本發(fā)明涉及一種分切機上的浮動輥機構，尤其涉及一種分切機放卷雙浮動輥機構及其閉環(huán)控制方法。

背景技術：

在分切卷繞應用領域中，針對分切母卷圓度較差、張力波動大、對于小張力材料易拉伸變形等問題，嚴重影響收卷膜卷品質(zhì)，如材料拉伸變形、褶皺、劃傷等，從而影響后道工序生產(chǎn)，甚者造成產(chǎn)品報廢。

現(xiàn)有的分切放卷機上的浮動輥主要作用是在被分切放卷的物料上建立張力，并保持放卷張力穩(wěn)定，同時緩沖母卷不圓度引起的波動，保證母卷放出物料平整，從而保證物料后道生產(chǎn)工序的品質(zhì)要求。

例如現(xiàn)有技術1（cn101519169b）中公開了一種分切機用浮動輥裝置，其采用單浮動輥機構，墻板內(nèi)側相對應位置豎直安裝有直線導軌，浮動輥兩端用帶凸臺圓形外球面球軸承先安裝到安裝板上后再總體安裝到直線導軌上，使浮動輥能垂直上下運動。

現(xiàn)有技術1的不足之處在于：第一方面，在單浮動輥的機械機構中，材料只繞過浮動輥一次，故單浮動輥的上下行程為波動量的1/2，響應動作的同步性差。

第二方面，單浮動輥機構的材料張力與浮輥支點與旋轉(zhuǎn)支點的距離、氣缸支點與旋轉(zhuǎn)支點的距離、材料與單浮動輥夾角、氣缸壓力以及氣缸截面面積有關，局限于氣缸的最小動作氣壓，有時不可能通過減小氣壓值來獲取小張力的輸出，故在單浮動輥中通過減小氣壓值來獲取小張力的控制方案是有局限性的。

第三方面，單浮動輥由于只有一個浮動輥，在靜態(tài)下是無法實現(xiàn)重量平衡的，只有額外加配重桿或者通過氣缸補償平衡氣壓的方式來達到靜態(tài)平衡，而配重桿和氣壓補償?shù)姆绞?，均存在一定的誤差，此誤差產(chǎn)生的靜態(tài)力將直接作用在材料上。

第四方面，材料張力的波動主要取決于浮動輥系統(tǒng)的動態(tài)加速度變化，在設備運行過程中，浮動輥的上下波動，由于導輥與連桿本身的質(zhì)量存在，由牛頓第二定律可知，會產(chǎn)生額外的附加動載荷。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術中的分切機放卷單浮動輥機構存在的響應性差、張力控制精度低、靜態(tài)平衡性差、動態(tài)平衡性差的不足，提供了一種分切機放卷雙浮動輥機構，其響應性好、張力控制精度高、靜態(tài)平衡性好、動態(tài)平衡性好。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種分切機放卷雙浮動輥機構，包括主動浮動輥、從動浮動輥、氣缸和連桿，所述主動浮動輥連接有主動浮動輥擺臂，所述主動浮動輥擺臂繞第一轉(zhuǎn)軸擺動，所述氣缸驅(qū)動所述主動浮動輥擺臂擺動，所述從動浮動輥連接有從動浮動輥擺臂，所述從動浮動輥擺臂繞第二轉(zhuǎn)軸擺動，所述連桿的兩端分別與所述主動浮動輥擺臂和從動浮動輥擺臂鉸接。

在本發(fā)明提供的雙浮動輥機構中，材料兩次分別繞過主動浮動輥和從動浮動輥，且主動浮動輥和從動浮動輥彼此采用連桿互連，故浮動輥的上下行程為波動量的1/4，同時保證了響應動作的同步性，比單浮動輥提高1倍。

材料張力和浮輥支點與旋轉(zhuǎn)支點的距離、氣缸支點與旋轉(zhuǎn)支點的距離、材料與第一浮動輥夾角、材料與第二浮動輥夾角、氣缸壓力以及氣缸截面面積有關，在相同機械尺寸、相同氣缸型號、相同氣壓時，本發(fā)明提供的雙浮動輥機構可以控制更小張力，若材料繞過浮動輥的夾角均為垂直時，則雙浮動輥的張力控制精度可以提高到單浮動輥的1倍。

