一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法，所述系统包括收卷装置、监测装置、纠偏装置、预收卷装置和控制模块，所述监测装置的图像采集器实时采集收卷辊两侧边缘刚刚收卷区域的图像并将其传输给控制模块，控制模块根据接收到的图像判断收卷带材是否跑偏，若跑偏，则控制模块控制收卷电动机停转，同时控制预收卷装置和纠偏装置运作完成纠偏过程，最后由控制模块控制预收卷装置和纠偏装置回到正常收卷时的位置。本发明专利技术能够对已经收卷跑偏的带材进行补救纠偏，从而确保带材收卷的整齐一致，使得通过一次收卷可以得到直径更大的卷带，克服了需要经常更换收卷辊的弊端，从而可提高收卷效率和收卷质量。

【技术实现步骤摘要】
一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法
本专利技术属于带材传送放卷收卷
，更具体地，涉及一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统及其控制方法。
技术介绍
在锂电池极片涂布、带钢连续生产线等工业生产中，需要大量用到收卷放卷装置，收卷放卷的稳定和精确与否对产品质量有着重大影响。由于传送设备、带材表面质量等原因，带材传送收卷过程中容易出现跑偏，导致收卷困难，甚至损坏带材表面质量。现有技术中存在对传动带材进行纠偏的装置，如文献号为CN104724528A的中国专利文献中的铝箔纠偏装置、文献号为CN103010704A的中国专利文献中的钢带纠偏系统、文献号为CN102814346A的中国专利文献中的带钢纠偏方法都是通过检测收卷部位之前的带材部分是否跑偏，然后将跑偏量反馈给控制系统，控制系统控制执行机构进行纠偏动作。这些纠偏方法都是在检测收卷之前一定区域的带材是否跑偏，但是当收卷处已经跑偏(即收卷不整齐)时，这些方法就来不及纠偏从而无法应对收卷带材的跑偏了。为此，我们决定在收卷部位对带材进行检测，当检测到跑偏时，使用补救措施让跑偏的这部分带材重新收卷，以此达到整齐收卷的目的。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种带材传送收卷跑偏的补救纠偏方案，在检测到刚刚进入收卷辊的带材跑偏时，收卷辊暂停收卷，由预收卷装置完成预收卷，同时纠偏装置将纠偏辊抬起，拉回已跑偏的部分带材并进行纠偏，然后收卷辊恢复运作、重新收卷，从而实现已跑偏带材的补救纠偏。本专利技术是一种全新的纠偏方式，能够对已经收卷跑偏的带材进行补救纠偏，从而在根源上确保带材收卷的整齐一致，使得通过一次收卷可以得到直径更大的卷带，克服了需要经常更换收卷辊的弊端，从而可提高收卷效率。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统，其特征在于，包括收卷装置6、监测装置4、纠偏装置1、预收卷装置2和控制模块10，其中：所述收卷装置6包括收卷辊5、轴承座8和电动机9，所述收卷辊5设置在轴承座8上，由电动机9驱使其转动；收卷装置6用于实现带材收卷；所述监测装置4包括两个图像采集器7，分别设置在所述收卷辊5两侧，其对准进入收卷辊5处的带材设置，用于采集带材两侧边缘与收卷辊交会处图像；所述纠偏装置1在带材两侧各设一套，其包括伺服电机101、电机法兰102、丝杆升降机103、轴承座105和纠偏辊106，所述丝杆升降机103的丝杆通过电机法兰102与所述伺服电机101的轴啮合，所述纠偏辊106通过轴承安装在丝杆升降机103顶部的轴承座105上；所述纠偏辊106平时与带材相贴，张紧并辅助卷送带材；出现跑偏时，可以在伺服电机驱动下，向上抬起，拉回已卷送的跑偏带材，并对带材进行纠偏；所述预收卷装置2包括第一、二预收卷辊(205、208)、正反转电机201、联轴器202、第一、二连接杆(204、209)；第一、二预收卷辊(205、208)两端分通过轴承与第一、二连接杆(204，209)相连；第一连接杆204和第二连接杆209中部外侧设有转轴，第二连接杆通过轴承架设在轴承座(207)上；第一连接杆204通过轴承架设在轴承座207上，其轴通过联轴器202与正反转电机201转轴连接；预收卷装置2用于控制带材的张力，使带材始终处于微张紧状态，在收卷辊5暂停收卷时提供预收卷的功能；以上装置均与控制模块相连，并按预收卷装置、纠偏装置、监测装置和收卷装置的顺序安装在带材收放卷系统；所述控制模块10用于对监测装置4传来的图像分析处理，根据处理结果发出纠偏指令或者回复正常态指令；工作中，监测装置4实时采集收卷辊5两侧边缘的收卷图像，将采集到的图像传输给控制模块10；控制模块10对图像进行分析处理，判断是否跑偏。正常收卷即无跑偏态时：预收卷装置2和纠偏装置1的电机处于停转状态，纠偏辊106、第一预收卷辊205、第二预收卷辊208均与带材相贴，略张紧并辅助卷送带材；收卷装置6的电动机9匀速转动，带动收卷辊5匀速收卷；发生带材跑偏时，控制模块10给收卷装置6、纠偏装置1、预收卷装置2发送纠偏指令：收卷装置6的电动机9停止转动，收卷辊5停止收卷；预收卷装置2的正反转电机201相对收卷辊5同向运动，带动第一、二预收卷辊(205、208)以同样的方向转动，完成带材的预收卷；纠偏装置1两侧的伺服电机101开始转动，带动两侧的丝杆升降机103向上运动，拉回收卷辊5收卷处已经跑偏的这一段带材；并借助于两侧的丝杆升降机103上升的高度的差异使带材侧向滑动完成纠偏。