[发明专利]恒张力控制系统

说明书

本发明涉及一种恒张力控制系统，用于卷料收卷过程中的恒张力控制，包括：送料装置，包括送料辊，所述送料辊用于输送所述卷料并控制所述卷料的运动状态；收卷装置，包括收卷轴及传动连接所述收卷轴的伺服电机，所述卷料收卷于所述收卷轴上；张力测量装置，设置在送料装置和收卷装置之间，包括测力辊及设置在所述测力辊上的张力传感器，所述卷料绕过所述测力辊；PLC控制器，接收所述张力测量装置的张力信号并根据所述张力信息控制所述伺服电机的转矩。本发明在收卷过程中加速‑匀速‑减速‑静止‑加速的周期性间歇运动时，稳定张力，减小张力冲击，从而达到控制系统内收卷卷料张力为稳定恒张力的目的，更进一步的，能保障收卷效率。

技术领域

本发明涉及卷材张力控制技术领域，特别是涉及一种恒张力控制系统。

背景技术

随着涂布机、模切机、分切机等对卷材加工方式的兴起，收、放卷的控制方式成为了这类设备最重要的核心之一，收卷轴上的物料会随着收卷物料的增多，半径逐渐变大，故收卷轴的转速和转矩也需要实时不断地改变，以匹配卷径的变大。往往控制方式的不当会造成这类设备的成品率大大降低，更有甚者，会直接导致大批量的物料报废，造成整个设备的瘫痪，严重影响设备产能和效益。

目前业内普遍采用“磁粉制动器+张力传感器+张力控制器+磁粉离合器+调速电机”这样的控制系统组合，以此来达到控制收放卷张力目的，从而使物料运动平稳、张力适中。这类设备的最大难点就在于对不同的材料需要想出不同的办法来解决，且需要不断地尝试，甚至有可能经不断尝试后也解决不了上述难题。

对于一类特殊的应用，如标签纸，收卷过程中须使用激光进行镭雕打印，因此需要周期性的暂止收卷系统的运行，以方便镭雕器对标签纸进行操作。该系统须长期处于加速-匀速-减速-静止-加速的周期性间歇运动状态，在电机不断启停送料的过程中会受到周期性的拉力冲击，而张力控制的一大前提就是物料运动需尽可能的平稳，这就让标签纸激光镭雕张力控制变得更加困难。

发明内容

基于此，有必要针对收卷张力控制困难的问题，提供一种恒张力控制系统，它能在收卷过程适应加速-匀速-减速-静止-加速的周期性间歇运动的同时，稳定张力，减小张力冲击，从而达到控制系统内收卷卷料张力为稳定恒张力的目的，更进一步的，能保障收卷效率。

为实现上述技术效果，本发明公布下述技术方案：

一种恒张力控制系统，用于卷料收卷过程中的恒张力控制，包括：送料装置，包括送料辊，所述送料辊用于输送所述卷料并控制所述卷料的运动状态；收卷装置，包括收卷轴及传动连接所述收卷轴的伺服电机，所述卷料收卷于所述收卷轴上；张力测量装置，设置在送料装置和收卷装置之间，包括测力辊及设置在所述测力辊上的张力传感器，所述卷料绕过所述测力辊；PLC控制器，接收所述张力测量装置的张力信号并根据所述张力信息控制所述伺服电机的转矩。

上述恒张力控制系统，在送料装置和收卷装置之间的卷料路径上设张力测量装置，用于实时监控送料装置和收卷装置之间的卷料张力，然后将张力数据传送给PLC进行分析，进而得到当前状态数据，与预设数据进行对比后，对收卷装置中伺服电机的转矩进行直接控制；从而达到稳定系统内收卷张力的目的。由于在收卷过程中卷料须经历加速-匀速-减速-静止-加速的周期性间歇运动的过程，其中，当卷料静止时，收卷装置的伺服电机必须处于静止或空转状态，而实现空转需要更复杂的机械结构和控制系统，且难以在卷料静止时，控制收卷装置不出现反转；而静止状态无法直接通过控制速度来实现，当伺服电机静止，输入电压为0V，伺服电机无法提供扭矩，这时，卷料张力大于扭矩提供的旋转力，收卷轴反转，导致卷料散出收卷轴；因此，PLC控制器直接对扭矩进行控制，维持扭矩提供的旋转力与加速度、摩擦力等其他卷料受力之间的差值，可以实现在静止、加减速或匀速阶段的收卷张力恒定。