一种塑料纸剥离装置以及控制方法

摘要

本发明提供一种防止剥离塑料纸过程中塑料纸拉伸断裂的塑料纸剥离装置装置包括卷轴电机，卷轴，剥离辊筒，剥离辊筒电机，PLC，模出模块，变频器；所述剥离辊筒末端设有金属片，所述金属片旁侧安装有剥离辊筒传感器，所述剥离辊筒传感器感应金属片输出脉冲信号至PLC，所述PLC的输出端与模出模块的输入端连接，所述模出模块的输出端与变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与卷轴电机连接，有效避免了剥离塑料纸过程中塑料纸拉伸导致断裂。

说明书

技术领域

本发明涉及轮胎制造领域，尤其涉及一种塑料纸剥离装置以及控制方法。

背景技术

在轮胎制造行业中，裁断机是生产带束层、胎体以及钢包等制品的主要设备，一般由导开装置、递布装置、裁断装置、接头装置、动力辊装置、贴胶片装置、塑料纸剥离装置、卷取装置等组成。制品经过贴胶片装置时，会被贴敷上带有塑料纸的胶片，同时胶片上的塑料纸由塑料纸剥离装置取走，并被一旁的压缩空气吹至空旷处，这样的生产方式会导致现场塑料纸杂乱无章且无法回收利用。目前公开的塑料纸剥离装置是由电机带动橡胶辊剥离后直接缠绕剥下的塑料纸，此方法的弊端是在塑料纸料卷累积后，电机转速和剥离线速度不易匹配，造成剥离张力不可控，塑料纸常被撕断，生产效率低下。

CN106853953A公开了一种塑料纸剥离装置，采用塑料纸剥离和塑料纸收料这两个功能分开处理，然而由于电机转速和剥离线速度恒定不变，随着塑料纸收料机构收取的塑料纸越多，电机转速与剥离线速度依然难以实时匹配，容易导致剥离塑料纸过程中塑料纸拉伸断裂。

发明内容

本发明的目的提供一种防止塑料纸撕裂的塑料纸剥离装置，包括卷轴电机，卷轴，剥离辊筒，剥离辊筒电机，PLC，模出模块，变频器；所述剥离辊筒末端设有金属片，所述金属片旁侧安装有剥离辊筒传感器，所述剥离辊筒传感器感应金属片输出脉冲信号至PLC，所述PLC的输出端与模出模块的输入端连接，所述模出模块的输出端与变频器的输入端连接，所述变频器的输出端与卷轴电机连接；其中所述的PLC通过以下计算方法输出模拟扭矩值至模出模块：

a.根据式1，计算剥离辊筒上剥离放出的塑料纸的长度：

L＝m*b式1，

其中,L＝塑料纸长度，m＝脉冲数量，b＝每个脉冲的塑料纸长度；

b.根据式2，计算卷轴上塑料纸缠绕圈数：

其中，n＝塑料纸在卷轴上缠绕的圈数，L＝塑料纸长度，π＝3.141593，a₁＝最小半径，d＝塑料纸的厚度；

c.根据式3，通过塑料纸在卷轴上缠绕的圈数n计算出当前卷轴的直径，

D＝2(nd+a₁)式3，

其中，D＝卷轴直径当前值，d＝塑料纸厚度a₁＝最小半径，n＝圈数；

d.根据式4，计算当前的模拟扭矩：

其中，T＝模拟扭矩值，T_max＝扭矩设定最大值，T_min＝扭矩设定最小值D_max＝卷轴直径最大值，D_min＝卷轴直径最小值，D＝卷轴直径当前值，X％＝当前扭矩设定百分比。

作为优选，所述电机为交流电机，所述交流电机通过减速机和方钢驱动卷轴，所述的变频器为三棱变频器。

作为优选，所述的金属片为凹凸铁片，所述的剥离辊筒传感器为剥离辊筒传感器。

作为优选，

所述PLC为西门子PLC，所述模出模块为西门子模出模块，所述的西门子PLC输出模拟扭矩值至西门子模出模块，所述西门子模出模块输出模拟电压的计算如下式5所示：

其中，V₁＝模拟电压，10V＝最大电压，0V＝最小电压，T＝模拟扭矩值，T_max＝扭矩设定最大值，T_min＝扭矩设定最小值。

本发明的另一个目的是提供一种塑料纸剥离装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

1)所述剥离辊筒电机驱动剥离辊筒旋转，剥离辊筒上安装有金属片，所述金属片旁侧安装有剥离辊筒传感器，所述剥离辊筒传感器感应金属片输出脉冲信号至PLC，所述PLC通过以下方法计算得出模拟扭矩值：

a.剥离辊筒转动放出塑料纸，根据式1计算出放出塑料纸的长度：

L＝m*b式1，

其中，L＝塑料纸长度，m＝脉冲数量，b＝每个脉冲的塑料纸长度；

b.电机驱动塑料纸缠绕在卷轴上，根据式2计算卷轴上塑料纸缠绕圈数：

其中，n＝塑料纸在卷轴上缠绕的圈数，L＝塑料纸长度，π＝3.141593，a₁＝最小半径，d＝塑料纸的厚度；

c.根据式3，通过塑料纸在卷轴上缠绕的圈数n计算出当前卷轴的直径：

D＝2(nd+a₁)式3，

其中，D＝卷轴直径当前值，d＝塑料纸厚度，a₁＝最小半径，n＝圈数；

d.根据式4计算当前的模拟扭矩值：

其中，T＝模拟扭矩值，T_max＝扭矩设定最大值，T_min＝扭矩设定最小值，D_max＝卷轴直径最大值，D_min＝卷轴直径最小值，D＝卷轴直径当前值，X％＝当前扭矩设定百分比；

