地板革分卷纠偏装置研究.pdfVIP

1 訇 化 地板革分卷纠偏装置研究 Research of subsection recti们cation device for plastic flooring 曹冲振’，宫庆伟’，张华宇’，王凤芹’，张玲玲 ，李 伦’，王存勇’ CA0 Chong—zhen’，GONG Qing．wei。，ZHANG Hua．yu ，WANG Feng．qin’， ZHANG Ling．1ing ，LI Lun。，W ANG Cun．yong’ (1．山东科技大学 机械电子工程学院，青岛266510；2．济南铸造锻压机械研究所有限公司，济南250022) 摘 要：纠偏装置对地板革分卷非常重要。提出了一种地板革分卷纠偏装置，该装置由安装于纸筒两侧 带有一串轴承的挡轴限定地板革分卷时纸筒的最大偏移距离，由安装在纸筒两侧挡轴下端的 压力传感器检测分卷时地板革在纸筒上的偏向，由步进电机驱动螺旋机构作为纠偏驱动，采 用输送部分沿轴向移动的纠偏执行方式来对地板革进Er．~q偏。地板革分卷纠偏样机试验结果 验证了纠偏装置对地板革分卷纠偏效果显著。 关键词：地板革；纸筒；分卷；纠偏；挡轴；压力传感器 中图分类号 ：TS5 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(201 3)04(下)-ot 36-03 Doi：1 0．3969／J．Issn．1 009-01 34．201 3．04(下)．39 0 引言 地板革作为一种新型铺地材料得到了广泛应 用，为了方便使用和购买，常常需要用分卷机把 工厂生产出来的大卷地板革分成小卷，但地板革 在纸筒上卷取过程中容易产生向一边偏的现象， 这样卷下去经常导致分卷不成功，而且轴管两头 地板革不整齐 ，既影响美观又不方便包装和运 输，因此如何保证地板革在分卷完后地板革在纸 筒上卷取比较整齐成为亟待解决的课题。常用的 光电传感器检测方式 和沿轴向移动纠偏的执行方 式 ，在纺织机械和造纸机械上应用比较广泛，但 对于地板革分卷纠偏效果较差，所以研究适用于 地板革分卷的纠偏检测方式和纠偏执行方式具有 重要的实际意义。 1 地板革分卷纠偏的原因 地板革跑偏的原因较多 ，如传动轴轴线不 平行，传动轴直线度、圆柱度公差大、表面加工 缺陷，纸筒不直，纸筒轴向窜动，以及输送过程 中地板革张力不稳定等原因。随着纸筒卷取地板 革后直径的增大，地板革两侧边线向一边偏的轴 向距离会越来越大，导致地板革在分卷完后轴管整 体长度比地板革本身宽度长许多，不方便包装和 运输，并且轴管两头地板革边线不整齐，影响美 观。地板革切割完，剩余部分两侧边线和纸筒轴 线不垂直，导致下一卷地板革在卷取时会继续偏 下去。所以，设计一套自动纠偏系统对地板革在纸 筒上的偏向进行检测，并有效纠偏是非常必要的。 2 地板革分卷纠偏方案设计 如图1(a)所示，地板革分卷系统包括大卷地 板革放卷部分、输送部分和分卷部分。地板革在 分卷部分左右偏移，需要输送部分作相应的纠偏 运动，使分卷部分的地板革卷紧卷齐，纠偏的前 提是必须判断出分卷部分地板革偏移的方向，并 能限定地板革最大偏移距离，否则可能会出现纠 偏速度跟不上偏移速度，从而导致纠偏失败的现 象，或者出现纠偏移动的距离过大而导致分卷失 败的现象。如图l(b)所示，由安装于纸筒7两侧带 有一串轴承的挡轴限定地板革分卷时纸筒的最大 偏移距离，由安装在纸筒两侧挡轴下端的压力传 感器10检测分卷时地板革在纸筒7上的偏向，由步 进电机l3驱动螺旋机构作为纠偏驱动，采用输送 部分沿轴向移动的纠偏执行方式来对地板革进行 纠偏。 2．1偏向检测方法 在试验过程中，发现地板革在纸筒上分卷的 过程中，如果地板革绕纸筒螺旋缠绕往一侧偏， 则纸筒受到螺旋缠绕产生的轴向力的作用会向地 板革偏向的相反方向移动，而且偏的越多，移动 的距离越大。这里采用压力传感器检测纸筒移动 所产生的压力来判断地板革的偏向，如图2所示， 收稿日期：2013-01-18 作者简介：曹冲振 (1975一)，男，副教授，博士，研究方向为移动机器人技术。 [1361 第35卷 第3期 2013—04(下) 学兔兔 I 匐 ,flu 1．大卷地板革；2．大卷主动轴：3．输送从动轴：4．输送主动轴；5．地板革； 6．分卷主动轴；7．纸筒；8．分卷从动轴；9．切割部分；10．检测压力部分； 11．轴承；l2．导轨；13．纠偏电机；14．丝杠：15．螺母 图l 纠偏方案图 在纸筒1两侧分别放置一个压力传感器4，压力传 感器上轴承2的边缘与纸筒端面的距离是3mm，当 地板革往一侧偏时，纸筒往另一侧移动，纸筒接 触压力传感器上的轴承并产生压力，压力传感器 检测到压力并把压力模拟信号传输给编码器，编 码器将模拟信号进行处理，然后输出可以通讯的 数字信号给PLC，PLC