[發明專利]一種接紙機控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201711235668.4
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108046013A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）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（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B65H19/18
• 分類號: B65H19/18;B65H23/188
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 胡燕

本發明公開了一種接紙機控制系統及控制方法，包括接紙控制系統和紙帶張力控制系統，兩個控制系統均包括PLC以及與PLC連接的運動控制定位模塊，第一運動控制定位模塊通過線纜連接有紙帶壓接機同步運動控制系統或紙帶張力控制系統，所述紙帶壓接機同步運動控制系統和紙帶張力控制系統均包括多個伺服放大器以及與各自伺服放大器連接的伺服電機單元；其中控制方法包括接紙控制方法和張力控制方法。本發明通過將接紙控制子系統和紙帶張力控制子系統各自為一個獨立系統，降低了系統復雜程度，減少了系統連線；并采用伺服電機檢測張力，利用扭矩的粗、細控制結合，實現接紙機紙帶傳送過程中的張力恒定。

技術領域

本發明涉及一種紙盤換盤接紙機的控制系統及控制方法，適用于窄條紙帶輸送張力恒定和換盤過程中紙帶粘接的控制技術及控制系統。

背景技術

一種柔性棒料由開松的纖維絲束用紙帶包裹而成型。棒料外部包裹的窄條紙帶通常卷繞成一盤紙盤，通過接紙機開卷機構協調穩定地控制來輸送紙帶包裹纖維絲束。接紙機在使用過程中要保證紙帶張力的恒定，而隨著一盤紙帶的使用完結，就需要給另一個開卷輥上裝上新紙盤。而后將新、舊紙盤上的紙帶接合在一起，保證紙帶輸送的連續性。傳統的工藝采用粘接膠帶或膠紙將兩條紙帶粘接在一起，而在接紙的過程中，需要人工來找取并剝離紙頭，并且在接紙的時候要求新舊紙盤停止運行或者速度降到很低才能成功接紙，接紙的粘接膠帶或膠紙需要人工來施放。可見在工作過程會消耗大量勞動力并且降低了生產效率。目前壓接工藝逐步成熟，現有壓接工藝的紙帶壓接使用的是兩個壓接輥——全圓周壓接光輥(簡稱光輥)和近1/4圓周甩動壓接輥(其表面加工有壓接花紋簡稱甩動輥)，參見附圖1與附圖2。

兩個輥子的中心軸距固定不變，壓接時，光輥已經高速旋轉，而甩動輥快速啟動旋轉，在壓接瞬間兩個輥子的表面線速度與紙帶運行速度基本相同，這樣保證了紙帶在不減速的情況下既能夠連接起來，又不會被拉斷。但該工藝控制要求較高，較難實現。在已有的自動接紙設備專利中，其控制系統均未述及，或使用技術落后，可靠性不高。

為了在紙帶輸送過程中保證紙帶張力恒定，使用開卷輥的張力控制可以通過開卷輥的轉矩控制來實現，但隨著紙盤直徑的減小，開卷輥將越轉越快，在相同的轉矩控制下，張力將越來越大。因此，目前基于轉矩控制的恒張力控制系統大多為開環形式，采用分段式轉矩控制，根據張力要求、紙帶速度和紙盤直徑，在不同直徑區域設定不同的轉矩限制值，直徑越小，為了保持張力基本不變，轉矩控制值就越小，這種方法對張力的控制精確度不高，為開環控制，無法對張力實現恒定控制。也有采用張力閉環控制，通過測量張力，得到偏差，據此連續改變轉矩設定值。但是看似能夠精確控制的閉環控制，由于在直徑變化的范圍內，轉矩設定值的變化范圍較大，控制上還是難以實現精確控制；張力檢測也大多采用多圈電位器加彈性元件，測量精度低，可靠性差。

因此如何開發一種能實現恒張力控制，而且穩定性好，能克服系統誤差的張力控制系統，這是當前需要解決的技術問題。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種紙帶不減速壓接，恒張力連續輸送的接紙機控制系統及控制方法。

技術方案：本發明所述的一種接紙機控制系統，包括接紙控制系統和紙帶張力控制系統，所述的接紙控制系統包括第一PLC以及與所述第一PLC連接的第一運動控制定位模塊，所述第一運動控制定位模塊通過線纜連接有紙帶壓接機同步運動控制系統，所述的紙帶壓接機同步運動控制系統包括多個伺服放大器以及與各自伺服放大器連接的第一伺服電機單元；所述的紙帶張力控制系統包括第二PLC以及與所述第二PLC連接的第二運動控制定位模塊，所述第二運動控制定位模塊通過線纜連接有紙帶張力控制系統，所述的紙帶張力控制系統包括多個伺服放大器以及與各自伺服放大器連接的第二伺服電機單元。

進一步的，所述第一運動控制定位模塊采用運動控制8軸定位模塊；所述第二運動控制定位模塊采用運動控制4軸定位模塊。