專利名稱：張力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及張力控制系統(tǒng)，具體是薄膜等薄型物在生產(chǎn)過程中的移動、傳動或收巻時的張 力控制系統(tǒng)，特別是鋁萡生產(chǎn)過程的走箔張力控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子鋁箔生產(chǎn)過程需要比較穩(wěn)定的張力，才能生產(chǎn)出好的產(chǎn)品，張力的穩(wěn)定控制問題一直 困擾鋁箔生產(chǎn)行業(yè)?，F(xiàn)在生產(chǎn)中的傳動方式是由一根總軸傳動，各傳動點以蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu) 帶動各輥筒運作，輥筒的張力依靠擠壓與輥筒軸聯(lián)接的張力摩擦片調(diào)節(jié)。此傳動方式主軸與 速度差控制機構(gòu)的機械損耗大，而且難以進行響應(yīng)快的速度控制和張力控制等。在實際運行 中，易出現(xiàn)主軸斷裂，蝸輪蝸桿磨損等問題，而且調(diào)節(jié)輥筒張力需要有豐富經(jīng)驗的員工操作， 若各點張力調(diào)整不好，走箔易出現(xiàn)停頓等不良情況。
總之，舊式蝸輪蝸桿傳動方式頻繁出現(xiàn)的問題有主傳動軸斷裂，調(diào)節(jié)張力的摩擦片易失 效，蝸輪蝸桿磨損，各傳動點張力值不一，沒有張力值直觀顯示，即使很有經(jīng)驗的師傅進行 調(diào)節(jié)，也難保證各點張力均勻，蝸輪蝸桿經(jīng)常要加潤滑油保養(yǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的是克服了舊式傳動方式的缺陷和不足，能保證穩(wěn)定的走箔張力的張力控制系 統(tǒng)。該系統(tǒng)能直觀顯示生產(chǎn)線各傳動點實際張力，全線的整體張力可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)操作方便， 響應(yīng)快。
為實現(xiàn)上述目的，我們利用現(xiàn)代變頻控制技術(shù)有效解決了這個問題。具體為 本發(fā)明的張力控制系統(tǒng)，包括主動輥、從動輥、張力調(diào)節(jié)裝置，在從薄膜某位置的張力傳 感器，到張力變送器，到巻繞專用變頻器，到電機，再到主動輥，到一組從動輥，又到薄膜 上該位置的張力傳感器組成的閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)中，從薄膜的張力傳感器，到張力 變送器，到巻繞專用變頻器，是通過信號線連接，巻繞專用變頻器到電機是通過電纜線連接， 電機直接連接主動輥，主動輥與從動輥之間為鏈輪連接。 .
根據(jù)實際生產(chǎn)流程的長度，為便于更好地控制各點的張力，確保產(chǎn)品質(zhì)量，本發(fā)明中的閉 環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)也可以多于一個。
巻繞專用變頻器是三墾WD05系列變頻器。這種變頻器可以預(yù)想設(shè)置張力值，可以進行 PID閉環(huán)控制，準(zhǔn)確地控制電機轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明中，主動輥為銅輥，從動輥為PP輥筒。
為了有效地防止腐蝕環(huán)境對張力傳感器的影響，張力傳感器選用SUPB軸臺式防腐型。 本發(fā)明為了避免張力信號干擾，所有的信號線均采用屏蔽線。
當(dāng)有多個閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)時，各分變頻器啟動控制信號和巻繞控制復(fù)位信號用
3繼電器觸點接通，有一個統(tǒng)一控制各分變頻器同步速度信號的主變頻器，主變頻器與分變頻 器的各信號傳輸采用屏蔽線連接。
根據(jù)操作需要和工藝要求，為了實現(xiàn)對某個分變頻器單獨控制而不影響其他分變頻器的自 動控制，各分變頻器有手動控制檔位。
鋁箔生產(chǎn)線要能保證穩(wěn)定的走箔張力，才能滿足工藝要求，從而生產(chǎn)出好的產(chǎn)品。我們?yōu)?更好的滿足工藝需要，利用三墾WD05系列變頻器特有的巻繞控制功能，結(jié)合鋁箔生產(chǎn)線的
