一种带材自动纠偏装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术一种带材自动纠偏装置，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离、B光电隔离、人机交互模块、步进电机驱动器、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块与A光电隔离相连，A光电隔离的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离的信号输入端相连，B光电隔离的第一信号输出端与步进电机驱动器相连，B光电隔离的第二信号输出端与继电器模块相连，微控制器的第一信号输入输出端与人机交互模块的信号输入输出端相连，微控制器的第二信号输入输出端与无线传输模块的信号输入输出端相连。优点：1）纠偏精度高；2）避免纠偏机构往复频繁运动；3）处理速度快；4）支持手机移动端查询。

【技术实现步骤摘要】
一种带材自动纠偏装置
本技术涉及一种带材自动纠偏装置，属于机械电控系统

技术介绍
纠偏控制装置已经广泛应用于冶金、印染、纺织、薄膜、造纸、印刷、包装等诸多行业，是一种保证卷边整齐的自动化设备；通常情况下对于连续运行的带状材料生产线，由于机组运行速度变化、生产线延伸以及带状材料本身特性的影响，往往容易出现“跑偏”现象，进而影响了带状材料收卷的整齐性，因而需要额外的纠偏控制装置，实现带状材料传送过程中宽度方向的在线检测和纠正，提高带状材料生产线的机械自动化水平。目前市场上常见的自动纠偏系统执行机构大体包括三类:电机驱动、气动、液压驱动；其中电机驱动纠偏系统以电机作为执行机构，具有响应速度快、反应灵敏、集成度高等特点，比较适合重量较小的物料，特别是宽度不大的包装带材；气动或液压驱动式纠偏系统具有抗干扰能力强、简单可靠、推力大等优点，比较适合重量大的物料；三类执行机构，其控制原理一般采用的都是类似“盲人探路”的摆动式纠偏方法，在沿带状材料运行路线的宽度边沿位置的机械结构上，安装1只或2只光电传感器，可以形成常见的单边单光电、双边单光电、单边双光电等多种检测手段，如附图1-3；纠偏控制系统根据光电传感器反馈信号，控制执行机构左右摆动，保持带材宽度边沿“游走”于1只（图中A）或2只（图中A和B）光电传感器之间，使光电传感器的感应从有效到无效，再从无效到有效之间循往复。这种“盲人探路”式的控制机制，简单方便，控制成本低；但是，由于带材“跑偏”受材料本身、运行张力、机械传动机构等多种不可控因素影响，是非线性的，因此，传统控制机制的纠偏精度不高，适合对纠偏精度在1mm左右的带状材料运行场合。另外，这种持续的左右摆动对机械结构的灵活性和机械损耗也带来很大挑战，反过来，持续的机械摆动也在影响纠偏精度；市场上也有一些其它的纠偏控制系统，在传统控制基础上，增加了PID调节，但是，也无法达到理想的纠偏效果（精度0.5mm以下）。近些年来，ARM嵌入式处理器发展十分迅速，其精简指令集（RISC）结构简单、高效，利用ARM能够设计出高性能、低成本、低功耗的控制系统，另外，ARM处理器的字长、运算速度正在不断提高，还具备WiFi、蓝牙等无线接口，在处理速度、开发成本、灵活性等方面均具有一定优势，综合性能占优，本技术就是在分析传统纠偏控制装置工作原理的基础上，基于ARM嵌入式处理器设计了一种带材自动纠偏装置。
技术实现思路
本技术提出的是一种带材自动纠偏装置，其目的旨在解决现有纠偏控制系统纠偏精度不高、执行机构往复运动频繁、机械损耗大等问题。本技术的技术解决方案：一种带材自动纠偏装置，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离、B光电隔离、人机交互模块、步进电机驱动器、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离的信号输入端相连，A光电隔离的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离的信号输入端相连，B光电隔离的第一信号输出端与步进电机动器的信号输入端相连，B光电隔离的第二信号输出端与继电器模块的信号输入端相连，微控制器的第一信号输入输出端与人机交互模块的信号输入输出端相连，微控制器的第二信号输入输出端与无线传输模块的信号输入输出端相连。本技术的优点：1）纠偏精度高；2）避免纠偏机构往复频繁运动；3）处理速度快；4）支持手机移动端查询。附图说明附图1单边单光电纠偏检测示意图。附图2双边单光电纠偏检测示意图。附图3单边双光电纠偏检测示意图。附图4是本技术的组成结构示意图。具体实施方式对照附图4，一种带材自动纠偏装置，其结构包括微控制器、传感器模块、A光电隔离、B光电隔离、人机交互模块、步进电机驱动器、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离的信号输入端相连，A光电隔离的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离的信号输入端相连，B光电隔离的第一信号输出端与步进电机动器的信号输入端相连，B光电隔离的第二信号输出端与继电器模块的信号输入端相连，微控制器的第一信号输入输出端与人机交互模块的信号输入输出端相连，微控制器的第二信号输入输出端与无线传输模块的信号输入输出端相连。