁断机构包括第一裁断装置和第二裁断装置，第一裁断装置设置在第一接料辊与放卷装置的滑差轴之间，第二裁断装置设置在第二接料辊与另外放卷装置的滑差轴之间。

本实用新型的有益效果为，该放卷接料张力控制方法能够在放卷接料和放卷的过程中进行张力控制，维持放卷材料的张力在稳定范围内输出，避免放卷材料出现拉伸、折皱等缺陷；该放卷接料机构能够在放卷接料和放卷的过程中进行张力控制，维持放卷材料的张力在稳定范围内输出，避免放卷材料出现拉伸、折皱等缺陷。

另一个本实用新型的有益效果是，在高速烫金过程中，滑差轴的滑差量固定在一个范围内，不仅保护了滑差轴的寿命，还使得张力的大小可通过触摸屏设定张力大小进行一个恒张力的输出，直径变化时无需再经人工调节。

附图说明

下面结合附图描述本实用新型的实施方式及实施例的有关细节及工作原理。

图1为本实用新型中放卷接料机构的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，一种放卷接料机构，包括有放卷装置1、接料装置2和浮动缓冲装置3以及PLC。

放卷装置1至少设置两个，各放卷装1置均具有滑差轴4、检测卷径的卷径检测装置5、放卷电机和气源控制装置。比如，本实施例中，放卷装置设置为两个。

滑差轴供单卷或多卷装载，滑差轴分别与放卷电机和气源控制装置（如电气比例控制阀）对应连接。通过放卷电机能够传动滑差轴转动；通过气源控制装置控制提供给滑差轴的气源大小（比如气源的气压大小）。

卷径检测装置与滑差轴对应设置，卷径检测装置能够检测对应的滑差轴上装载的卷料卷径（如直径或半径）的大小，卷径检测装置可以采用超声波传感器或者激光或红外线传感器。仅需检测各滑差轴上的一个卷料即可。本实施例中，卷径检测装置设置在对应滑差轴的上方，每个滑差轴上方设置对应的卷径检测装置。

卷径检测装置通过PLC分别与放卷电机和气源控制装置（如电气比例控制阀）对应连接。卷径检测装置将检测到的卷料卷径的大小信号经PLC处理后分别给放卷电机和气源控制装置，使与滑差轴对应的放卷电机和气源控制装置能够实时调节控制滑差轴。具体为：放卷电机调节传动滑差轴的转速，以及气源控制装置调节供给滑差轴内中心气囊的气源大小。

放卷装置1分别与接料装置2相衔接，各放卷装置将材料输入到接料装置中，在接料装置进行新旧材料的接料，接料使各放卷装置相互间切换放卷供料。

接料装置2与浮动缓冲装置3衔接，放卷装置放卷出来的材料经过接料装置后进入到浮动缓冲装置中。浮动缓冲装置3包括有固定辊6和浮动辊7，浮动辊7连接气缸8，气缸与气压调节装置连接。气压调节装置（比如精密调压阀）能够调节设定气缸的气压大小，气缸作用给浮动辊的力使浮动辊与固定辊分离，气缸将传动撑开或拉开浮动辊。工作状态时，放卷装置出来的材料将布置绕设在浮动辊与固定辊上，调整设定气缸的气压大小（调节设定为恒定值），设定好后气缸将作用给浮动辊恒定大小的力，调整设定该力比材料作用给浮动辊的力略大，能够让气缸将浮动辊与固定辊刚好分开至极限位置，利用气缸的自身行程限制或另外设置浮动限位装置（如限位块）使浮动辊的移动范围受到限位。接料时，在浮动缓冲装置之前发生接料、并且从一个放卷装置换到另一个放卷装置，相对应的一个滑差轴的放卷电机急停，另一个滑差轴的放卷电机急开，这一停一开之间会有时间差，造成材料张力瞬间变大，影响后续印刷的效果及损耗；通过浮动缓冲装置能够抵消缓冲此时材料瞬间变大的张力，浮动辊在气缸恒定作用下移动，为浮动缓冲装置之后输出的的材料提供稳定的张力，同时浮动辊的移动也对材料进行储存和释放满足后序主机（如印刷机的烫金机构）进行不停机工作；当浮动缓冲装置之前的接料稳定后，浮动辊在气缸恒定作用下复位移动。

