一种柔性膜张力检测辊制造技术

本发明专利技术属于柔性膜卷绕输送相关设备领域，并公开了一种柔性膜张力检测辊，它包括水平联接成一体的总张力检测组件和张力分布检测组件；所述总张力检测组件呈底座的形式，并且它的底座芯轴沿着周向方向设置有多个应变式传感器，用于对柔性膜输送过程中总张力的实时检测；所述张力分布检测组件呈辊筒的形式，由模块化的多个辊单元首尾连接而成，其中各个辊单元之间通过结构设计来实现磁性相连和依次供电，并且它的辊筒的轴向和周向分布有柔性传感器，由此执行各个辊单元独立对应区域的张力分布检测。通过本发明专利技术，能够以结构紧凑、便于操控的方式同时实现对柔性膜卷绕输送过程中总张力和张力分布的同步高精度测量，并具备适应性和可靠性强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性膜卷绕输送相关设备领域，更具体地，涉及一种柔性膜张力检测辊。
技术介绍
柔性膜卷绕输送系统广泛应用于造纸、印刷、食品加工、柔性电子封装等工业领域，主要包括放卷模块、张力检测模块、进给模块、收卷模块组成，其中张力检测与控制是柔性膜卷绕输送系统的关键环节之一，在柔性膜卷绕输送系统的各个模块均需要精密的张力检测与控制来提高产品质量。随着新技术和新材料的发展，张力检测作为工业控制领域的共性基础技术之一，在半导体制造、真空镀膜、精密纤维卷绕等方面越来越受到人们的重视，张力检测与控制的效果直接影响着产品加工的质量。例如，张力过大会导致薄膜变形甚至断裂，张力过小则会导致薄膜皱褶、横向漂移等，均会降低产品质量；然而上述柔性电子薄膜的制备过程中的张力检测问题，在目前工业生产中并没有得到很好的解决。现有技术中所提出的一些柔性膜张力检测方案中，大多是针对柔性膜平均张力的检测。例如，CN 201320664096.2中公开了一种悬臂式低张力传感器，该传感器包括张力辊和安装座，张力辊的一端安置在安装座上，其包括芯轴、辊筒体以及张力检测器，辊筒体套设在芯轴上，两端分别通过张力检测器与芯轴相接，安装座上设置有信号输出端口，并与张力辊内的张力检测器连接。该检测方案只能完成柔性膜平均张力或总张力的检测，而无法完成对柔性膜截面的张力分布的检测，相应存在纠偏控制精度不足、生产效率不高等问题，有必要对其作出进一步的继续研究和改进。
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柔性膜张力检测辊，其中通过结合柔性膜卷绕加工和输送的工艺特点，对张力检测单元的结构组成、相互连接关系及供电方式等多个方面重新进行设计，相应能够同时实现对柔性膜卷绕输送过程中总张力和张力分布的同步高精度测量，并具备结构紧凑、集成度高、便于操控和拓展、信号采集准确、适应性和可靠性强等优点，因而尤其适用于各类卷到卷的柔性膜料卷张力检测应用场合。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种柔性膜张力检测辊，其特征在于，该柔性膜张力检测辊由水平联接成一体的总张力检测组件和张力分布检测组件共同组成，其中：所述总张力检测组件呈底座的形式，并包括法兰、套筒和底座芯轴，其中该法兰由两个半圆环组合而成，并在其内圈设置有环形台阶；该套筒水平固定于所述法兰内圈的环形台阶，由此实现轴向定位；该底座芯轴同轴安装于所述套筒的内部，然后经由锁紧套与所述张力分布检测组件水平联接；此外，所述底座芯轴的中段外圈沿着周向方向设置有多个应变式传感器，用于执行对柔性膜输送过程中总张力的实时检测；该底座芯轴上还安装有第一信号采集模块，由此执行所述总张力的实时检测结果的信号采集及处理，并执行张力分布检测结果的信号接收及处理；所述张力分布检测组件呈辊筒的形式，由模块化的多个辊单元首尾连接而成，可根据柔性膜的工作段宽度来进行数量调整，并且相邻的辊单元之间通过磁性方式彼此相连；各个辊单元各自包括辊筒和同轴设置于该辊筒内部的辊芯轴，其中该辊筒与该辊芯轴的左右两端均通过轴承实现连接安装，并使得所述辊筒可绕其轴线发生旋转；对于所述辊筒而言，它进一步包括内筒、传感器基座和多个柔性传感器，其中该内筒内圈的左右两端与所述轴承的外圈连接，该内筒的外圈与所述传感器基座的内圈连接，该
