一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统

摘要

本发明涉及弹性材料输送设备领域，具体涉及一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统，包括机架，机架上层叠设置若干送料工位，各所述送料工位上设置用于放置料卷的两个对称设置的挂料架，依橡筋的送料过程，送料工位上依次设置有挡纱板、一级缓冲机构、二级缓冲机构、数据化弹力控制机构以及用于各部件导向的若干导向轮，位于所述数据化弹力控制机构输送后端的机架上设有用于汇集各送料工位上输送的橡筋的出线导向轮组；挡纱板设于两挂料架对称中心线上，挡纱板中心处设置一供橡筋穿过的陶瓷眼，当料卷置于所述挂料架上时，料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼而设置。本发明解决了现有的弹性件送料放卷时的张力无法保持恒定的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及弹性材料输送设备领域，具体涉及一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统。

背景技术

在卫生用品如纸尿裤、拉拉裤等产品的生产中，经常需要橡筋这样的弹性件，生产的设备在生产过程中需要具有针对弹性件的稳定输送的能力，如中国专利CN 203998422 U示出了现有的送料装置的基本结构，卫生产品生产用橡筋张力控制送料装置，包括机架本体，机架本体上设置有多个送料滚轮，送料滚轮之间通过橡筋传动连接，所述机架本体上还设置有张力控制装置，张力控制装置位于送料滚轮之间，张力控制装置包括张力传感器、张力微调轮、张力自动调节轮，张力传感器位于出料侧，张力微调轮、张力自动调节轮位于进线侧，自动调节轮上设置有多个螺旋状凹槽，橡筋位于凹槽内，橡筋缠绕于张力自动调节轮上至少一圈，自动调节轮与驱动电机连接，张力传感器通过数据线与驱动电机电连接；

在结构上，由于橡筋具有弹性，故而在输送时则需要针对其弹性进行控制调整以保证输送的稳定性，因此在送料装置上均需要设置有张力控制的相关部件。

又如中国专利申请CN 111071855 A所示，一种不停机换接橡筋集中放卷装置，包括装置框架、安装在装置框架上的若干放卷组件和配合放卷组件放卷的集中牵引组件，每个放卷组件包括两个橡筋卷轴、一个调节橡筋涨力的橡筋涨力微调结构和一对调节橡筋方向的橡筋过渡轮组件，其中一个橡筋卷轴为放卷橡筋卷轴时，另外一个橡筋卷轴为备用橡筋卷轴，且放卷橡筋卷轴上的橡筋卷尾部与备用橡筋卷轴上的橡筋卷头部连接，所述集中牵引组件包括牵引辊、配合牵引辊的压轮和驱动牵引辊转动的伺服电机以及配合橡筋过渡轮组件的至少一根橡筋集中轮轴和安装在每根橡筋集中轮轴上的若干橡筋集中轮，每一对橡筋过渡轮组件对应其中一根橡筋集中轮轴上的一个橡筋集中轮。其示出了一种不停机换接料的橡筋放卷设备。

但如上述两个方案所示，现有的放卷设备中，针对橡筋送料均无法做到自适应调整，无法在送料过程中保持恒张力持续放卷。

发明内容

因此，本发明提供一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统，解决了现有的弹性件送料放卷时的张力无法保持恒定的问题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统，包括机架，所述机架上层叠设置若干送料工位，各所述送料工位上设置用于放置料卷的两个对称设置的挂料架，依橡筋的送料过程，送料工位上依次设置有挡纱板、一级缓冲机构、二级缓冲机构、数据化弹力控制机构以及用于各部件导向的若干导向轮，位于所述数据化弹力控制机构输送后端的所述机架上设有用于汇集各送料工位上输送的橡筋的出线导向轮组；

所述挡纱板设于两挂料架对称中心线上，所述挡纱板中心处设置一供橡筋穿过的陶瓷眼，当料卷置于所述挂料架上时，料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼而设置；

所述一级缓冲机构与二级缓冲机构均包括弹簧阻尼圈、调整弹簧阻尼圈弹力的调整拨盘、与所述弹簧阻尼圈连接的左侧摆臂串环和右侧摆臂串环、以及设于左侧摆臂串环和右侧摆臂串环上方以供橡筋穿入的导向陶瓷环，所述左侧摆臂串环和右侧摆臂串环均有若干层叠设置摆臂陶瓷环组成，所述左侧摆臂串环和右侧摆臂串环的摆臂陶瓷环相互交错分布；

