[实用新型]一种开卷张力控制装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种开卷张力控制装置，尤其是适用于自动化生产线上的开卷张力控制装置。

(二)背景技术

目前自动化生产线涉及到塑性金属板料或纸卷等原材料时，往往采用成卷的料材以适应自动化连续生产。对卷料开卷张力的控制对板材的开卷、校平质量，以及对设备的寿命有比较大的影响。目前料卷的开卷多通过开卷机来实现，但由于其无法对料卷直径做到实时监控，也就无法对开卷力矩进行实时调节，即便是能做到实时监控，目前也无法实现精确控制其开卷力矩，稳定控制张力以及解决开卷线停止时的冲卷、松卷等问题。

(三)发明内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种开卷张力控制装置。

本实用新型，采用以下技术方案：

该实用新型开卷张力控制装置，包括带有芯轴的开卷机，所述开卷机还设有位于芯轴正上方的超声波传感器，该开卷机驱动电机为变频电机或伺服电机。

本实用新型开卷张力控制装置包括位于开卷机正上方的超声波传感器，该传感器用于实时测量料卷直径的变化，其信号输入到自动化生产线的电气控制器单元，经处理后，控制信号控制驱动电机，实现对其速度和开卷张力的控制。所述驱动电机采用变频电机或伺服电机，这两种电机都可以对其速度和扭矩进行精确控制，这样可以通过控制信号来实现对开卷速度和扭矩进行精确控制，同时也能避免开卷线停止时的冲卷和松卷。

(四)附图说明

图1为本实用新型开卷张力控制装置使用状态结构示意图。

图中，1、开卷机，2、超声波传感器，3、芯轴。

(五)具体实施方式

实施例1：

参照附图1和2，本实用新型开卷张力控制装置，包括带有芯轴3的开卷机1，芯轴3作为料卷开卷时的轴。所述开卷机1还设有位于芯轴3正上方的超声波传感器2，该开卷机1驱动电机为变频电机或伺服电机。所述超声波传感器2和开卷1的驱动电机都与生产线控制系统相连，便于实现整条生产线的自动化。

本实用新型开卷张力控制装置实现原理是通过超声波传感器测量料卷开卷不同阶段的高度变化，来控制开卷电机的速度及反向扭矩来实现的。超声波传感器通过计算超声波脉冲发射到介质表面并返回的时间，得出测头距检测物的距离。当料卷上好后，通过检测到的测头到料卷的距离，可以计算出料卷的直径D。料卷直径就可以实时送入系统控制系统，因开卷的线速度V₁＝3.14D*Vk，Vk为开卷芯轴的角速度。通过控制系统控制Vk来实现开卷机速度的控制。矫平机速度V由落料速度和落料长度决定，为已知速度。当矫平速度等于落料速度乘以落料长度时，开卷矫平速度和落料速度匹配，开卷矫平匀速运行。当开卷机线速度和矫平线速度V相同时，开卷角速度Vk＝V/3.14*2*(K-X)＝V/6.28(K-X)，卷料张力为零，当板料厚度小于1mm时，这种方式较为理想。当板材厚度大于1mm时，Vk＝V/6.28(K-X)-Vf，矫平机线速度大于开卷线速度，开卷机处于发电状态，产生反向力矩，控制Vf的大小，同时控制反向扭矩的最大值即可控制反向力矩的大小。为精确控制张力，可使Q＝K*D，K为常数，D为直径。这样，反向扭矩Q随料卷直径的减少而减小，电机力矩F也随直径变化，而张力Q＝F*D/2，调节Q值可使张力在整个开卷过程中保持稳定可调。而驱动电机采用变频电机或者伺服电机恰好能够实现速度和力矩的精确控制。