材料張力的波動主要取決于浮動輥機構的動態(tài)加速度變化，在設備運行過程中，浮動輥的上下波動，由于浮動輥本身的質(zhì)量存在，由牛頓第二定律可知，會產(chǎn)生額外的附加動載荷。在不考慮其它因素的情況下，由于單浮動輥的緩沖量僅為雙浮動輥的1/2，及單位時間內(nèi)單浮動輥的調(diào)節(jié)行程為雙浮動輥2倍，加速度也為2倍，故理論分析，單浮動輥的張力波動量至少是雙浮動輥的2倍，加之本身重量和存在的靜態(tài)不平衡力，經(jīng)試驗測試，波動幅度達到將近50%。而雙浮動輥結構中，雙浮動輥同樣存在動態(tài)附加載荷，但是雙浮動輥緩沖量大，調(diào)節(jié)浮動小，pid調(diào)節(jié)幅度淺，產(chǎn)生的加速度小，綜合系統(tǒng)誤差，經(jīng)試驗測試，波動幅度僅為10%。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述第一轉(zhuǎn)軸與主動浮動輥擺臂和連桿連接點的連線段與所述第二轉(zhuǎn)軸與從動浮動輥擺臂和連桿連接點的連線段平行且相等，所述第一轉(zhuǎn)軸與主動浮動輥擺臂和主動浮動輥連接點的連線段與所述第二轉(zhuǎn)軸與從動浮動輥擺臂和從動浮動輥連接點的連線段平行且相等，所述主動浮動輥與所述從動浮動輥質(zhì)量相同。

在主動浮動輥和從動浮動輥自身重力作用下，主動浮動輥擺臂和從動浮動輥擺臂對連桿的作用力大小相等、方向相反，因此本雙浮動輥機構具有靜態(tài)平衡性，在靜態(tài)下能夠?qū)崿F(xiàn)重量平衡，停留在任意位置，不會對材料產(chǎn)生額外的靜態(tài)力。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述主動浮動輥擺臂和所述從動浮動輥擺臂的形狀、尺寸、質(zhì)量均相同，以消除主動浮動輥擺臂和從動浮動輥擺臂重力的影響，使得本雙浮動輥機構具有更加的靜態(tài)平衡性。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述主動浮動輥擺臂和所述從動浮動輥擺臂呈l形。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述主動浮動輥擺臂上沿所述主動浮動輥擺臂和主動浮動輥連接點的連線段方向設有若干銷孔，所述氣缸的活塞桿通過銷軸連接到所述主動浮動輥擺臂上的銷孔。通過連接主動浮動輥擺臂上不同位置的銷孔，由于氣缸行程不變，能夠調(diào)節(jié)主動浮動輥擺臂的擺動幅度，從而調(diào)節(jié)材料的張緊力。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述主動浮動輥擺臂固定設置在浮動輥輥芯上，所述浮動輥輥芯與所述機架轉(zhuǎn)動連接，所述從動浮動輥擺臂與固定設置在所述機架上的支座轉(zhuǎn)動連接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，所述浮動輥輥芯上設有限位擋板，所述機架上設有相對應的限位件。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案，包括直線電位器、控制器和電機馬達，所述直線電位器固定設置在所述氣缸上，所述控制器連接所述直線電位器，所述電機馬達連接所述控制器，所述氣缸連接所述電機馬達。

本發(fā)明還提供一種分切機放卷雙浮動輥機構的閉環(huán)控制方法，包括以下步驟：當材料的松緊發(fā)生變化時，保持恒定氣壓的氣缸就伸出或縮回，安裝在氣缸上的直線電位器就會檢測到氣缸位置的變換，通過電壓變化的信號反饋給控制器，控制器再調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。

與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明所達到的有益效果是：

本發(fā)明提供的一種分切機放卷雙浮動輥機構不圓度波動量的緩沖行程小、響應性好，張力控制精度高，靜態(tài)平衡性好，動態(tài)平衡性好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖。

圖2是主動浮動輥和從動浮動輥的連接結構示意圖。

圖中標記如下：第一導向輥1；第二導向輥2；主動浮動輥3；從動浮動輥4；連桿5；氣缸6；主動浮動輥擺臂7；浮動輥輥芯8；從動浮動輥擺臂9；機架10；支座11；限位擋板12；限位件13；銷孔14。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1、圖2所示，一種分切機放卷雙浮動輥機構，包括機架10、第一導向輥1、第二導向輥2、主動浮動輥3、從動浮動輥4、連桿5和氣缸6。主動浮動輥3和從動浮動輥4設置在第一導向輥1和第二導向輥2之間，材料繞過第一導向輥1、第二導向輥2、主動浮動輥3和從動浮動輥4并張緊。