传感器基座的外圈表面设置有用于安装所述柔性传感器的多个槽，所述多个柔性传感器则同时沿着所述辊筒的轴向和周向分布，并用于执行该辊单元所对应区域的张力及其分布检测；此外，各个辊单元的端部还设置有第二信号采集模块，由此执行各个辊单元所对应区域的柔性膜张力分布检测结果的信号采集及发射，同时执行所述轴承的密封。作为进一步优选地，所述辊芯轴整体呈水平布置的空心轴的形式，在该空心轴的左端面，沿其周向方向设置有两个环形槽，其中处于内侧的第一环形槽用于安装电磁铁，而处于外侧的第二环形槽用于安装直径相对较大的大铜环；沿着该空心轴左端的径向方向还贯穿安装有弹簧式插头，并用于电流的导入；在该空心轴的右端面，同样沿其周向方向设置有第三环形槽，该第三环形槽用于安装直径相对较小的小铜环，并用于电流的导出；此外，沿着该空心轴右端的径向方向还对称安装有两个铜柱，并且该铜柱与所述小铜环、弹簧式插头之间通过导线连接；相应地，当相邻的两个辊单元首尾相连时，所述铜柱与所述电磁铁连接，由此实现对电磁铁的供电；该铜柱的端部同时还与所述大铜环的内圈连接，而该大铜环的外圈则与所述第二信号采集模块中的电刷相接触，由此实现对第二信号采集模块的供电。作为进一步优选地，对于所述张力分布检测组件中处于最尾端的辊单元而言，它的右端还设置有端盖，并用于完成组装后的张力分布检测组件的密封保护。作为进一步优选地，所述柔性传感器优选采用块状覆盖或者螺旋覆盖等形式，相应同时沿着所述辊筒的轴向和周向设置。作为进一步优选地，所述第二信号采集模块优选包括所述电刷和信号发射单元，其中该电刷的内圈与所述大铜环的外圈相接触，由此获得供电；该信号发射单元与所述柔性传感器信号相连，由此将这些柔性传感器所获得的信号予以采集及发射。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1、本专利技术中通过将检测辊设计为包括水平互联成一体的总张力检测组件和张力分布检测组件，并对它们各自的具体结构组成及其相互联接方式进行改进，相应能够在实现柔性膜总张力测量的同时，还能够针对柔性膜张力分布状况执行高精度测量，而且张力分布检测组件的模块化设计使得本专利技术能够适应于不同尺寸及位置的柔性膜，并具备便于装配和灵活调整、整体集成度高等优点；2、本专利技术中还针对各组件的供电这一关键层面对其结构组成相应进行了设计，相应使得总张力检测组件特别是模块化的各张力分布检测辊之间不仅可通过电磁铁实现相互连接，而且电流能够高效依次传输，进而得以以结构紧凑、便于操控的方式实现整个张力检测轴的电流传输及控制；3、本专利技术中还针对张力分布检测组件中各辊单元的具体结构尤其是柔性传感器的设置方式进行了研究，相应能够高精度执行各种不同的张力分布检测需求，相应与现有设备相比能够更为全面地完成沿着柔性膜截面方向的张力分布检测，进而在输送过程中更为准确地执行相应控制并达到显著提高产品生产质量的效果。附图说明图1是按照本专利技术优选实施方式所构建的柔性膜张力检测辊的整体结构示意图；图2a是图1中所示总张力检测组件的结构示意图；图2b是图1中所示总张力检测组件的结构分解示意图；图3是图1中所示张力分布检测组件的整体结构示意图；图4a是图3中所示构成张力分布检测组件的单个辊单元的结构示意图；图4b是图3中所示构成张力分布检测组件的单个辊单元的结构分解示
意图；图5是用于更为具体地显示各个辊单元中的辊芯轴的结构分解示意图；图6是用于更为具体地显示各个辊单元中的辊筒的结构分解示意图；图7a是按照本专利技术的一个优选实施例、显示柔性传感器在辊单元上的一种分布形式的示意图；图7b是按照本专利技术的另一优选实施例、显示柔性传感器在辊单元上的另外一种分布形式的示意图；图8是用于更为具体地显示各个辊单元中的第二信号采集模块的结构示意图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-底座 2-辊筒 10-法兰 11-底座芯轴 