本实施例中，浮动辊7滚动设置在浮动架上，固定辊6滚动设置在固定架，浮动架与气缸连接。浮动架可以进行直线浮动，比如设置在直线导轨上往复移动进行浮动（比如升降或水平移动）；也可以进行摆动浮动，比如设置在转轴上进行往复摆动及浮动。浮动辊相对固定辊浮动。

各放卷电机还通过PLC与后序主机线速度信号连接，或者各放卷电机还通过PLC与在放卷接料机构供料输出之后位置的线速度检测装置连接。后序主机（如印刷机的烫金机构）就可以将用料的实时线速度信号或连接线速度检测装置将检测到的实时线速度信号给PLC，经PLC处理后给放卷电机，由放卷电机调节传动滑差轴的转速。

工作原理：PLC结合实时线速度信号、以及放卷材料的实时卷径信号来控制放卷电机调节驱动相应的滑差轴的转速进行放卷；PLC还将根据放卷材料的实时卷径信号控制气源控制装置调节供给相应滑差轴的气压大小，本实施例中卷径与滑差轴气压大小呈正相关比例关系。从而使放卷材料在滑差轴上放卷的过程中维持张力在相对稳定范围。

该放卷接料机构能够在放卷接料和放卷的过程中进行张力控制，维持放卷材料的张力在稳定范围输出，避免供给后序主机的材料张力出现较大拨动，避免放卷材料出现拉伸、折皱等缺陷。

接料装置2具有裁断对应放卷装置的卷料并将新旧卷料进行接料。裁断和接料均可以自动接料或手动接料方式。本实施例中，接料装置2包括有裁断机构和接料机构。接料机构包括有第一接料辊11和第二接料辊12，第一接料辊11与第二接料辊12至少有一个与接料传动装置13连接，通过接料传动装置能够使第一接料辊与第二接料辊配合进行夹住和分开。本实施例中接料传动装置可以采用气缸或电机作为动力源传动第一接料辊或/和第二接料辊往复移动，比如采用气缸与第一接料辊传动连接，气缸带动第一接料辊朝第二接料辊往复移动，接料的时候第一接料辊移动靠着第二接料辊夹住材料（即卷料）进行接料，接料完成后第一接料辊复位，第二接料辊可以固定在机架上定点转动或者第二接料辊也由气缸传动进行往复移动。裁断机构包括第一裁断装置9和第二裁断装置10，第一裁断装置和第二裁断装置能够分别对新旧材料进行裁断，以便新旧材料进行接料。本实施例中，第一裁断装置设置在第一接料辊与放卷装置的滑差轴之间，第二裁断装置设置在第二接料辊与另外放卷装置的滑差轴之间。第一裁断装置和第二裁断装置均包括裁断刀和驱动装置，驱动装置与裁断刀连接，通过驱动装置带动裁断刀进行动作实现材料的裁断，驱动装置可以采用气缸或电机来传动裁断刀。

与放卷接料机构相对应的放卷接料张力控制方法，能够在放卷接料和放卷的过程中进行张力控制，维持放卷材料的张力在稳定范围内输出，避免供给后序主机的材料张力出现较大拨动，避免放卷材料出现拉伸、折皱等缺陷。

放卷接料张力控制方法：

将实时线速度信号提供给PLC，该实时线速度信号为后序主机（后序的印刷设备或烫金设备）提供用料（如烫金用料或印刷用料）的实时线速度信号或者检测放卷接料机构供料出来的实时线速度信号；

