[发明专利]一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置及控制方法

说明书

技术领域

 本发明涉及自动化技术领域，涉及面巾纸枕式包装设备，即薄膜定量进给时，薄膜卷快速跟进的一种电气控制方法。

背景技术

面巾纸包装设备的工艺流程中，牵涉到薄膜进给和薄膜放卷。薄膜通常是间歇式进给，即进给一张、停下来、再进给一张，在这种进给方式中，薄膜放卷要求快速启动和快速停止。传统薄膜放卷的控制方法是：薄膜卷紧压在输送辊上，薄膜经过输送辊，绕过张力装置，送入进给机构，输送辊和进给机构用同一个电机拖动。当要求薄膜进给时，电机驱动薄膜进给机构和输送辊同线速度运行，当薄膜卷在输送辊上因“打滑”而产生薄膜输送误差时，误差量由张力装置来补偿，从而完成薄膜放卷。面巾纸的包装薄膜表面往往具有复杂多样的印刷图案和颜色，由于薄膜卷在输送辊上“打滑”时，薄膜卷压在输送辊上，薄膜容易产生折痕，薄膜上的图案和颜色容易造成损伤，另外，因“打滑”造成薄膜输送误差量过大时，张力装置补偿不及，影响薄膜进给速度，传统薄膜放卷的控制方法影响产品质量和生产效率。

发明内容

为了克服传统薄膜放卷控制方法对产品质量和生产效率造成的影响，本发明为面巾纸枕式包装设备的薄膜放卷提供了一种性能稳定可靠和维护简便的的电气控制方法。

本发明的控制系统由检测单元、控制单元和执行机构三部分组成，检测单元包括薄膜加速补偿接近开关、薄膜停止补偿接近开关、薄膜减速补偿接近开关、薄膜进给接近开关和薄膜停止光电开关，它们分别与伺服运动控制器的输入端相连；控制单元包括触摸屏、伺服运动控制器、薄膜进给伺服驱动器和薄膜放卷伺服驱动器，触摸屏和伺服运动控制器通过通讯总线电连接，两个伺服驱动器和伺服运动控制器通过伺服专用总线电连接；执行机构主要包含薄膜放卷伺服电机、薄膜进给伺服电机、薄膜缓冲辊筒组、薄膜牵引辊，薄膜缓冲辊筒组通过直线导轨上下移动，这些机构安装在墙板上。

本发明采用的光电开关为镜反射型，最大开关频率为1000HZ,采用的接近开关最大开关频率为5000HZ，光电开关和接近开关具有响应时间短的特性，薄膜放卷伺服电机的额定角加速度为3880rad/s² ,薄膜进给伺服电机的额定角加速度为15200rad/s²,具有高动态性能，触摸屏能与伺服运动控制器进行总线通讯，伺服运动控制器具有PLC可编程功能和伺服运动控制功能，能进行逻辑运算和数据运算及电机动作控制。

本发明的检测方法在于，首先复位，使薄膜缓冲辊筒组对正薄膜停止补偿接近开关，薄膜停止光电开关对正薄膜图案和薄膜透明处的交界点，再通过程序测算出薄膜卷初始半径和初始角速度，为薄膜放卷做准备，正常运行时，伺服运动控制器检测薄膜放卷伺服电机输送一张薄膜时转动的角度，根据角度和单张薄膜长度计算出薄膜卷的适时半径，根据薄膜卷线速度与薄膜进给线速度相同的特性，计算出薄膜放卷伺服电机的角速度，薄膜每进给一张，计算一次薄膜放卷伺服电机的角速度，伺服运动控制器不断地把变化的角速度和薄膜补偿速度传输给薄膜放卷伺服驱动器，驱动薄膜放卷伺服电机，薄膜放卷伺服电机拖动薄膜盘完成放卷。

本发明的特点是：薄膜每进给一张，程序计算一次薄膜卷半径，再算出薄膜卷角速度，把这个角速度当做下一张薄膜放卷的角速度，如此往复。本发明的优点在于保证薄膜放卷与薄膜进给高速同步，防止薄膜卷表面产生损伤和折痕。

附图说明

图1本发明的执行机构示意图

图2光电开关检测薄膜示意图

图3本发明机构复位原理图

图4检测薄膜卷初始半径原理图

图5本发明的程序控制原理图

图6薄膜进给速度时序图

图7薄膜放卷速度时序图