专利名称：一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置及控制方法
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。
图I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
图中I、薄膜放卷伺服电机，2、同步带传动,3、薄膜卷,4、薄膜放卷线速度VI, 5、固定辊筒组，6、缓冲辊筒组，7、薄膜减速补偿接近开关8、薄膜停止补偿接近开关，9、薄膜加速补偿接近开关，10、薄膜停止光电开关，11、牵引对辊12、薄膜进给线速度V2，13、牵引辊半径R2,14、同步带传动，15、薄膜进给伺服电机,16、薄膜进给接近开关,17、薄膜进给伺服电机角速度《2，18、薄膜进给周期T，19、薄膜放卷伺服电机角速度(GJ = CO 1+A co )，20、薄膜放卷伺服电机角速度(《 = I)，21、薄膜放卷伺服电机角速度《 = ( 1-A CO),22、薄膜放卷时间tl，23、复位按钮，24、伺服运动控制器，25复位进给速度程序，26、进给停止程序，27、放卷复位速度程序，28、进给启动程序，29、放卷启动程序，30、薄膜放卷伺服驱动器，31、伺服专用总线，32、薄膜进给伺服驱动器，33、触摸屏，34、薄膜长度L，35、初始半径测试按钮，36、放卷停止程序,37、放卷角度计算程序,38、薄膜卷半径计算程序,39、进给速度程序,40、放卷速度设定程序，41放卷速度检测程序，42、放卷速度计算程序，43、进给反馈速度程序，44、薄膜透明处，45、薄膜图案。
具体实施例方式下面结合附图，详细说明如下
图I和图2中，薄膜放卷伺服电机I通过同步带传动2与薄膜卷3连接,相应同步带传动比为1:1，薄膜进给伺服电机15通过同步带传动14与牵引对棍11连接,相应同步带传动比为1:1，薄膜绕在缓冲辊筒组6和固定辊筒组5上，穿过牵引对辊11，薄膜拉着缓冲辊筒组6上下移动，缓冲辊筒组6降到最底端时触发薄膜减速补偿接近开关7，缓冲辊筒组6向上移动时，刚离开薄膜停止补偿接近开关8，马上触发薄膜加速补偿接近开关9，薄膜停止光电开关10装在薄膜上面，检测薄膜图案45和薄膜透明处44的变化，当光束射到薄膜透明处44时，薄膜停止光电开关10发出一个信号，停止薄膜运行，牵引对辊11以薄膜进给线速度V2 12运行，薄膜卷3以薄膜放卷线速度Vl 4运行，薄膜长度L 34是一张薄膜的标准长度。
图3、图4、图5中，薄膜减速补偿接近开关7、薄膜停止补偿接近开关8、薄膜加速补偿接近开关9、薄膜停止光电开关10、薄膜进给接近开关16、复位按钮23和初始半径测试按钮35分别与伺服运动控制器24的输入端相连，触摸屏33和伺服运动控制器24通过通讯总线电连接，伺服运动控制器24通过伺服专用总线31与薄膜进给伺服驱动器32和薄膜放卷伺服驱动器30电连接，薄膜进给伺服驱动器32和薄膜放卷伺服驱动器30分别与薄膜进给伺服电机15、薄膜放卷伺服电机I电连接。图I、图2、图3中，需要复位时，先在复位进给速度程序25中设定一个较低的复位速度，按下复位按钮23，进给启动程序28通过薄膜进给伺服驱动器32启动薄膜进给伺服电机15，牵引对辊11拉动薄膜运行，当光束射到薄膜透明处44时，薄膜停止光电开关10发出一个信号，进给停止程序26通过薄膜进给伺服驱动器32使薄膜进给伺服电机15停止转动，薄膜停止运行，同时，薄膜停止光电开关10上升沿信号触发放卷启动程序29，当缓冲辊筒组6在薄膜减速补偿接近开关7和薄膜停止补偿接近开关8之间时，放卷复位速度程序 27设定一个放卷负速度，放卷启动程序29通过薄膜放卷伺服驱动器30控制薄膜放卷伺服电机I反转，薄膜卷3跟着顺时针转动，当缓冲辊筒组6在薄膜停止补偿接近开关8之上，处于触发薄膜加速补偿接近开关9位置时，放卷复位速度程序27设定一个放卷正速度，薄膜放卷伺服电机I正传，薄膜卷3跟着逆时针转动，直到缓冲辊筒组6对正薄膜停止补偿接近开关8时，放卷复位速度程序27设定速度为0，薄膜放卷伺服电机I停止转动，此时，薄膜缓冲辊筒组6对正薄膜停止补偿接近开关8，薄膜停止光电开关10对正薄膜透明处44，处于复位状态。