基于无隔板过滤机芯的恒张力控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无隔板过滤机芯的恒张力控制系统，包括：工艺部分和控制部分，工艺部分通过恒定的速度将卷绕在一料卷上的滤芯材料拉出，并依序对滤芯材料进行压波、切边、施胶、缓冷、起波的制造工艺，控制部分控制滤芯材料的张力恒定；其中，控制部分包括PLC控制模块、数模转换模块以及磁粉制动驱动器以及磁粉制动器，PLC控制模块通过预设的料卷直径、料卷纸厚计算控制数据并输入数模转换模块进行数模转换，输出的模拟电压控制磁粉制动驱动器的输出电流，输出电流传输至磁粉制动器，用以控制磁粉制动器在料卷上的阻力矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生产作业中的张力控制
，特别涉及一种基于无隔板过滤机芯 的恒张力控制系统。
技术介绍
根据洁净厂房设计规范（GB50073-2001)，洁净厂房设计必须做到技术先进、经济 适用、安全可靠、确保质量，并应符合节约能源、劳动卫生和环境保护的要求。高效空气过滤 器HEPA(high efficiency particulate airfilter在额定风量下，对粒径大于等于0.3 μπι 粒子的捕集效率在99. 9%以上及气流阻力在250Pa以下的空气过滤器）是洁净厂房主要耗 材。 HEPA滤芯的质量指标包括过滤效率（％ )、风阻（5. 33cm/s)、使用寿命；玻璃纤维 的滤芯，过滤效果约为DOP 99. 97 %以上，风阻>190pa，使用寿命一般为8~12个月。HEPA 主要由高效滤纸折叠而成，过滤效果明显。在折叠过程中要求每一折高度相等，如有偏离会 造成高低不平，一般成规律性波浪，这会造成滤芯在风机抽风时产生震动，时间久了会出现 滤芯断裂，失去过滤作用，影响到滤芯使用寿命。这要求生产设备的精确度要高，定长压痕 精确，在以较高速度生产时，稳定性要好。其中，影响精度的因素有：机械运动精度、重复精 度、速度控制精度、张力控制精度等。其中恒张力控制是设备控制中一个非常重要的环节。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供了一种基于无隔板过滤机芯的恒张力 控制系统。本专利技术通过以下技术方案实现： 一种基于无隔板过滤机芯的恒张力控制系统，包括：工艺部分和控制部分，工艺部 分通过恒定的速度将卷绕在一料卷上的滤芯材料拉出，并依序对滤芯材料进行压波、切边、 施胶、缓冷、起波的制造工艺，控制部分控制滤芯材料的张力恒定； 其中，控制部分包括PLC控制模块、数模转换模块以及磁粉制动驱动器以及磁粉 制动器，PLC控制模块通过预设的料卷直径、料卷纸厚计算控制数据并输入数模转换模块进 行数模转换，输出的模拟电压控制磁粉制动驱动器的输出电流，输出电流传输至磁粉制动 器，用以控制磁粉制动器在料卷上的阻力矩。 较佳的，工艺部分包括： 压痕辊组，设置于料卷后方，用以对拉出的过滤芯材进行压波处理； 牵引辊组，设置于压痕辊组后方，用以对经过压波处理的过滤芯材进行牵引； 施胶辊组，设置于牵引辊组的后方，用以对经过压波处理的过滤芯材进行施胶处 理； 缓冷导辊，设置于施胶辊组后方，用以对经过施胶处理的过滤芯材进行缓冷处 理； 起波辊组，设置于缓冷导辊后方，用以对经过缓冷处理的过滤芯材进行起波处理。 较佳的，控制部分还包括： 若干减速机，分别连接压痕辊组、牵引辊组以及起波辊组； 若干伺服电机，分别连接若干减速机； 若干伺服驱动器，连接PLC控制模块，并分别连接若干伺服电机。 本专利技术较以往的控制系统具有结构简单、成本低、容易控制的特点，特别是实际张 力的大小通过电流直接调节，改变了其他调节装置的手工操作过程，使得操作简单、准确。【附图说明】 图1所示的是本专利技术的原理图； 图2所示的是磁粉制动器的激磁电流和转矩的曲线图； 图3所示的是控制数据与料卷直径关系的示意图； 图4所示的是本专利技术恒张力的控制流程图； 图5所示的是计算输出模拟量的程序梯形图； 图中：1.料卷；2.导辊；3.压痕辊组；4.牵引辊组；5.施胶辊组；6.缓冷导辊； 7.起波辊组；8.减速机；9.伺服电机；10.磁粉制动器；11. PLC控制模块；12.数模转换模 块；13.伺服驱动器；14.磁粉制动驱动器。【具体实施方式】 以下将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述 和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本专利技术的一部分实例，并不是全部的实例，基于本专利技术 中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本专利技术的保护范围。 