一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性板带材的多辊速度同步控制装置及方法，其中，所述装置它包括前辊和后辊，所述后辊与所述前辊呈间隔、平行布置，所述前辊和所述后辊分别连接前、后辊驱动装置，在所述前辊和所述后辊的上方固定设置有用于测量柔性板带材位于所述前辊、所述后辊之间部分悬垂量的距离传感器，所述前辊和所述后辊的轴线与所述距离传感器之间的距离均相等，所述距离传感器的测量方向朝向柔性板带材且与柔性板带材的输送方向垂直，所述距离传感器与所述后辊驱动装置之间通过控制器电连接。本发明专利技术能够保证柔性板带材在连续输送时内部张力得到有效控制。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置及方法
本专利技术涉及一种板带材连续输送装置及方法，特别是关于一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置及方法。
技术介绍
在造纸、纺织、印刷和新型建筑材料等生产线中，通常存在各种柔性板带材料通过机械装置从一道工序向下一道工序输送的过程。在输送过程中，对于低强度柔性板带材，尤其是在被张紧后因自重产生的张力即可以导致缺陷的板带材，常采用的多辊速度同步方法(如张力控制法)难以实现低张力下有效的多辊速度同步控制。另外，悬垂量控制是一种低张力下同步柔性板带材生产过程中控制不同工序间速度的方法。虽然悬垂量控制目前已应用在部分产业中，但是现有方法却存在如下问题：针对低强度板带材，输送设备在设计过程中常需要做大量实验以获得合适的设备形位参数和控制方法，以防止柔性板带材在生产过程中因内部张力得不到有效控制而产生缺陷，从而消耗大量人力物力；在生产过程中需要人工目视，并根据柔性板带材折弯情况调整输送设备的速度，防止柔性板带材过度折弯，因此自动化程度不高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够保证柔性板带材在设备间连续输送时内部张力得到有效控制的柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：它包括设置在上游生产设备上的前辊和设置在下游生产设备上的后辊，所述后辊与所述前辊呈间隔、平行布置，所述前辊连接前辊驱动装置，所述后辊连接后辊驱动装置；在所述前辊和所述后辊的上方或下方设置有用于测量柔性板带材位于所述前辊和后辊之间部分的悬垂量的距离传感器，所述距离传感器到所述前辊和后辊的轴线的距离相等，所述距离传感器的测量方向朝向柔性板带材且与柔性板带材的输送方向垂直；所述距离传感器与所述后辊驱动装置之间通过控制器电连接，所述控制器用于接收所述距离传感器检测到的距离信号，并根据该距离信号控制所述后辊驱动装置的运转速度。所述前辊驱动装置包括输出轴与所述前辊紧固连接的第一传动机构，所述第一传动机构的输入轴连接第一电机的输出轴；所述后辊驱动装置包括输出轴与所述后辊紧固连接的第二传动机构，所述第二传动机构的输入轴通过变速器连接第二电机的输出轴，所述变速器与所述控制器电连接。所述前辊与所述后辊呈等高布置；所述前辊和所述后辊均为圆柱结构，所述前辊和所述后辊的半径相同且大于柔性板带材折弯半径的最小值。所述第一传动机构与所述第一电机之间通过变速器连接，所述变速器电连接所述控制器。所述前辊和所述后辊采用输送带装置。所述前辊和后辊采用由两根上下布置的辊轴构成的压轧机构，其中，两根所述辊轴之间通过传动机构连接。