所述数据化弹力控制机构包括壳体、可转动架设在壳体上的绕圈飞轮、与所述绕圈飞轮传动连接的调速电机、带有压力传感器的导向轴、张力数值显示屏、以及与所述压力传感器、调速电机、张力数值显示屏电信号连接的控制芯片；

位于所述出线导向轮组的输送前端的所述机架上设置有与卫生用品生产设备电信号连接的伺服电机，所述伺服电机连接一硬面传送辊，所述硬面传送辊上方机架上架设一与所述硬面传送辊相适配的软面压辊，所述软面压辊上连接一驱动其纵向位置微调的压辊气缸。

优选的，所述挂料架包括可沿水平方向转动安装在所述机架上的轴向支杆以及安装在轴向支杆上的两个以上的径向支撑块，料卷在安装后与所述轴向支杆同轴设置，料卷的内芯架设在两径向支撑块上。

优选的，所述送料工位上设置用于两挂料架上料卷收尾连接的换接料机构，所述换接料机构包括固定托架、设于固定托架上的调整螺栓、套设在调整螺栓圆周外侧的上固定片以及下固定片，所述调整螺栓的上端设置有调节手柄，所述调节手柄与上固定片之间弹性卡接一预紧弹簧。

优选的，所述绕圈飞轮为多边形镂空结构。

优选的，所述绕圈飞轮为碳纤维材质。

优选的，所述出线导向轮组安装在一L形支架上，所述L形支架可转动地安装在机架上。

优选的，所述机架上安装有报警灯，所述报警灯与所述数据化弹力控制机构电信连接。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

本技术方案针对橡筋的放卷过程进行结构设计，橡筋上料后放卷时，出料经挡纱板进行导向，挡纱板的中心装有摩擦系数极低的陶瓷眼，保证精准的由挡纱板的中心过线并使摩擦阻力降到极底，同时针对橡筋挂料架的位置进行设计，使料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼，使其在沿料卷周沿呈环形方式出料时，整个过程所受的拉力均处于一个较为平衡的状态，避免了出现出料时受力不均的状态；

在放卷过程中设计了一级缓冲机构及二级缓冲机构，橡筋材料能在上述机构内实现一定存量，以保证不同张力或预紧力的情况下，或是在不同速度下和加速度的不断变化时，橡筋材料的输送能够适应张力弹性的急剧变化，尽可能避免断料的情况发生，也使张力调节时更加游刃有余；

设计了所述数据化弹力控制机构，其具有通过绕圈飞轮储料，通过导向轴上的压力传感器自动测定压力值，并实现数值显示的功能，数据化地呈现当前橡筋的弹性张力，同时也具有调速电机调整绕圈飞轮转速以适应送料时橡筋速度变化的能力，也可根据压力传感器实现自动化的断料报警功能；

多送料工位出料后，在进入集料的出线导向轮组前，设计了一组与卫生用品生产线智能联动的结构，通过伺服电机配合硬面传送辊及软绵压辊的结构，以针对各送料工位输送而来的橡筋进行又一层的张力干预，以再次加强张力调节，保证橡筋的恒定张力和弹性力，并且在与生产线主机联动后，伺服电机的控制速度与主机的速度自适应跟随，能够随速度的变化以及设定值而变化，实现适应性调整，以达到恒张力的需求，满足生产。

附图说明

图1为本发明实施例的主视方向的结构示意图；

图2为本发明实施例的侧视方向的结构示意图；

图3为本发明实施例二级缓冲机构与数据化弹力控制机构的安装结构示意图；

图4为本发明实施例一级缓冲机构与二级缓冲机构的状态变化图；

图5为图1中A处局部放大结构示意图；

图6为本发明实施例的俯视方向结构示意图；

图7为本发明实施例换接料机构的结构示意图。

附图说明：100、机架；101、报警灯；a、送料工位；1、挂料架；11、轴向支杆；12、径向支撑块；2、挡纱板；3a、一级缓冲机构；3b、二级缓冲机构；31、弹簧阻尼圈；32、调整拨盘；33、左侧摆臂串环；34、右侧摆臂串环；35、导向陶瓷环；4、数据化弹力控制机构；41、壳体；42、绕圈飞轮；43、导向轴；44、张力数值显示屏；5、出线导向轮组；6、伺服电机；61、硬面传送辊；62、软面压辊；63、压辊气缸；7、换接料机构；71、固定托架；72、调整螺栓；73、上固定片；74、下固定片；75、调节手柄；76、预紧弹簧；8、L形支架。

