[發明專利]一種伺服驅動張力輥的微張力控制系統及方法

在審

• 申請號: 202011011656.5
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112193900A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 高虎軍;楊智江;李江濤;常峻;唐康;任浩;張樂;張龍;范鵬
• 申請（專利權）人: 西安航天華陽機電裝備有限公司
• 主分類號: B65H23/26
• 分類號: B65H23/26;B65H26/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了一種伺服驅動張力輥的微張力控制系統，包括安裝導軌上的CPU模塊，CPU模塊連接模擬量輸入輸出模塊、數字量輸入輸出模塊，CPU模塊通過以太網網線連接HMI人機界面、擺輥伺服驅動器及張力軸伺服驅動器，擺輥伺服驅動器連接擺輥伺服電機，擺輥伺服電機連接擺輥機構，張力軸伺服驅動器連接張力軸伺服電機，張力軸伺服電機連接減速機構，減速機構連接張力軸，模擬量輸入輸出模塊分別連接張力傳感器、多圈電位器。本發明微張力控制方法，實現了隔膜設備微張力性能的要求，保證張力平穩，使設備收放料端實現微張力調節，提高了控制精度。

技術領域

本發明主要屬于隔膜涂布設備領域，涉及了一種伺服驅動張力輥的微張力控制系統，本發明還涉及該伺服驅動張力輥的微張力控制方法。

背景技術

目前的隔膜涂布設備，采用被動擺輥，即氣缸驅動擺輥機構，多圈電位器控制放料、收料，由于隔膜設備的材料一般是PE、PP與之類似的表面有孔薄膜，基材厚度一般為6-25μm，表面的孔要求鋰離子可以通過，電子不可以通過，一般張力設定在2N至15N之間，張力要求較小。傳統控制方法采用氣缸推動擺輥控制電機速度，用于調整收放料端張力，這種方式張力不穩定，會造成膜表面的孔變形，影響產品質量，成品率低，同時也無法實現微張力要求。

發明內容

本發明公開了一種伺服驅動張力輥的微張力控制系統，解決了現有設備在微張力情況下，收放料無法保持張力穩定的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種伺服驅動張力輥的微張力控制系統，包括安裝導軌上的CPU模塊，CPU模塊電連接模擬量輸入輸出模塊、數字量輸入輸出模塊，CPU模塊通過以太網網線連接HMI人機界面、擺輥伺服驅動器及張力軸伺服驅動器，擺輥伺服驅動器連接擺輥伺服電機，擺輥伺服電機連接擺輥機構，張力軸伺服驅動器連接張力軸伺服電機，張力軸伺服電機連接減速機構，減速機構連接張力軸，模擬量輸入輸出模塊分別連接張力傳感器與多圈電位器。

本發明的特點還在于，張力傳感器安裝在張力軸兩側下方，多圈電位器安裝于擺輥機構軸端。

CPU模塊通過數字量輸入輸出模塊連接繼電器后，對應連接擺輥伺服電機和張力軸伺服電機，數字量輸入輸出模塊連接張力軸開關，張力軸開關連接張力軸開關指示燈。

擺輥伺服驅動器采用西門子V90系列型號擺輥伺服驅動器，所述擺輥伺服電機采用1FL6系列型號擺輥伺服電機，擺輥伺服電機自帶20位多圈絕對值編碼器，編碼器采用1FL6系列型號。

HMI人機界面采用西門子人機界面，CPU模塊采用西門子S7-1500控制器，安裝導軌采用西門子S7-1500，張力傳感器采用廈門微控MCT型號張力傳感器。

本發明的另一目的是提供一種伺服驅動張力輥的微張力控制方法。

本發明的另一技術方案是，一種伺服驅動張力輥的微張力控制方法，其特征在于，具體控制過程如下：

步驟1、啟動機構前，將應用程序存儲在CPU模塊當中，根據HMI人機界面顯示張力軸運行狀態及設定參數，輸入張力值；再根據不同材料及工藝，設置設備主機速度V＝0時，P值、I值、PI限制值；當設備主機速度V0時的P值、I值、PI限制值，輸入參數通過PROFINET通信方式傳送至CPU模塊中；

步驟2、分別通過張力傳感器采集張力波動信號，多圈電位器采集擺輥機構位置信號；

步驟3、打開張力軸開關，數字量輸入輸出模塊接收張力軸開關信號，張力軸開關指示燈變亮，通過數字量輸入輸出模塊反饋張力軸伺服電機的使能信號，然后按下整機啟動按鈕，整機啟動，張力軸處于使能狀態，但整機速度V＝0，開始建立整機零速張力；

步驟4、進行張力建立，張力傳感器反饋張力值PV經過CPU模塊的PID運算，將速度指令傳遞給擺輥伺服電機，調節反饋張力值PV，使擺輥機構處于中位平衡狀態；