当跑偏纠正后，控制模块10发送回复正常态指令给收卷装置6、纠偏装置1、预收卷装置2：收卷装置6重新启动，且转速高于正常收卷时的转速，使得收卷辊5恢复收卷；预收卷装置2的电动机201相对收卷辊5反向转动，放开之前预收卷的部分带材；纠偏装置1的电机101相对收卷辊5反向转动，带动丝杆升降机103下降，恢复正常收卷时的位置；当预收卷装置2和纠偏装置1都回到正常收卷时的位置时，预收卷装置和纠偏装置停止运作，收卷装置的转速调至正常收卷时的转速，系统恢复正常收卷。相应地，本专利技术提出一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统的控制方法，包括以下步骤：(1)正常收卷过程中，实时采集收卷辊两侧边缘的收卷图像，传输给控制模块；(2)控制模块分析处理图像，判断是否跑偏，是则转(3)，否则转(1)；(3)控制模块向收卷装置、预收卷装置、纠偏装置发出纠偏指令：收卷装置暂停收卷；预收卷装置启动预收卷；纠偏装置抬起带材，拉回收卷辊处已跑偏的带材，借助于两侧的丝杆升降机上升的高度的差异使带材侧向滑动完成纠偏；(4)监测装置继续采集收卷辊两侧边缘的收卷图像，图像传输给控制模块处理；控制模块分析处理图像，判断是否恢复正常，是则转(5)，否则继续监测；(5)控制模块向收卷装置、预收卷装置、纠偏装置发出回复正常态指令：收卷装置重新启动，且转速高于正常收卷时的转速，使得收卷辊恢复收卷；预收卷装置反向转动，放开之前预收卷的部分带材；纠偏装置的电机反向转动，带动丝杆升降机下降，直至恢复正常收卷时的位置；(6)预收卷装置和纠偏装置停止运作，收卷装置的转速调至正常收卷时的转速，整个系统恢复正常收卷。进一步的，所述控制模块10包括输入输出接口、CPU、存储单元和通信单元；控制模块10分别与所述收卷装置6、监测装置4、纠偏装置1和预收卷装置2相连；接收监测装置4传送过来的图像，对图像分析处理，判别是否跑偏，并输出纠偏指令或者回复正常态指令给收卷装置6、纠偏装置1和预收卷装置2。进一步的，所述监测装置4判断方法为：控制模块10接收监测装置4传送过来的图像，提取图像中带材的边缘特征信息，若检测出两侧带材的边缘与收卷辊所成角度都在(90-θ，90+θ)内，判定为无跑偏，否则判定为带材向角度大于90+θ度的那一侧跑偏；所述θ为容许偏差角。进一步的，所述监测装置4中的边缘提取算法为Canny算子法。进一步的，所述监测装置4判断方法中，容许偏差角θ为2-4度。进一步的，所述的补救纠偏系统中，所述纠偏装置1的纠偏动作为：控制模块10判断出带材跑偏时，首先控制纠偏装置1两侧的伺服电机101带动两侧的丝杆升降机103上升相同的高度，拉回收卷辊5收卷处已经跑偏的这一段带材；然后控制模块10根据带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统，其特征在于，包括收卷装置(6)、监测装置(4)、纠偏装置(1)、预收卷装置(2)和控制模块(10)，其中：所述收卷装置(6)包括收卷辊(5)、轴承座(8)和电动机(9)，所述收卷辊(5)设置在轴承座(8)上，由电动机(9)驱使其转动；收卷装置(6)用于实现带材收卷；所述监测装置(4)包括两个图像采集器(7)，分别设置在所述收卷辊(5)两侧，其对准进入收卷辊(5)处的带材设置，用于采集带材两侧边缘与收卷辊交会处图像；所述纠偏装置(1)在带材两侧各设一套，其包括伺服电机(101)、电机法兰(102)、丝杆升降机(103)、轴承座(105)和纠偏辊(106)，所述丝杆升降机(103)的丝杆通过电机法兰(102)与所述伺服电机(101)的轴啮合，所述纠偏辊(106)通过轴承安装在丝杆升降机(103)顶部的轴承座(105)上；所述纠偏辊(106)平时与带材相贴，张紧并辅助卷送带材；出现跑偏时，可以在伺服电机驱动下，向上抬起，拉回已卷送的跑偏带材，并对带材进行纠偏；所述预收卷装置(2)包括第一、二预收卷辊(205、208)、正反转电机(201)、联轴器(202)、第一、二连接杆(204、209)；第一、二预收卷辊(205、208)两端分通过轴承与第一、二连接杆(204，209)相连；第一连接杆(204)和第二连接杆(209)中部外侧设有转轴，第二连接杆通过轴承架设在轴承座(206)上；第一连接部件(204)通过轴承架设在轴承座(207)上，其轴通过联轴器(202)与正反转电机(201)转轴连接；预收卷装置(2)用于控制带材的张力，使带材始终处于微张紧状态，在收卷辊(5)暂停收卷时提供预收卷的功能；以上装置均与控制模块相连，并按预收卷装置、纠偏装置、监测装置和收卷装置的顺序安装在带材收放卷系统；所述控制模块(10)用于对监测装置(4)传来的图像分析处理，根据处理结果发出纠偏指令或者回复正常态指令。...

