[發(fā)明專利]一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711235668.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN108046013A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慧;吳曉;繆海鵬;堵俊;陳海龍;董寧;吳佳瑩;王梓州;徐飛;謝茂良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): B65H19/18
• 分類號(hào): B65H19/18;B65H23/188
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 胡燕

1.一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括接紙控制系統(tǒng)和紙帶張力控制系統(tǒng)，所述的接紙控制系統(tǒng)包括第一PLC以及與所述第一PLC連接的第一運(yùn)動(dòng)控制定位模塊，所述第一運(yùn)動(dòng)控制定位模塊通過(guò)線纜連接有紙帶壓接機(jī)同步運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的紙帶壓接機(jī)同步運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括多個(gè)伺服放大器以及與各自伺服放大器連接的第一伺服電機(jī)單元；所述的紙帶張力控制系統(tǒng)包括第二PLC以及與所述第二PLC連接的第二運(yùn)動(dòng)控制定位模塊，所述第二運(yùn)動(dòng)控制定位模塊通過(guò)線纜連接有紙帶張力控制系統(tǒng)，所述的紙帶張力控制系統(tǒng)包括多個(gè)伺服放大器以及與各自伺服放大器連接的第二伺服電機(jī)單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一運(yùn)動(dòng)控制定位模塊采用運(yùn)動(dòng)控制8軸定位模塊；所述第二運(yùn)動(dòng)控制定位模塊采用運(yùn)動(dòng)控制4軸定位模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一伺服電機(jī)單元包括紙帶輸送輥電機(jī)、全圓周壓接光輥電機(jī)、1/4圓周甩動(dòng)壓接輥電機(jī)、收紙頭電機(jī)和收廢料電機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第二伺服電機(jī)單元包括張力檢測(cè)電機(jī)、開卷輥A電機(jī)和開卷輥B電機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述線纜采用光纖運(yùn)動(dòng)控制高速總線。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第一PLC與第二PLC之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線模塊相互通訊連接，實(shí)現(xiàn)工作過(guò)程中信息的交換，保證紙帶速度的同步。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括接紙控制方法和張力控制方法：

接紙控制方法：當(dāng)舊紙盤用到一定直徑后接紙控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)光輥、新紙盤和收紙頭輥，使光輥表面線速度和新紙盤紙帶運(yùn)動(dòng)速度與舊紙盤紙帶運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到一致，收紙頭輥將新紙盤上的先導(dǎo)紙收取而不散落；接著啟動(dòng)甩動(dòng)輥，使甩動(dòng)輥前沿的線速度在270度的范圍內(nèi)達(dá)到紙帶運(yùn)動(dòng)速度，并在甩動(dòng)輥的表面與光輥表面接觸的階段，保持運(yùn)動(dòng)速度不變，將新舊紙帶壓接在一起；在甩動(dòng)輥表面與光輥表面接觸的瞬間，適當(dāng)加快收紙頭輥，將新紙帶在壓接段的頭部拉斷并將新紙帶前的先導(dǎo)段全部收卷在該輥上；在甩動(dòng)輥表面與光輥表面脫開的瞬間，啟動(dòng)收廢料輥，將舊紙帶在壓接段的尾部拉斷并將舊紙帶全部收卷在該輥上；這樣實(shí)現(xiàn)了新舊紙帶壓接在一起，并由舊紙盤供紙帶轉(zhuǎn)換為新紙盤供紙帶；

張力控制方法：首先根據(jù)目前正在使用的紙盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度來(lái)計(jì)算出紙盤當(dāng)前的直徑，根據(jù)計(jì)算出的直徑進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制粗調(diào)，即將紙帶盤的直徑劃分為幾個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域賦予不同的轉(zhuǎn)矩控制設(shè)定值，通過(guò)轉(zhuǎn)矩的控制，限制紙盤的轉(zhuǎn)速，從而控制紙帶張力在一定范圍內(nèi)變化；進(jìn)一步地，在紙帶輸送的過(guò)程中，實(shí)時(shí)對(duì)紙帶的張力值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)此值進(jìn)行張力調(diào)節(jié)閉環(huán)控制，即通過(guò)張力調(diào)節(jié)器，考慮直徑的影響，算出此時(shí)應(yīng)有的轉(zhuǎn)矩控制值變化量，疊加在先前的轉(zhuǎn)矩控制值上，這樣在不同直徑區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩控制值的基礎(chǔ)上，對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步的細(xì)化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)張力恒定控制。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：在甩動(dòng)輥表面與光輥表面脫開的瞬間，以與紙帶運(yùn)動(dòng)方向相反的方向啟動(dòng)收廢料輥。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：對(duì)紙帶的張力值進(jìn)行檢測(cè)采用對(duì)伺服電機(jī)的扭矩檢測(cè)方法。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種接紙機(jī)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：具體檢測(cè)方法為：將伺服電機(jī)設(shè)置在轉(zhuǎn)速為零的狀態(tài)，啟動(dòng)電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸上受外力生產(chǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)將反映為電機(jī)軸上所受的轉(zhuǎn)矩，將電機(jī)安裝在接紙機(jī)的張力檢測(cè)軸上，則該轉(zhuǎn)矩反映了紙帶的張力；通過(guò)光纖通信，實(shí)時(shí)讀出伺服放大器中電機(jī)的轉(zhuǎn)矩值，即可獲得紙帶張力；適當(dāng)設(shè)置伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩限制值，就可以調(diào)整紙帶的張力設(shè)定值；將測(cè)得的轉(zhuǎn)矩及張力設(shè)定值送入張力調(diào)節(jié)器，通過(guò)PID調(diào)節(jié)即可完成上述閉環(huán)控制功能。