2)所述PLC输出模拟扭矩值至模出模块；根据式5，所述模出模块将模拟扭矩值转换成模拟电压；

其中，V₁＝模拟电压，10V＝最大电压，0V＝最小电压，T＝模拟扭矩值，T_max＝扭矩设定最大值，T_min＝扭矩设定最小值；

3)所述模出模块将转换的模拟电压输出至变频器，所述变频器连接卷轴电机，进而控制卷轴的旋转。

作为优选，所述电机为交流电机，所述交流电机通过减速机和方钢驱动卷轴，所述的变频器为三棱变频器，所述三棱变频器用于控制交流电机；装置运行稳定，且过程可控性更高，保证了塑料纸在卷绕过程的撕裂现象。

作为优选，所述的金属片为凹凸铁片，所述的剥离辊筒传感器为接近开关。

作为优选，所述的PLC为西门子PLC，所述的模出模块为西门子模出模块，所述的西门子PLC输出模拟扭矩值至西门子模出模块

与现有技术相比，本发明具有优点以及有益效果：

本发明提供的塑料纸剥离装置采用剥离辊筒传感器与PLC配合控制塑料纸剥离装置，使得剥离辊筒放出的塑料纸与卷轴收回塑料纸速度实时匹配，有效避免了塑料纸拉伸断裂的现象。

本发明提供的塑料纸剥离装置的控制方法，使得剥离线速度与收回塑料纸实时匹配，有效避免了塑料纸拉伸断裂的现象。

附图说明

图1为本发明提供的塑料纸剥离装置的结构简易图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式进一步详细的说明。

实施例1

一种塑料纸剥离装置，该装置包括卷轴电机1，卷轴5，剥离辊筒7，剥离辊筒电机，所述卷轴电机1带动卷轴5转动，所述剥离辊筒电机驱动剥离辊筒转动，从而将剥离辊筒7放出的塑料纸缠绕在卷轴上，所述剥离辊筒7上末端设有金属片8，所述金属片8旁侧安装有剥离辊筒传感器9，所述剥离辊筒传感器9与金属片感应配合，通过辊筒的转动，剥离辊筒传感器9输出脉冲信号与PLC，所述PLC的输出端与模出模块的输入端连接，所述模出模块输出端与变频器的输入端连接。

具体地，所述PLC根据剥离辊筒上放出的塑料纸的长度计算出当前卷轴实际所需的扭矩值，本文称之为“模拟扭矩值”，且将模拟扭矩值通过模出模块转换成模拟电压，所述模拟电压输出至变频器，所述变频器与卷轴电机1连接，所述卷轴电机1驱动控制卷轴5转动；其中所述卷轴电机1为交流电机1，所述交流电机1通过减速机2和方钢10驱动卷轴5，所述的变频器为三棱变频器，所述三棱变频器用于控制交流电机；所述方钢10利用轴承支撑，所述轴承利用轴承座4固定，所述的模出模块为西门子模出模块，所述金属片可以为凹凸铁片，所述的剥离辊筒传感器可以为接近开关

下以下采用一个具体的实施例，将该剥离装置的控制方法和工作流程详细的阐述：

所述交流电机1驱动卷轴5缠绕剥离辊筒7放出的塑料纸6，接近开关9通过检测凹凸铁片8计算出剥离辊筒放出的塑料纸长度L；另外因塑料纸被卷轴卷入时，每圈的周长成等差数列关系，公差为塑料纸的厚度与2π的乘积，这样结合放出塑料纸的长度L以及塑料纸厚度d即可计算获得卷轴直径的最大值与最小值，进而计算出模拟转矩的大小，具体包括以下步骤：

1)塑料纸长度计算：接近开关检测到脉冲数m＝716个，每个脉冲的塑料纸长度b＝6mm，根据式1计算出塑料纸长度L＝4296mm；

L＝m*b式1，

2)当L＝4296mm，塑料纸厚度d＝0.7mm，最小半径a₁＝50.0，根据式2计算出塑料纸在卷轴上缠绕的圈数n＝38.14对计算出的圈数n四舍五入，得出当前圈数n₁＝38，

3)根据式3，通过圈数n计算出当前卷轴的直径；即D＝153.2mm

D＝2(nd+a₁)式3，

4)根据式4，计算出当前的模拟扭矩值：

其中，T＝模拟扭矩值，扭矩设定最大值T_max＝1000；扭矩设定最小值T_min＝10.0；卷轴直径最大值D_max＝955mm；卷轴直径最小值D_min＝100.0；当前扭矩设定百分比X％＝50.0％，扭矩当前值T＝93.7对计算出的扭矩值四舍五入，得到当前扭矩值为T＝93；

5)所述PLC输出模拟扭矩值至模出模块；根据式5，所述模出模块将模拟扭矩值转换成模拟电压；

其中，V₁＝模拟电压，10V＝最大电压，0V＝最小电压，T＝扭矩当前值，T_max＝扭矩设定最大值，T_min＝扭矩设定最小值；

根据当前模拟扭矩值T₁，模拟量模出模块电压V₁＝0.94V；

所述模出模块将转换的模拟电压输入到变频器端子中，通过设定变频器参数，使变频器属于转矩控制，从而控制交流电机1，进而通过减速机和方钢控制卷轴的旋转。

由于将交流电机1的转速控制与剥离辊筒和卷轴上的塑料纸圈数实时匹配对应，避免了塑料纸的断裂，工艺过程稳定可控。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的设定或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。