【技术特征摘要】
1.一种带材收卷跑偏的补救纠偏系统，其特征在于，包括收卷装置(6)、监测装置(4)、纠偏装置(1)、预收卷装置(2)和控制模块(10)，其中：所述收卷装置(6)包括收卷辊(5)、轴承座(8)和电动机(9)，所述收卷辊(5)设置在轴承座(8)上，由电动机(9)驱使其转动；收卷装置(6)用于实现带材收卷；所述监测装置(4)包括两个图像采集器(7)，分别设置在所述收卷辊(5)两侧，其对准进入收卷辊(5)处的带材设置，用于采集带材两侧边缘与收卷辊交会处图像；所述纠偏装置(1)在带材两侧各设一套，其包括伺服电机(101)、电机法兰(102)、丝杆升降机(103)、轴承座(105)和纠偏辊(106)，所述丝杆升降机(103)的丝杆通过电机法兰(102)与所述伺服电机(101)的轴啮合，所述纠偏辊(106)通过轴承安装在丝杆升降机(103)顶部的轴承座(105)上；所述纠偏辊(106)平时与带材相贴，张紧并辅助卷送带材；出现跑偏时，可以在伺服电机驱动下，向上抬起，拉回已卷送的跑偏带材，并对带材进行纠偏；所述预收卷装置(2)包括第一、二预收卷辊(205、208)、正反转电机(201)、联轴器(202)、第一、二连接杆(204、209)；第一、二预收卷辊(205、208)两端分通过轴承与第一、二连接杆(204，209)相连；第一连接杆(204)和第二连接杆(209)中部外侧设有转轴，第二连接杆通过轴承架设在轴承座(207)上；第一连接杆(204)通过轴承架设在轴承座(207)上，其轴通过联轴器(202)与正反转电机(201)转轴连接；预收卷装置(2)用于控制带材的张力，使带材始终处于微张紧状态，在收卷辊(5)暂停收卷时提供预收卷的功能；以上装置均与控制模块相连，并按预收卷装置、纠偏装置、监测装置和收卷装置的顺序安装在带材收放卷系统；所述控制模块(10)用于对监测装置(4)传来的图像分析处理，根据处理结果发出纠偏指令或者回复正常态指令。2.根据权利要求1所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述控制模块(10)包括输入输出接口、CPU、存储单元和通信单元；控制模块(10)分别与所述收卷装置(6)、监测装置(4)、纠偏装置(1)和预收卷装置(2)相连；接收监测装置(4)传送过来的图像，对图像分析处理，判别是否跑偏，并输出纠偏指令或者回复正常态指令给收卷装置(6)、纠偏装置(1)和预收卷装置(2)。3.根据权利要求1或2所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法为：控制模块(10)接收监测装置(4)传送过来的图像，提取图像中带材的边缘特征信息，若检测出两侧带材的边缘与收卷辊轴所成角度都在(90-θ，90+θ)内，判定为无跑偏，否则判定为带材向角度大于90+θ度的那一侧跑偏；所述θ为容许偏差角。4.根据权利要求3所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)中的边缘提取算法为Canny算子法。5.根据权利要求3所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法中，容许偏差角θ为2-4度。6.根据权利要求4所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述监测装置(4)判断方法中，容许偏差角θ为2-4度。7.根据权利要求1或2所述的补救纠偏系统，其特征在于，所述纠偏装置(1)的纠偏动作为：控制模块(10)判断出带材跑偏时，首先控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华民，李德群，张云，王云明，陶波，杨志明，宋世典，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42