一种柔性板带材连续输送的同步控制方法，它包括以下步骤：1)调整前辊和后辊的位置，记调整后的前辊与后辊轴线之间的距离为l；2)调整距离传感器的位置，使距离传感器到前辊和后辊的轴线的距离相等，距离传感器的测量方向竖直朝向柔性板带材，同时选取距离传感器的接触角θ0，使距离传感器最大量程测量点中心的水平高度位于前辊和后辊上沿的下方，前辊和后辊的上沿与距离传感器最大量程测量点中心的距离为δ，且距离传感器的分辨率高于Δ；其中，距离传感器的接触角θ0是指柔性板带材与前辊即将分离前的脱离点与前辊圆心之间的连线与竖直方向的夹角；3)调节后辊的运转速度，使柔性板带材悬垂至距离传感器的测量点中心附近，控制后辊和前辊的线速度均为υ；4)距离传感器实时检测柔性板带材的悬垂量信号δ'并将该悬垂量信号δ'传输给控制器，当δ'＞δ，控制器向后辊驱动装置发出增大后辊的速度的指令，当δ'＜δ，控制器向后辊驱动装置发出减小后辊速度的指令，使δ'维持在δ-2Δ与δ+2Δ之间。在所述步骤1)中，前辊与后辊的轴线之间的距离l满足：式中，ρ为柔性板带材5的密度，υ为柔性板带材5沿输送方向的线速度，σs为屈服强度，g为重力加速度，rmin为柔性板带材折弯半径的最小值；r为前辊和后辊的半径；其中，前辊和后辊的半径r所满足的计算公式为：在所述步骤3)中，距离传感器接触角θ0的计算方法如下：先求解关于θ的方程：然后解出两个在区间(0,π/2)范围内的实根θ1、θ2，θ1<θ2；再在以下范围内选取合适的θ0：在所述步骤3)中，计算距离传感器的分辨率Δ所依据的公式：在所述步骤3)中，当柔性板带材的位置高于距离传感器最大量程测量点中心的水平高度时，增大距离传感器的接触角θ0，当柔性板带材的位置低于距离传感器最大量程测量点中心的水平高度时，减小距离传感器的接触角θ0。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术装置设置了控制器，能够快速地接收距离传感器检测到的信号，并根据检测信号控制后辊驱动装置的开启和运转，同时可以调整后辊驱动装置的线速度，本专利技术能够保证柔性板带材在连续输送时内部张力得到有效地控制。2、本专利技术装置设置有与上游生产设备连接的前辊和与下游生产设备连接的后辊，其中，前辊和后辊可以采用单独的一根辊轴，也可以采用输送带装置或由两根上下布置的辊轴构成的压轧机构，因此，本专利技术可以广泛地应用于各种工况下柔性板带材的连续输送。3、本专利技术装置设置在第一传动机构与第一电机之间设置有变速器，以便于调整前辊的线速度。4、本专利技术方法通过设定离传感器的接触角θ0，前辊和后辊的上沿与距离传感器最大量程测量点中心的距离δ，距离传感器的分辨率高于Δ，并通过控制器向后辊驱动装置发出指令以调节后辊的线速度，能够保证悬垂的柔性板带材在输送过程中不产生由于承受过大的张力而形成的缺陷，本专利技术自动化水平高。附图说明图1是本专利技术的结构示意图图2是本专利技术距离传感器测量柔性板带材悬垂量的结构示意图图3是本专利技术传送带装置的结构示意图图4是本专利技术压扎装置的示意图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术提出了一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，包括设置在上游生产设备上的前辊1和设置在下游生产设备上的后辊2，后辊2与前辊1呈间隔、平行布置。其中，前辊1连接前辊驱动装置3，后辊2连接后辊驱动装置4，在前辊驱动装置3和后辊驱动装置4的作用下，前辊1和后辊2分别向柔性板带材5传递动力，从而带动柔性板带材5向下游运动。在前辊1和后辊2的上方或下方设置有用于测量柔性板带材5位于前辊1和后辊2之间部分的悬垂量的距离传感器6(如图2所示)。距离传感器6到前辊1和后辊2的轴线的距离相等，距离传感器6的测量方向朝向柔性板带材5且与柔性板带材5的输送方向垂直，能够测量柔性板带材5位于前辊1、后辊2之间的部分与距离传感器6基准位置之间的直线距离。距离传感器6与后辊驱动装置3之间通过控制器7电连接，控制器7用于接收距离传感器6检测到的距离信号，并根据该距离信号控制后辊驱动装置3的运转速度。上述实施例中，前辊驱动装置3包括输出轴与前辊1紧固连接的第一传动机构31，第一传动机构31的输入轴连接第一电机32的输出轴，将第一电机32的驱动力传递至前辊1。