主動浮動輥3的兩端分別連接有主動浮動輥擺臂7，主動浮動輥擺臂7呈l形。主動浮動輥擺臂7的a端與主動浮動輥3固定連接，主動浮動輥擺臂7的b端與氣缸6連接，氣缸6活塞桿垂直升降。主動浮動輥擺臂7的c端固定連接在浮動輥輥芯8上，浮動輥輥芯8的軸線為第一轉(zhuǎn)軸，主動浮動輥擺臂7繞第一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。浮動輥輥芯8的兩端通過軸承與機架10轉(zhuǎn)動連接，主動浮動輥擺臂7的d端與連桿5的一端鉸接。浮動輥輥芯8上設有限位擋板12，機架10上設有相對應的限位件13。

從動浮動輥4的兩端分別連接有從動浮動輥擺臂9，從動浮動輥擺臂9呈l形。從動浮動輥擺臂9的a^端與從動浮動輥4固定連接，從動浮動輥擺臂9的c^端通過軸承與支座11轉(zhuǎn)動連接，支座11的軸線為第二轉(zhuǎn)軸，從動浮動輥擺臂9繞第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。支座11固定設置在機架10上，從動浮動輥擺臂9的d^端與連桿5的另一端鉸接。

主動浮動輥3和從動浮動輥4質(zhì)量相等。主動浮動輥擺臂7和從動浮動輥擺臂9的形狀、尺寸、質(zhì)量均相同，且ac段長度與a^c^段長度相等，cd段長度與c^d^段長度相等。當主動浮動輥擺臂7的ac段水平、從動浮動輥擺臂9的a^c^段水平時，氣缸6處于平衡位置。

主動浮動輥擺臂7上沿ac方向設有若干銷孔14，氣缸6的活塞桿通過銷軸連接到主動浮動輥擺臂7上的銷孔14。

氣缸6通過電機馬達驅(qū)動，電機馬達連接控制器，氣缸6上固定安裝有直線電位器。當材料的松緊發(fā)生變化時，保持恒定氣壓的氣缸6就相對于平衡位置伸出或縮回，裝在氣缸6上的直線電位器就會檢測到氣缸6位置的變換，通過電壓變化的信號反饋給可編程邏輯控制器plc，可編程邏輯控制器plc再通過可編程邏輯器件pid調(diào)節(jié)電機馬達轉(zhuǎn)速使得氣缸6回到平衡位置。氣缸6如果伸出高于平衡位置則降低轉(zhuǎn)速；氣缸6如果縮回低于平衡位置則加快轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明還提供一種分切機放卷雙浮動輥機構的閉環(huán)控制方法，包括以下步驟：當材料的松緊發(fā)生變化時，保持恒定氣壓的氣缸就伸出或縮回，安裝在氣缸上的直線電位器就會檢測到氣缸位置的變換，通過電壓變化的信號反饋給控制器，控制器再調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。

最后應說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明公開了一種分切機放卷雙浮動輥機構以及閉環(huán)控制方法，包括主動浮動輥、從動浮動輥、氣缸和連桿，主動浮動輥連接有主動浮動輥擺臂，主動浮動輥擺臂繞第一轉(zhuǎn)軸擺動，氣缸驅(qū)動主動浮動輥擺臂擺動，從動浮動輥連接有從動浮動輥擺臂，從動浮動輥擺臂繞第二轉(zhuǎn)軸擺動，連桿的兩端分別與主動浮動輥擺臂和從動浮動輥擺臂鉸接，氣缸通過電機馬達驅(qū)動，電機馬達連接控制器，氣缸上固定安裝有直線電位器。材料松緊發(fā)生變化時，氣缸伸出或縮回，氣缸上的直線電位器檢測到氣缸位置的變換，電壓變化信號反饋給控制器，控制器調(diào)節(jié)電機馬達轉(zhuǎn)速使得氣缸回到平衡位置。本發(fā)明提供一種響應性好，張力控制精度高，靜、動態(tài)平衡性好的分切機放卷雙浮動輥機構。

技術研發(fā)人員：許炯

受保護的技術使用者：浙江華創(chuàng)機電科技有限公司

技術研發(fā)日：2018.03.29

技術公布日：2018.08.21