检测滑差轴上卷料的实时卷径信号，将该检测到的实时卷径信号提供给PLC；

在已知实时线速度信号和实时卷径信号的条件下，PLC控制放卷电机驱动滑差轴运转，使滑差轴的转速S＜V/（D*π）（其中：S为转速， V为实时线速度，D为将卷径换算为直径）；

并且在已知实时卷径信号的条件下，PLC控制气源控制装置来调节滑差轴内中心气囊的气压大小；

浮动辊相对固定辊浮动，气缸通过气压调节装置调整设定气缸内恒定气压的大小，使气缸作用于浮动辊上力略大于材料作用在浮动辊上的力。

调整滑差轴内气囊气压大小与实时卷径大小呈正相关比例关系，卷径越大供给滑差轴内气囊的气压越大，随着卷径变小供给滑差轴内气囊的气压将变下。

通过滑差轴达到的效果，使得材料（即卷料）被拉伸，不会被拉断。其材料会根据滑差轴的滑差特性，使得材料的转速根据滑差原理与主机达到同步的效果。滑差的转矩控制，气源控制装置是将气源提供给滑差轴内部的气囊，通过滑差轴中心的气囊气压大小与外部直径检测所得到的值大小达到一个相应的正相关比例关系，材料卷径越大，滑差轴内气囊气压越大，材料卷径越小，那么滑差轴内气囊气压越小，从而控制材料的恒张力效果。材料的表面张力由在于滑差轴内置的摩擦片或摩擦条经中心气囊气压控制其（材料）张力。

由于滑差轴本身的机械特性，一般而言滑差量在线速度30米/分钟左右即可，滑差量太大，易损坏滑差轴，滑差量太小，张力精度不可控，所以为保证一量速度的滑差或者一定比例的滑差，在已知实时线速度和材料卷径的条件下，PLC内部计算为一个固定的速度滑差或一定比例的滑差。举例说明，在已知实时线速度V，实时卷径信号（如直径）D，那么正常情况电机驱动滑轴轴转速S′=V/（D*π）（不考虑减速比情况下），为考虑到滑差量，一般而言，可以通过一个固定的速度差，或一定比例的速度差， PLC将考虑滑差量使放卷电机驱动滑差轴转速S1小于转送S′=V/（D*π），以下列举两种PLC控制放卷电机驱动滑差轴转速S1：（1）：放卷电机转速S1=(V-y)/（D*π）(y指一个固定的速度值，也可称之为滑差量，一般而言10-30米/分钟范围内设定)；或者，（2）：S1=（V/（D*π））*x（x为一个固定的系数，也可以称之为滑差量，x一般要小于1，通常在0-1之间选择）；或者其他方式。

放卷接料机构至少具有两个放卷装置分别用于放置旧材料（用于接料前放卷）和新材料（用于接料后放卷），各放卷装置均具有滑差轴，滑差轴均配有放卷电机和气源控制装置，放卷电机传动滑差轴转动，气源控制装置控制滑差轴内（具体为内部的气囊）气压的大小。放卷装置之间用于换卷切换，放卷装置在接料装置中进行接料。

气缸与气压调节装置连通，通过气压调节装置调整设定气缸内恒定气压的大小，浮动辊相对固定辊活动（浮动）设置，气缸作用给浮动辊上的力略大于材料作用在浮动辊上的力（意即浮动辊所需浮动的力略大于材料本身的张力）。工作状态时，放卷装置出来的材料将布置绕设在浮动辊与固定辊上，调整设定气缸的气压大小（设定为恒定值），设定好后气缸将作用给浮动辊恒定大小的力，调整设定该力比材料作用给浮动辊的力略大，能够让气缸将浮动辊与固定辊刚好分开，利用气缸的自身行程限制或另外设置浮动限位装置（如限位块）使浮动辊移动范围受到限位。接料时，在浮动缓冲装置之前发生接料、并且从一个放卷装置换到另一个放卷装置，相对应的一个滑差轴的放卷电机急停，另一个滑差轴的放卷电机急开，这一停一开之间会有时间差，造成材料张力瞬间变大，影响后续印刷的效果及损耗；通过浮动缓冲装置能够抵消缓冲此时材料瞬间变大的张力，浮动辊在气缸恒定作用下移动，为浮动缓冲装置之后输出的的材料提供稳定的张力，同时浮动辊的移动也对材料进行储存和释放满足后序主机（如印刷机的烫金机构）进行不停机工作；当浮动缓冲装置之前的接料稳定后，浮动辊在气缸恒定作用下复位移动。