所述步进电机驱动器的信号输出端与步进电机的信号输入端相连；所述继电器模块的信号输出端与报警装置的信号输入端相连。所述微控制器是带材自动纠偏装置的核心，用于接收纠偏传感器和左右限位传感器采集的数据，进行分析计算后，控制步进电机驱动器和继电器模块，同时负责人机交互操作、数据显示和无线数据传输；所述微控制器优先采用ARM32位嵌入式微处理器，比如：ARMCortex-A8。所述传感器模块包括纠偏传感器、左右限位传感器；其中，纠偏传感器的信号输出端与A光电隔离的第一信号输入端相连，左右限位传感器的信号输出端与A光电隔离的第二信号输入端相连。所述纠偏传感器由光电开关构成，检测薄膜边沿位置，用于薄膜的跑偏量检测；本技术在带材放卷和收卷处分别设置纠偏传感器检测，各自采用单边双光电检测模式，各自选用2只纠偏传感器，优选型号为中川RLK161型光电纠偏传感器。所述纠偏传感器共有4只，4只纠偏传感器分别处在带材放卷和收卷处，在带材放卷和带材收卷处各有2只纠偏传感器；带材放卷处的2只纠偏传感器处在带材放卷处同一边上的不同位置，带材收卷处的2只纠偏传感器处在带材收卷处同一边上的不同位置。所述左右限位传感器：用于限制纠偏执行机构的左右行程极限，保护机械传动机构，左右限位传感器优选欧姆龙HL-5000型限位开关；优选本控制系统在纠偏执行机构的左、右两侧极限位置分别安装1只欧姆龙HL-5000型限位开关。所述A光电隔离优选TLP521型普通光耦；所述B光电隔离包括TLP521型普通光耦和6N137型高速光耦，TLP521型普通光耦处在微控制器和继电器模块之间，6N137型高速光耦处在微控制器和步进电机驱动器之间；工业现场工作环境比较恶劣，干扰信号多且强，因此需要通过光耦将控制模块和外围电路模块隔离，实现光电隔离，包括输入信号和输出信号的光电隔离，对于频率较低的开关信号如传感器模块信号、继电器控制模块信号，选用普通光耦TLP521实现光电隔离，对于高速的脉冲信号如步进电机驱动模块控制信号，选用高速光耦6N137实现光电隔离。所述人机交互模块采用工业触摸屏设计，人机交互模块与微控制器之间通过MODBUS总线连接进行数据交互传输，可实现参数设置、运行状态指示、纠偏数据统计等，同时具有操作模式（自动/手动）选择、点动操作、纠偏控制选择等。所述步进电机驱动器根据微控制器的指令，驱动步进电机正转或反转，通过传动机构使带材纠偏机构移动一定行程，进行偏差调整；优选通过丝杠传动,带动纠偏辊移动一定行程，进行偏差调整。所述继电器模块：当系统发生故障时，根据微控制器的指令，驱动报警控制电路发出警报。所述无线传输模块：以无线传输形式（如WiFi、蓝牙等无线传输技术），将纠偏控制装置运行状态等工况数据实时发送给车间管理中心，支持手机移动端查看。近几年，随着智能移动终端和WiFi热点的普及，基于WiFi的移动应用在建设和使用成本上大幅度下降，本技术的带材自动纠偏装置核心控制模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带材自动纠偏装置，其特征是包括微控制器、传感器模块、A光电隔离、B光电隔离、人机交互模块、步进电机驱动器、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离的信号输入端相连，A光电隔离的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离的信号输入端相连，B光电隔离的第一信号输出端与步进电机动器的信号输入端相连，B光电隔离的第二信号输出端与继电器模块的信号输入端相连，微控制器的第一信号输入输出端与人机交互模块的信号输入输出端相连，微控制器的第二信号输入输出端与无线传输模块的信号输入输出端相连。

【技术特征摘要】
1.一种带材自动纠偏装置，其特征是包括微控制器、传感器模块、A光电隔离、B光电隔离、人机交互模块、步进电机驱动器、继电器模块、无线传输模块；其中，传感器模块的信号输出端与A光电隔离的信号输入端相连，A光电隔离的信号输出端与微控制器的信号输入端相连，微控制器的信号输出端与B光电隔离的信号输入端相连，B光电隔离的第一信号输出端与步进电机动器的信号输入端相连，B光电隔离的第二信号输出端与继电器模块的信号输入端相连，微控制器的第一信号输入输出端与人机交互模块的信号输入输出端相连，微控制器的第二信号输入输出端与无线传输模块的信号输入输出端相连。2.根据权利要求1所述的一种带材自动纠偏装置，其特征是所述步进电机驱动器的信号输出端与步进电机的信号输入端相连；所述继电器模块的信号输出端与报警装置的信号输入端相连。3.根据权利要求1所述的一种带材自动纠偏装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯立功，刘全胜，陈天娥，史荧中，
申请(专利权)人：无锡职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32