图I、图2、图3、图4中，检测薄膜卷初始半径时，先使进给薄膜和缓冲辊筒组6处于复位状态，把薄膜长度L 34的实际测量值通过触摸屏33传输给薄膜卷半径计算程序38，按下初始半径测试按钮35，放卷停止程序36使薄膜放卷伺服电机I处于停止状态，进给启动程序28通过薄膜进给伺服驱动器32启动薄膜进给伺服电机15，牵引对辊11拉动薄膜运行，薄膜拉着缓冲辊筒组6向上移动，触发薄膜加速补偿接近开关9，放卷复位速度程序27设定一个放卷正速度，当光束射到薄膜透明处44时，薄膜停止光电开关10发出一个信号，进给停止程序26通过薄膜进给伺服驱动器32控制薄膜进给伺服电机15停止运行，薄膜从前一个薄膜透明处44运行到下一个薄膜透明处，刚好运行一张薄膜长度L 34，同时，薄膜停止光电开关10上升沿信号触发放卷启动程序29，通过薄膜放卷伺服驱动器30，薄膜放卷伺服电机I拖动薄膜卷3逆时针旋转，缓冲辊筒组6向下移动，放卷启动程序29同时触发放卷角度计算程序37，开始计算薄膜放卷伺服电机I的转动角度，当缓冲辊筒组6再次对正薄膜停止补偿接近开关8时，放卷复位速度程序27设定放卷速度为0，薄膜放卷伺服电机I停止转动，停止计算转动角度，放卷角度计算程序37计算出的转动角度为△ 0，把△ 0传输给薄膜卷半径计算程序38，此时薄膜卷3转动的弧长为一张薄膜长度L 34，由于薄膜放卷伺服电机I与薄膜卷3的同步带传动比为1:1,根据2 n R/360=L/ A 0，薄膜卷半径计算程序38计算出薄膜卷3的初始半径为R初=360* L/2 * A 0。图I、图2、图3、图4、图5、图6、图7中，薄膜放卷时，理论上要求薄膜放卷线速度Vl 4与薄膜进给线速度V2 12相一致，即Vl= V2，由于薄膜进给伺服电机15与牵引对辊11的同步带传动比为1:1，薄膜进给线速度V2 12等于薄膜进给伺服电机角速度《2 17乘以牵引棍半径R2 13,即V2=co2* R2,由于薄膜放卷伺服电机I与薄膜卷3的同步带传动比为1:1，薄膜放卷线速度Vl 4等于薄膜放卷伺服电机角速度COl乘以薄膜卷半径R1，即Vl=W I R1，那么 ol=o2*R2 / Rl0首先，进给速度程序39把薄膜进给伺服电机15速度设定值《2'传输到进给启动程序28，速度设定值(《 2' = V2/R2)根据设备生产速度来设定，按下复位按钮23，复位系统，为测试薄膜卷3初始半径做准备，再按下初始半径测试按钮35，测出薄膜卷3初始半径R初，薄膜卷半径计算程序38把初始半径Rto传输给放卷速度计算程序42，进给反馈速度程序43通过伺服专用总线31，适时测出薄膜进给伺服电机实际速度值《2( 2 《23，放卷速度计算程序42计算出薄膜放卷伺服电机I的初始速度to I=Co 2*R2 / Rtt,放卷速度设定程序40把放卷速度w I传输给放卷启动程序29。物料进给时，当薄膜进给接近开关16感应到进给物料信号,薄膜进给接近开关16同时触发进给启动程序28和放卷启动程序29，放卷启动程序29触发放卷角度计算程序37，开始计算薄膜放卷伺服电机I的转动角度，薄膜进给伺服电机15以进给角速度《2转 动，薄膜放卷伺服电机I以角速度《1= 2*R2 / R初转动，两个电机速度跟随，运行中，由于两个电机加减速、启停和薄膜在牵引对辊11中轻微“打滑，造成两个电机速度不同步，缓冲辊筒组6被薄膜拉着上下移动，当缓冲辊筒组6在薄膜减速补偿接近开关7和薄膜停止补偿接近开关8之间时，放卷速度设定程序40设定薄膜放卷伺服电机角速度co = co I-A Co21，当缓冲辊筒组6在薄膜停止补偿接近开关8之上，处于触发薄膜加速补偿接近开关9位置时，放卷速度设定程序40设定薄膜放卷伺服电机角速度《 = col+A 19，当缓冲辊筒组6对正薄膜停止补偿接近开关8时，放卷速度设定程序40设定薄膜放卷伺服电机角速度CO = COl 20，其中A CO是为克服电机加减速、启停和薄膜“打滑”，造成两个电机速度不同步而增加的一个补偿速度，它是一个经验值，由于薄膜放卷时间tl 22必须小于薄膜进给周期T 18，适当调整A ，使得tl <T，薄膜进给周期T是指薄膜间歇式进给时薄膜相邻两次启动的时间间隔，当光束射到薄膜透明处44时，薄膜停止光电开关10发出一个信号，进给停止程序26通过薄膜进给伺服驱动器32使薄膜进给伺服电机15停止转动，薄膜停止运行。