[發明專利]檢測料卷偏心的裝置和方法

無效

• 申請號: 200810037882.3
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101585457A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 史冰;王煥程
• 申請（專利權）人: 上海精翔實業有限公司
• 主分類號: B65H23/195
• 分類號: B65H23/195;B65H26/04;G01B21/24;G01B17/00;G01S15/08
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及一種料卷恒張力卷取中檢測料卷偏心的裝置和方法。

技術背景

在料卷恒張力卷取中，主要有以下兩種方式：

一、在卷取機與相鄰設備之間設置張力傳感器，通過張力傳感器測量值與目標值的偏差控制卷取機的線速度，保證料帶的張力：

V＝πDn/i

其中，V是卷取機線速度，D是料卷直徑，n是電機轉速，i為減速比率。

二、通過控制卷取電動機的轉矩開環控制卷取料帶的張力：

T＝M_ei/(D/2)

其中，T為卷取料帶張力，D是料卷直徑，M_e為電機電磁轉矩，i為減速比。

以上兩種控制方式中，控制的量都與直徑相關，因此直徑的測量在料卷恒張力卷取中是至關重要的。傳統料卷直徑的測量，沒有考慮料卷的偏心，認為在料卷的一個圓周內直徑是沒有變化的。但在實際中，由于可能存在以下問題：

1、卷取軸本身加工的同心度不好；

2、料帶本身的厚度變化不均勻；

3、待加工料卷由于上道工序不正常或儲存不善引起的變形；

4、卷取工作過程中的操作存在問題使料帶在料卷內折疊或拱起等情況；

上述問題使得料卷在卷取機上旋轉一周的過程中，其直徑突然發生很大變化的情況。直徑的突然變化會導致卷取料帶張力的突變，這將直接影響設備的生產速度和料帶的加工質量，更有甚者，會造成斷帶情況的發生，使生產中斷并造成了大量的廢品廢料。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種利用超聲波和編碼器檢測料卷偏心的裝置和方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種檢測料卷偏心的裝置，包括：

超聲波換能器，用于向料卷發射超聲波信號，并接收反射回來的超聲波，將其轉化為電信號輸出；

編碼器，用于測量料卷轉動角度α；

控制計算部件，與所述絕對值編碼器和所述超聲波換能器相連接，用于控制所述超聲波換能器發射超聲波信號并接收所述超聲波換能器輸出電信號，根據聲波經歷的時間間隔t及超聲波傳導速度，計算超聲波換能器至料卷表面的距離d；同時讀取所述編碼器的測量角度α，根據料卷的中心軸線至超聲波換能器的距離d1和d以及α計算料卷的偏心情況。

其中，所述控制計算部件為一可編程控制器。

其中，所述超聲波換能器設于垂直于料卷中心軸線處。

其中，所述編碼器與料卷同軸。

其中，所述編碼器為絕對值編碼器。

其中，所述編碼器為單圈絕對值編碼器。

本發明還提供一種檢測料卷偏心的方法，包括以下步驟：

步驟一、對于旋轉的料卷，采用超聲波換能器測量超聲波換能器至料卷表面的距離；同時記錄料卷當前角度α；

步驟二、根據料卷的中心軸線至超聲波換能器的距離d1和d以及α計算料卷1的偏心情況。

本發明可有效測量料卷在卷取機上旋轉一周的過程中的直徑變化。可廣泛應用于卷取料帶的張力控制，有效提高了設備的生產速度和料帶的加工質量，避免了斷帶的情況發生，降低了生產成本。

以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發明檢測料卷偏心的裝置結構示意圖；

圖2為料卷不圓的直徑曲線；

圖3為卷取軸偏心的直徑曲線。

具體實施方式

一種檢測料卷偏心的裝置，包括：

超聲波換能器4，用于向料卷1發射超聲波信號，并接收反射回來的超聲波，將其轉化為電信號輸出；

編碼器8，用于測量料卷1轉動角度α；

控制計算部件5，與所述絕對值編碼器8和所述超聲波換能器4相連接，用于控制所述超聲波換能器4發射超聲波信號并接收所述超聲波換能器4輸出電信號，根據聲波經歷的時間間隔t及超聲波傳導速度，計算超聲波換能器4至料卷1表面的距離d；同時讀取所述編碼器8的測量角度α，根據料卷1中心軸線2至超聲波換能器4的距離d1和d以及α計算料卷1的偏心情況。

其中，所述控制計算部件5為一可編程控制器(PLC)5。

其中，所述超聲波換能器4設于垂直于料卷1中心軸線處。這樣可以更方便地計算超聲波換能器4至料卷1表面切面的距離。

其中，所述編碼器8與料卷1同軸。

其中，所述編碼器8為絕對值編碼器。