为了便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的 解释说明，且各个实施例不构成对本专利技术实施例的限定。 本专利技术提供的基于无隔板过滤机芯的恒张力控制系统采用机、电、气一体化控制； 生产效率高，操作简单、稳定可靠，用于生产玻璃纤维无隔板空气过滤器芯。生产工艺流程： 过滤芯材一上卷一张力开卷一滤材压波一切边一施胶一缓冷一起波一成品冷却成型一人 工分切。 如图1所示，系统包括两个部分：工艺部分和控制部分。 工艺部分包括：用来卷绕滤芯材料的料卷1，压痕辊组3设置于料卷1的后方，用 以对拉出的过滤芯材进行压波处理，两者中间设置有导辊2来导向以及使过滤芯材平整； 牵引辊组4设置于压痕辊组3的后方，用以对经过压波处理的过滤芯材进行牵引；施胶辊组 5设置于牵引辊组4的后方，用以对经过压波处理的过滤芯材进行施胶处理；缓冷导辊6设 置于施胶辊组5的后方，用以对经过施胶处理的过滤芯材进行缓冷处理；起波辊组7设置于 缓冷导辊6后方，用以对经过缓冷处理的过滤芯材进行起波处理。 控制部分包括：减速机8、伺服电机9、磁粉制动器10、PLC控制模块11、数模转换 模块12以及磁粉制动驱动器14,减速机8分别连接压痕辊组3、牵引辊组4以及起波辊组 7, PLC控制模块11通过伺服驱动器13以及伺服电机来控制减速机8,从而以恒定的速度将 卷绕在一料卷1上的滤芯材料拉出，同时，PLC控制模块11通过预设的料卷1直径、料卷纸 厚计算控制数据并输入数模转换模12块进行数模转换，输出的模拟电压控制磁粉制动驱 动器14的输出电流，输出电流传输至磁粉制动器10,用以控制磁粉制动器10在料卷1上的 阻力矩，使料卷1的张力恒定。 本专利技术的原理如下： 磁粉制动器10是一种新型的自动控制执行元件，它根据电磁原理，调节激磁电流 可任意调节其传递的转矩，激磁电流和转矩在一定范围内成线性关系，如图2所示。只有激 励电流小于20 %额定电流时，产生较严重的非线性失真。当激磁电流一定时，转矩将会稳定 输出，与滑差速度无关。 料卷1的半径R随时间而变化，实际的变化范围由最大400mm逐渐变化到60mm左 右。在芯材线速度一定的条件下，张力F产生的力矩与磁粉制动器的制动力矩相等。即： M = T，T = FR。要使张力F恒定，必须使磁粉制动器产生的力矩与料卷的半径R呈线性变 化。因为力矩与激励电流成正比，所以只要保证激励电流与料卷的半径R呈线性关系，即能 使张力F恒定。若保持芯材张力恒定，需要得知芯材实际半径，即可通过控制磁粉制动器的 励磁电流实现张力F恒定。 磁粉制动器10的激励电流由磁粉制动驱动器14产生，给磁粉制动驱动器14输入 0~IOV电压可令其产生0~3A的电流。系统通过PLC控制模块11通过预设的料卷直径、 料卷纸厚计算控制数据，并向数模转换模块12输入控制数据，实现模拟电压U的输出，由U 控制稳流驱动器的输出电流I，由I控制磁粉制动器作用在放卷轴上的阻力矩，从而达到调 节张力的目的。系统采用25匪，额定电流I. 24A的磁粉制动器10。 PLC控制模块11要实现对张力的控制，必须确定模拟量输出数据和力矩的函数关 系。此函数关系除了与磁粉制动器10的电流-力矩特性有关外，还与磁粉制动器10的电 压-电流转换特性有关，因此是一个复合的关系函数。实测数据确定法是工程应用上确定 复合函数常采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无隔板过滤机芯的恒张力控制系统，其特征在于，包括：工艺部分和控制部分，所述工艺部分通过恒定的速度将卷绕在一料卷上的滤芯材料拉出，并依序对滤芯材料进行压波、切边、施胶、缓冷、起波的制造工艺，所述控制部分控制滤芯材料的张力恒定；其中，所述控制部分包括PLC控制模块、数模转换模块以及磁粉制动驱动器以及磁粉制动器，所述PLC控制模块通过预设的料卷直径、料卷纸厚计算控制数据并输入所述数模转换模块进行数模转换，输出的模拟电压控制所述磁粉制动驱动器的输出电流，所述输出电流传输至所述磁粉制动器，用以控制所述磁粉制动器在所述料卷上的阻力矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岚，李洪群，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32