放卷接料张力控制方式举实施例：

1、检测主机实时线速度，或主机提供的实时线速度信号给PLC；

2、A滑差轴上的材料对应的直径检测装置检测信号给PLC；

3、PLC控制气源控制装置来调节滑差轴中心气囊的气压大小，即可控制材料的张力大小，也可以在生产过程中进行张力大小的微调；

4、接着后序主机启动，在启动生产过程中，滑差轴的实际转速比主机实时线速度所需的转速慢，存在一个滑差量，材料所需的张力大小，实际上是滑差轴内置的摩擦片或摩擦条的摩擦力来制动材料的扭矩，而摩擦片或摩擦条的摩擦力是根据滑差轴内的中心气囊的气压大小进行调整；

5、调节浮动辊气缸气压的气压大小，一般将设定好后的材料张力后，再调节浮动辊气缸气压；在调节气缸气压时，使得气缸作用给浮动辊的力稍大于材料作用于浮动辊上的力；其目的在于当手动或自动换料时，A、B滑差轴上的材料，接料瞬间的波动，被浮动辊所吸收；

6、张力设定好后，可在另一预备轴——B滑差轴上预先准备材料，将直径检测装置对应调整到材料正上方，实时开始检测卷径大小，并将B滑差轴上的材料在接料装置中预先准备好，待后续接料；

7、启动接料，在接料的瞬间，A滑差轴对应的电机将停止工作，B滑差轴对应的电机根据实时线速度和实时检测到的直径信号经运算后输出一个转速指令，启动工作，这一停、一启之间产生的时间差，造成材料的张力瞬间变大从而被浮动辊吸收，待接料正常后，浮动辊在气缸的作用上复位。

Claims (4)

1.一种放卷接料机构，包括有放卷装置（1）、接料装置（2）和浮动缓冲装置（3），放卷装置（1）至少设置两个，其特征在于：各放卷装置（1）均具有滑差轴（4）、检测卷径的卷径检测装置（5）、放卷电机和气源控制装置，滑差轴分别与放卷电机和气源控制装置对应连接，卷径检测装置与滑差轴对应设置，卷径检测装置通过PLC分别与放卷电机和气源控制装置对应连接；

放卷装置（1）分别与接料装置（2）相衔接，接料装置（2）与浮动缓冲装置（3）衔接，浮动缓冲装置包括有固定辊（6）和浮动辊（7），浮动辊（7）连接气缸（8），气缸与气压调节装置连接；

各放卷电机还通过PLC与后序主机线速度信号连接或者与在放卷接料机构供料输出之后位置的线速度检测装置连接。

2.如权利要求1所述的一种放卷接料机构，其特征在于：放卷装置设置为两个，卷径检测装置设置在对应滑差轴的上方。

3.如权利要求1所述的一种放卷接料机构，其特征在于：浮动辊滚动设置在浮动架上，固定辊滚动设置在固定架，浮动架与气缸连接，浮动缓冲装置包括有浮动限位装置。

4.如权利要求1所述的一种放卷接料机构，其特征在于：接料装置包括有裁断机构和接料机构，接料机构包括有第一接料辊和第二接料辊，第一接料辊与第二接料辊至少有一个与接料传动装置连接，裁断机构包括第一裁断装置和第二裁断装置，第一裁断装置设置在第一接料辊与放卷装置的滑差轴之间，第二裁断装置设置在第二接料辊与另外放卷装置的滑差轴之间。