12-第一信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性膜张力检测辊，其特征在于，该柔性膜张力检测辊由水平联接成一体的总张力检测组件和张力分布检测组件共同组成，其中：所述总张力检测组件呈底座(1)的形式，并包括法兰(10)、套筒(13)和底座芯轴(11)，其中该法兰(10)由两个半圆环组合而成，并在其内圈设置有环形台阶；该套筒(13)水平固定于所述法兰内圈的环形台阶，由此实现轴向定位；该底座芯轴(11)同轴安装于所述套筒(13)的内部，然后经由锁紧套(14)与所述张力分布检测组件水平联接；此外，所述底座芯轴(11)的中段外圈沿着圆周方向设置有多个应变式传感器(110)，用于执行对卷绕输送过程中柔性膜总张力的实时检测；该底座芯轴(11)上还安装有第一信号采集模块(12)，由此执行所述总张力的实时检测结果的信号采集及处理，并执行张力分布检测结果的信号接收及处理；所述张力分布检测组件呈辊筒(2)的形式，由模块化的多个辊单元(20)首尾连接而成，可根据柔性膜的工作段宽度来进行数量调整，并且相邻的辊单元之间通过磁性方式彼此相连；各个辊单元(20)各自包括辊筒(201)和同轴设置于该辊筒内部的辊芯轴(200)，其中该辊筒(201)与该辊芯轴(200)的左右两端均通过轴承(202)实现连接安装，并使得所述辊筒(201)可绕其轴线发生旋转；对于所述辊筒(201)而言，它进一步包括内筒(201a)、传感器基座(201b)和多个柔性传感器(201c)，其中该内筒(201a)内圈的左右两端与所述轴承(202)的外圈连接，该内筒(201a)的外圈与所述传感器基座(201b)的内圈连接，该传感器基座(201b)的外圈表面设置有用于安装所述柔性传感器(201c)的多个槽，所述多个柔性传感器(201c)则同时沿着所述辊筒的轴向和周向分布，并用于执行该辊单元所对应区域的柔性膜的张力分布检测；此外，各个辊单元的端部还设置有第二信号采集模块(203)，由此执行各个辊单元所对应区域的张力及其分布检测结果的信号采集及发射，同时执行所述轴承(202)的密封。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性膜张力检测辊，其特征在于，该柔性膜张力检测辊由水平联接成一体的总张力检测组件和张力分布检测组件共同组成，其中：所述总张力检测组件呈底座(1)的形式，并包括法兰(10)、套筒(13)和底座芯轴(11)，其中该法兰(10)由两个半圆环组合而成，并在其内圈设置有环形台阶；该套筒(13)水平固定于所述法兰内圈的环形台阶，由此实现轴向定位；该底座芯轴(11)同轴安装于所述套筒(13)的内部，然后经由锁紧套(14)与所述张力分布检测组件水平联接；此外，所述底座芯轴(11)的中段外圈沿着圆周方向设置有多个应变式传感器(110)，用于执行对卷绕输送过程中柔性膜总张力的实时检测；该底座芯轴(11)上还安装有第一信号采集模块(12)，由此执行所述总张力的实时检测结果的信号采集及处理，并执行张力分布检测结果的信号接收及处理；所述张力分布检测组件呈辊筒(2)的形式，由模块化的多个辊单元(20)首尾连接而成，可根据柔性膜的工作段宽度来进行数量调整，并且相邻的辊单元之间通过磁性方式彼此相连；各个辊单元(20)各自包括辊筒(201)和同轴设置于该辊筒内部的辊芯轴(200)，其中该辊筒(201)与该辊芯轴(200)的左右两端均通过轴承(202)实现连接安装，并使得所述辊筒(201)可绕其轴线发生旋转；对于所述辊筒(201)而言，它进一步包括内筒(201a)、传感器基座(201b)和多个柔性传感器(201c)，其中该内筒(201a)内圈的左右两端与所述轴承(202)的外圈连接，该内筒(201a)的外圈与所述传感器基座(201b)的内圈连接，该传感器基座(201b)的外圈表面设置有用于安装所述柔性传感器(201c)的多个槽，所述多个柔性传感器(201c)则同时沿着所述辊筒的轴向和周向分布，并用于执行该辊单元所对应区域的柔性膜的张力分布检测；此外，各个辊单元的端部还设置有第二信号采集模块(203)，由此执行各个辊单元所对应区域的张力及其分布检测结果
\t的信号采集及...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，蒋博，柯洋，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42