此时如果缓冲辊筒组6没有对正薄膜停止补偿接近开关8，薄膜卷3会以Co=土 A Co速度运行一段时间，直到缓冲辊筒组6对正薄膜停止补偿接近开关8为止。当放卷速度检测程序41检测到薄膜放卷伺服电机I速度为0时，停止转动角度计算，放卷角度计算程序37计算出转动角度为△ 0、把△ 0 '传输给薄膜卷半径计算程序38，此时薄膜卷3转动的弧长为一张薄膜长度L 34，由于薄膜放卷伺服电机I与薄膜卷3的同步带传动比为1:1，根据2 R/360=L/A 0 '，薄膜卷半径计算程序38计算出薄膜卷3下一次角速度所需要的半径为Rl=360* L/2ji*A 0、放卷速度计算程序42计算出下一次放卷的角速度CO = CO 1=0 2* R2/ Rl,此时薄膜处于复位状态,当薄膜进给接近开关16感应到下一个进给物料信号，进行下一次薄膜进给和放卷。如此往复，每运行一张薄膜，检测一次薄膜卷半径，计算出下一次薄膜放卷伺服电机I运行的角速度，从而实现薄膜高速同步放卷。
权利要求
1.一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置，其控制系统由检测单元、控制单元和执行机构三部分组成，其特征在于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。
2.根据权利要求I所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是薄膜放卷伺服电机(I)通过同步带传动(2)与薄膜卷(3)连接,相应同步带传动比为I: I,薄膜进给伺服电机(15)通过同步带传动(14)与牵引对棍(11)连接,相应同步带传动比为1:1,薄膜绕在缓冲辊筒组(6)和固定辊筒组(5)上，穿过牵引对辊(11)，薄膜拉着缓冲辊筒组(6)上下移动，缓冲辊筒组(6)降到最底端时触发薄膜减速补偿接近开关(7)，缓冲辊筒组(6)向上移动时，刚离开薄膜停止补偿接近开关(8)，马上触发薄膜加速补偿接近开关(9)，薄膜停止光电开关(10)装在薄膜上面，检测薄膜图案(45)和薄膜透明处(44)的变化，当光束射到薄膜透明处(44)时，薄膜停止光电开关(10)发出一个信号，停止薄膜运行，牵引对辊(11)以薄膜进给线速度V2 (12)运行，薄膜卷(3)以薄膜放卷线速度Vl (4)运行，薄膜长度L (34)是一张薄膜的标准长度。
3.根据权利要求I所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置，其特征是薄膜减速补偿接近开关(7)、薄膜停止补偿接近开关(8)、薄膜加速补偿接近开关(9)、薄膜停止光电开关(10)、薄膜进给接近开关(16)、复位按钮(23)和初始半径测试按钮(35)分别与伺服运动控制器(24)的输入端相连，触摸屏(33)和伺服运动控制器(24 )通过通讯总线电连接，伺服运动控制器(24)通过伺服专用总线(31)与薄膜进给伺服驱动器(32)和薄膜放卷伺服驱动器(30)电连接，薄膜进给伺服驱动器(32)和薄膜放卷伺服驱动器(30)分别与薄膜进给伺服电机(15 )、薄膜放卷伺服电机(I)电连接。
4.根据权利要求I所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置，其特征是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。
5.根据权利要求2所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是首先复位，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。