實際特點，設(shè)計自動張力控制傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，張力傳感器+張力變送器+巻繞專用變 頻器+三相異步電機組成閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)，由張力傳感器直接測定箔的實際張力 值，然后把張力通過張力變送器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號反饋回變頻器，通過此信號與變頻器
預(yù)先設(shè)定的張力值對比，進行PID計算比較，輸出控制信號，控制電機的轉(zhuǎn)速，使實際張力 值與預(yù)設(shè)張力值相等，以達到張力穩(wěn)定。銅輥表面很光滑，加上有酸液，摩擦系數(shù)較小，考 慮到走箔時會出現(xiàn)打滑情況，設(shè)計主動輥用鏈輪同步帶動前或后位置的PP輥筒，解決有可能 會出現(xiàn)走箔打滑，致使控制系統(tǒng)失控情況。張力傳感器選用SUPB軸臺式防腐型，有效地防 止腐蝕環(huán)境對張力傳感器的影響。張力傳感器與張力變送器之間距離較長，為避免張力信號 傳輸過程受到干擾，選用屏蔽線連接。變頻器啟動控制信號和巻繞控制復(fù)位信號用繼電器觸 點接通，增加巻繞控制復(fù)位信號是為了避免因斷箔或調(diào)試時張力變化變頻器內(nèi)部張力架補償 系統(tǒng)動作而引起事故。同時應(yīng)操作需要和工藝要求，改進控制方法，增加了手動控制功能， 實現(xiàn)在不影響其它變頻器自動控制的情況下，切換到手動檔位，自由調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。
本發(fā)明采用變頻巻繞控制傳動技術(shù)，克服了舊式傳動方式的缺陷和不足，生產(chǎn)線各位置的 張力能直觀顯示，全線的整體張力可以調(diào)節(jié)。三相異步電機具有運行穩(wěn)定、性能可靠、成本 低、易維護的優(yōu)勢，減速機構(gòu)選用免維護的全封閉蝸輪蝸桿減速機。從自動化程度以及穩(wěn)定 可靠性都得到大大提高。
實踐證明，張力傳感器+張力變送器+巻繞專用變頻器+三相異步電機組成的閉環(huán)式全自動 張力控制系統(tǒng)，可以達到張力穩(wěn)定的目的，在鋁箔、薄膜、紡織、印刷、塑膠加工等生產(chǎn)線 傳動控制上可廣泛應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的張力控制系統(tǒng)的一種形式。 圖2是本發(fā)明的電氣圖。
具體實施例方式
參照圖l，本發(fā)明除放箔裝置1和收箔裝置24各有一個銅導(dǎo)電輥外，還在整個走動的箔 的各個位置設(shè)置了 27各輥筒，其中五個主動輥分別設(shè)置在第4、 8、 12、 18、 24的位置，為 銅輥，其余22各輥筒為PP輥筒，主動輥為銅輥，從動輥為PP輥筒，主動輥與從動輥之間為 鏈輪連接。四個張力傳感器2、 3、 4、 5安置在第6、 10、 16、 22號從動輥上，五個主動輥的尾端分別連接著三相異步電機+減速機套件6、 7、 8、 9、 10，四個變送器11、 12、 13、 14 分別連接著四個張力傳感器2、 3、 4、 5，四個變送器11、 12、 13、 14和四套三相異步電機 十減速機套件6、 8、 9、 10對應(yīng)連接著四個分變頻器15、 17、 18、 19，三相異步電機+減速 機套件7連接著主變頻器16，變頻器到三相異步電機+減速機套件通過動力電纜連接，張力 傳感器到變送器再到變頻器以及主變頻器到各分變頻器均用信號線連接。信號線采用屏蔽線， 在整個布置中，動力電纜線與信號線分開布置，平行布置間隔30CM。
本發(fā)明中，巻繞專用變頻器是三墾WD05系列變頻器。張力傳感器選用SUPB軸臺式防 腐型。變頻器啟動控制信號和巻繞復(fù)位信號用繼電器觸點接通。各分變頻器有手動控制檔位， 即手動調(diào)速電位器21、 22、 23、 24。
圖2給出了張力傳感器、變送器、變頻器、電機及整個電器系統(tǒng)的電氣圖。
應(yīng)用時，合上生產(chǎn)線總電源開關(guān)，按下傳動變頻器啟動開關(guān)，各電機隨即啟動帶動主動輥 運轉(zhuǎn)，主動輥運行的速度根據(jù)張力傳感器檢測的張力自動調(diào)節(jié)。鋁箔從生產(chǎn)線的放箔臺側(cè)經(jīng) 過各輥筒傳輸至收箔臺側(cè)，在鋁箔的傳送過程中由張力傳感器直接測定箔的實際張力值，然 后把張力通過張力變送器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號反饋回變頻器，通過此信號與變頻器預(yù)先設(shè) 定的張力值對比，進行PID計算比較，輸出控制信號，控制電機的轉(zhuǎn)速，使實際張力值與預(yù) 設(shè)張力值相等，以達到張力穩(wěn)定。