后辊驱动装置4包括输出轴与后辊2紧固连接的第二传动机构41，第二传动机构41的输入轴通过变速器43连接第二电机42的输出轴。其中，变速器43电连接控制器7，变速器43在控制器7的控制下，能够调整第二电机42的运转速度，从而调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：它包括设置在上游生产设备上的前辊和设置在下游生产设备上的后辊，所述后辊与所述前辊呈间隔、平行布置，所述前辊连接前辊驱动装置，所述后辊连接后辊驱动装置；在所述前辊和所述后辊的上方或下方设置有用于测量柔性板带材位于所述前辊和后辊之间部分的悬垂量的距离传感器，所述距离传感器到所述前辊和后辊的轴线的距离相等，所述距离传感器的测量方向朝向柔性板带材且与柔性板带材的输送方向垂直；所述距离传感器与所述后辊驱动装置之间通过控制器电连接，所述控制器用于接收所述距离传感器检测到的距离信号，并根据该距离信号控制所述后辊驱动装置的运转速度。

【技术特征摘要】
1.一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：它包括设置在上游生产设备上的前辊和设置在下游生产设备上的后辊，所述后辊与所述前辊呈间隔、平行布置，所述前辊连接前辊驱动装置，所述后辊连接后辊驱动装置；在所述前辊和所述后辊的上方或下方设置有用于测量柔性板带材位于所述前辊和后辊之间部分的悬垂量的距离传感器，所述距离传感器到所述前辊和后辊的轴线的距离相等，所述距离传感器的测量方向朝向柔性板带材且与柔性板带材的输送方向垂直；所述距离传感器与所述后辊驱动装置之间通过控制器电连接，所述控制器用于接收所述距离传感器检测到的距离信号，并根据该距离信号控制所述后辊驱动装置的运转速度。2.如权利要求1所述的一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：所述前辊驱动装置包括输出轴与所述前辊紧固连接的第一传动机构，所述第一传动机构的输入轴连接第一电机的输出轴；所述后辊驱动装置包括输出轴与所述后辊紧固连接的第二传动机构，所述第二传动机构的输入轴通过变速器连接第二电机的输出轴，所述变速器与所述控制器电连接。3.如权利要求1所述的一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：所述前辊与所述后辊呈等高布置；所述前辊和所述后辊均为圆柱结构，所述前辊和所述后辊的半径相同且大于柔性板带材折弯半径的最小值。4.如权利要求1所述的一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：所述第一传动机构与所述第一电机之间通过变速器连接，所述变速器电连接所述控制器。5.如权利要求1所述的一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：所述前辊和所述后辊采用输送带装置。6.如权利要求1所述的一种柔性板带材连续输送多辊速度同步控制装置，其特征在于：所述前辊和后辊采用由两根上下布置的辊轴构成的压轧机构，其中，两根所述辊轴之间通过传动机构连接。7.一种基于权利要求1至6任一项所述装置实现柔性板带材连续输送的同步控制方法，包括以下步骤：1)调整前辊和后辊的位置，记调整后的前辊与后辊轴线之间的距离为l；2)调整距离传感器的位置，使距离传感器到前辊和后辊的轴线的距离相等，距离传感器的测量方向竖直朝向柔性板带材，同时选取距离传感器的接触角θ0，使距离传感器最大量程测量点中心的水平高度位于前辊和后辊上沿的下方，前辊和后辊的上沿与距离传感器最大量程测量点中心的距离为δ，且距离传感器的分辨率高于Δ；其中，距离传感器的接触角θ0是指柔性板带材...

【专利技术属性】
技术研发人员：都东，戢仁和，王力，常保华，刘洪冰，邹怡蓉，洪宇翔，潘际銮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11