6.根据权利要求5所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是需要复位时，先在复位进给速度程序(25)中设定一个较低的复位速度，按下复位按钮(23)，进给启动程序(28)通过薄膜进给伺服驱动器(32)启动薄膜进给伺服电机(15)，牵引对辊(11)拉动薄膜运行，当光束射到薄膜透明处(44)时，薄膜停止光电开关(10)发出一个信号，进给停止程序(26 )通过薄膜进给伺服驱动器(32 )使薄膜进给伺服电机(15 )停止转动，薄膜停止运行，同时，薄膜停止光电开关(10)上升沿信号触发放卷启动程序(29)，当缓冲辊筒组(6)在薄膜减速补偿接近开关(7)和薄膜停止补偿接近开关(8)之间时，放卷复位速度程序(27)设定一个放卷负速度，放卷启动程序(29)通过薄膜放卷伺服驱动器(30)控制薄膜放卷伺服电机(I)反转，薄膜卷(3)跟着顺时针转动，当缓冲辊筒组(6)在薄膜停止补偿接近开关(8 )之上，处于触发薄膜加速补偿接近开关(9 )位置时，放卷复位速度程序(27 )设定一个放卷正速度，薄膜放卷伺服电机(I)正传，薄膜卷(3)跟着逆时针转动，直到缓冲辊筒组(6)对正薄膜停止补偿接近开关(8)时，放卷复位速度程序(27)设定速度为0，薄膜 放卷伺服电机(I)停止转动，此时，薄膜缓冲辊筒组(6)对正薄膜停止补偿接近开关(8)，薄膜停止光电开关(10 )对正薄膜透明处(44)，处于复位状态。
7.根据权利要求5所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是检测薄膜卷初始半径时，先使进给薄膜和缓冲辊筒组(6)处于复位状态，把薄膜长度L (34)的实际测量值通过触摸屏(33)传输给薄膜卷半径计算程序(38)，按下初始半径测试按钮(35),放卷停止程序(36)使薄膜放卷伺服电机(I)处于停止状态，进给启动程序(28)通过薄膜进给伺服驱动器(32)启动薄膜进给伺服电机(15)，牵引对辊(11)拉动薄膜运行，薄膜拉着缓冲辊筒组(6)向上移动，触发薄膜加速补偿接近开关(9)，放卷复位速度程序(27)设定一个放卷正速度，当光束射到薄膜透明处(44)时，薄膜停止光电开关(10)发出一个信号，进给停止程序(26)通过薄膜进给伺服驱动器(32)控制薄膜进给伺服电机(15)停止运行，薄膜从前一个薄膜透明处(44)运行到下一个薄膜透明处，刚好运行一张薄膜长度L(34)，同时，薄膜停止光电开关(10)上升沿信号触发放卷启动程序(29)，通过薄膜放卷伺服驱动器(30)，薄膜放卷伺服电机(I)拖动薄膜卷(3)逆时针旋转，缓冲辊筒组(6)向下移动，放卷启动程序(29)同时触发放卷角度计算程序(37)，开始计算薄膜放卷伺服电机(I)的转动角度，当缓冲辊筒组(6)再次对正薄膜停止补偿接近开关(8)时，放卷复位速度程序(27)设定放卷速度为0，薄膜放卷伺服电机(I)停止转动，停止计算转动角度，放卷角度计算程序(37)计算出的转动角度为A 0，把A 0传输给薄膜卷半径计算程序(38)，此时薄膜卷(3)转动的弧长为一张薄膜长度L (34)，由于薄膜放卷伺服电机(I)与薄膜卷(3)的同步带传动比为1:1，根据2 R/360=L/A 0，薄膜卷半径计算程序(38)计算出薄膜卷(3)的初始半径为R初=360* L/2 * A 0。
8.根据权利要求5所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是薄膜放卷时，理论上要求薄膜放卷线速度Vl (4)与薄膜进给线速度V2 (12)相一致，即Vl=V2，由于薄膜进给伺服电机(15)与牵引对辊(11)的同步带传动比为1:1，薄膜进给线速度V2 (12)等于薄膜进给伺服电机角速度《2 (17)乘以牵引辊半径R2 (13)，即V2= 2* R2, 由于薄膜放卷伺服电机(I)与薄膜卷(3)的同步带传动比为1:1，薄膜放卷线速度Vl (4)等于薄膜放卷伺服电机角速度《1乘以薄膜卷半径Rl JPVl=COl R1，那么col= 2*R2 /Rl0
9.根据权利要求5所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是首先，进给速度程序(39)把薄膜进给伺服电机(15)速度设定值《2'传输到进给启动程序(28)，速度设定值(《2'= V2/R2)根据设备生产速度设定，按下复位按钮(23)，复位系统，为测试薄膜卷(3)初始半径做准备，再按下初始半径测试按钮(35)，测出薄膜卷(3)初始半径Rtt，薄膜卷半径计算程序(38)把初始半径Rtt传输给放卷速度计算程序(42)，进给反馈速度程序(43)通过伺服专用总线(31)，适时测出薄膜进给伺服电机实际速度值《2 ( 2 《23，放卷速度计算程序(42)计算出薄膜放卷伺服电机(I)的初始速度 1= 2*R2 / R初，放卷速度设定程序(40 )把放卷速度《 I传输给放卷启动程序(29 )。