調(diào)試時，設(shè)定變頻器參數(shù)CD621: CD621 = 1即當(dāng)張力傳感器檢測點的張力增大時，電機 速度往減小的方向動作。CD621-2即當(dāng)張力傳感器檢測點的張力增大時，電機速度往增大 的方向動作。變頻器參數(shù)CD651， CD626， CD652含義CD651:張力控制最大允許值，CD626: 張力控制基準(zhǔn)值，CD652:張力控制最小允許值。CD651、 CD652設(shè)定張力范圍越大，允許的 張力波動范圍越大，設(shè)定的范圍越小，則允許的張力波動范圍越小，變頻器對張力調(diào)節(jié)越頻 繁。設(shè)定合適的P、 I增益可以達到很好的控制效果。在增大或減小走箔張力的設(shè)定順序時， 在增大張力時參數(shù)設(shè)定先從高往下調(diào)，在減小張力時參數(shù)設(shè)定從低往上調(diào)。這樣可以避免出 現(xiàn)控制失控情況。高速和低速張力架補償P、 I增益設(shè)置根據(jù)實際調(diào)試情況設(shè)定，此系統(tǒng)變頻 器張力控制參數(shù)設(shè)置值為P值為50， I值為10， CD651值為2.6， CD626值為2.5， CD652 值為2.4。
權(quán)利要求
1、張力控制系統(tǒng)，包括主動輥、從動輥、張力調(diào)節(jié)裝置，其特征在于在從薄膜的張力傳感器，到張力變送器，到卷繞專用變頻器，到電機，再到主動輥，到一組從動輥，又到薄膜上的張力傳感器組成的閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)中，從薄膜的張力傳感器，到張力變送器，到卷繞專用變頻器，是通過信號線連接，卷繞專用變頻器到電機是通過電纜線連接，電機直接連接主動輥，主動輥與從動輥之間為鏈輪連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)多于一 個。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于巻繞專用變頻器是三墾WD05 系列變頻器。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于主動輥為銅輥，從動輥為PP輥。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于張力傳感器選用SUPB軸臺式 防腐型。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于信號線為屏蔽線。
7、 如權(quán)利要求2所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于變頻器啟動控制信號和巻繞復(fù)位信號用繼電器觸點接通，有一個統(tǒng)一控制各分變頻器同步速度信號的主變頻器，主變頻器與分 變頻器的各信號傳輸采用屏蔽線連接。
8、 如權(quán)利要求7所述的張力控制系統(tǒng)，其特征在于各分變頻器有手動控制檔位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種張力控制系統(tǒng)，它包括主動輥、從動輥、張力調(diào)節(jié)裝置，其特征是在從薄膜某位置的張力傳感器，到張力變送器，到卷繞專用變頻器，到電機，再到主動輥，到一組從動輥，又到薄膜上該位置的張力傳感器組成的閉環(huán)式全自動張力控制系統(tǒng)中，從薄膜的張力傳感器，到張力變送器，到卷繞專用變頻器，是通過信號線連接，卷繞專用變頻器到電機是通過電纜線連接，電機直接連接主動輥，主動輥與從動輥之間為鏈輪連接。本發(fā)明采用變頻卷繞控制傳動技術(shù)，克服了舊式傳動方式的缺陷和不足，生產(chǎn)線各位置的張力能直觀顯示，全線的整體張力可以調(diào)節(jié)。本發(fā)明在鋁箔、薄膜、紡織、印刷、塑膠加工等生產(chǎn)線傳動控制上可廣泛應(yīng)用。
文檔編號B65H23/18GK101508391SQ20091011383
公開日2009年8月19日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者劉國滔, 楊小飛, 胡知健 申請人:廣西賀州市桂東電子科技有限責(zé)任公司