10.根据权利要求5所述的一种用于薄膜间歇进给的高速放卷控制方法，其特征是物料进给时，当薄膜进给接近开关(16)感应到进给物料信号，薄膜进给接近开关(16)同时触发进给启动程序(28)和放卷启动程序(29)，放卷启动程序(29)触发放卷角度计算程序(37)，开始计算薄膜放卷伺服电机(I)的转动角度，薄膜进给伺服电机(15)以进给角速度 2转动，薄膜放卷伺服电机(I)以角速度《1= 2*R2 / Rto转动，两个电机速度跟随，运行中，由于两个电机加减速、启停和薄膜在牵引对辊(11)中轻微“打滑，造成两个电机速度不同步，缓冲辊筒组(6)被薄膜拉着上下移动，当缓冲辊筒组(6)在薄膜减速补偿接近开关(7)和薄膜停止补偿接近开关(8)之间时，放卷速度设定程序(40)设定薄膜放卷伺服电机角速度CO = COl-Aco (21)，当缓冲辊筒组(6)在薄膜停止补偿接近开关(8)之上，处于触发薄膜加速补偿接近开关(9)位置时，放卷速度设定程序(40)设定薄膜放卷伺服电机角速度CO = COl+A Co (19)，当缓冲辊筒组(6)对正薄膜停止补偿接近开关(8)时，放卷速度设定程序(40)设定薄膜放卷伺服电机角速度《 = 1 (20)，其中A Co是为克服电机加减速、启停和薄膜“打滑”，造成两个电机速度不同步而增加的一个补偿速度，它是一个经验值，由于薄膜放卷时间tl (22)必须小于薄膜进给周期T (18),适当调整八《，使得11<1',薄膜进给周期T是指薄膜间歇式进给时薄膜相邻两次启动的时间间隔，当光束射到薄膜透明处(44)时，薄膜停止光电开关(10)发出一个信号，进给停止程序(26)通过薄膜进给伺服驱动器(32)使薄膜进给伺服电机(15)停止转动，薄膜停止运行；此时如果缓冲辊筒组(6)没有对正薄膜停止补偿接近开关(8)，薄膜卷(3)会以Co=土 A Co速度运行一段时间，直到缓冲辊筒组(6)对正薄膜停止补偿接近开关(8)为止；当放卷速度检测程序(41)检测到薄膜放卷伺服电机(I)速度为0时，停止转动角度计算，放卷角度计算程序(37)计算出转动角度为A 0、把A 0 '传输给薄膜卷半径计算程序(38)，此时薄膜卷(3)转动的弧长为一张薄膜长度L (34)，由于薄膜放卷伺服电机(I)与薄膜卷(3)的同步带传动比为1:1，根据2^11^/360=17^0、薄膜卷半径计算程序(38)计算出薄膜卷(3)下一次角速度所需要的半径为Rl=360* L/2ji*A 0、放卷速度计算程序(42)计算出下一次放卷的角速度CO = CO 1=0 2* R2/ Rl,此时薄膜处于复位状态,当薄膜进给接近开关(16)感应到下一个进给物料信号，进行下一次薄膜进给和放卷；如此往复，每运行一张薄膜，检测一次薄膜卷半径，计算出下一次薄膜放卷伺服电机(I)运行的角速度，从而实现薄膜高速同步放卷。
全文摘要
一种用于薄膜间歇进给的高速放卷装置及控制方法，属自动化技术领域，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，其系统包含检测单元、控制单元和执行机构，检测单元包括与伺服运动控制器输入端相连的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；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；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。该装置及控制方法能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。
文档编号B65B41/16GK102700764SQ20121020755
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月23日 优先权日2012年6月23日
发明者杨远宏, 金登权, 陈文华 申请人:常德烟草机械有限责任公司