具体实施方式

以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例

参考图1至图7，一种全自动数据化恒张力无尾料自动换卷与放卷控制系统，包括机架100，所述机架100上层叠设置四个送料工位a，送料工位a的数目可根据需求而变化增减，各所述送料工位a上设置用于放置料卷的两个对称设置的挂料架1，依橡筋的送料过程，送料工位a上依次设置有挡纱板2、一级缓冲机构3a、二级缓冲机构3b、数据化弹力控制机构4以及用于各部件导向的若干导向轮，位于所述数据化弹力控制机构4输送后端的所述机架100上设有用于汇集各送料工位a上输送的橡筋的出线导向轮组5；

所述挡纱板2设于两挂料架1对称中心线上，所述挡纱板2中心处设置一供橡筋穿过的陶瓷眼，当料卷置于所述挂料架1上时，料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼而设置；具体的如图6所示，所述挂料架1包括可沿水平方向转动安装在所述机架100上的轴向支杆11以及安装在轴向支杆11上的两个径向支撑块12，料卷在安装后与所述轴向支杆11同轴设置，料卷的内芯架设在两径向支撑块12上；这样的结构，通过径向支撑块12直接支撑料卷，可十分广泛的适用于各个尺寸卷芯大小的料卷(料卷圆径大于径向支撑块12的长度即可)，且灵活上料，无需进行限位操作及人工固定的操作，节省了上料的步骤，提高效率；

通过可转动的轴向支杆11结构，针对不同尺寸的料卷，能够轻易地改变其轴向方向，使其满足设备针对位置的要求，能够更便利的对准挡纱板2上的陶瓷眼；须知的是，上述的料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼而设置，由于结构精度误差及料卷卷芯的结构尺寸不同，主要是指料卷的轴向中心对准经过陶瓷眼的竖直线上即可，使料卷在该竖直线两侧对称送料，而当料卷的轴向中心正对陶瓷眼时，则为最优状态；

又如图4所示，所述一级缓冲机构3a与二级缓冲机构3b均包括弹簧阻尼圈31、调整弹簧阻尼圈31弹力的调整拨盘32、与所述弹簧阻尼圈31连接的左侧摆臂串环33和右侧摆臂串环34、以及设于左侧摆臂串环33和右侧摆臂串环34上方以供橡筋穿入的导向陶瓷环35，所述左侧摆臂串环33和右侧摆臂串环34均有若干层叠设置摆臂陶瓷环组成，所述左侧摆臂串环33和右侧摆臂串环34的摆臂陶瓷环相互交错分布；

如图3所示，所述数据化弹力控制机构4包括壳体41、可转动架设在壳体41上的绕圈飞轮42、与所述绕圈飞轮42传动连接的调速电机、带有压力传感器的导向轴43、张力数值显示屏44、以及与所述压力传感器、调速电机、张力数值显示屏44电信号连接的控制芯片；

本技术方案针对橡筋的放卷过程进行结构设计，橡筋上料后放卷时，出料经挡纱板2进行导向，挡纱板2的中心装有摩擦系数极低的陶瓷眼，保证精准的由挡纱板2的中心过线并使摩擦阻力降到极底，同时针对橡筋挂料架1的位置进行设计，使料卷的轴向中心正对所述陶瓷眼，使其在沿料卷周沿呈环形方式出料时，整个过程所受的拉力均处于一个较为平衡的状态，避免了出现出料时受力不均的状态；橡筋在出料时，料卷挂置在挂料架1上，以挂料架1的位置为中心沿其料卷的外表面呈螺旋出料的方式，这样料卷的轴向中心正对所述挡纱板2的陶瓷眼，能够使整个出料过程中橡筋的受力均匀，不会出现倾向一侧张力过大，而另一侧张力又急剧变小的情况；

橡筋在经过挡纱板2后先进入一级缓冲机构3a，而后经过导轮转向进入二级缓冲机构3b；在放卷过程中设计了一级缓冲机构3a及二级缓冲机构3b，橡筋材料能在上述机构内实现一定存量，以保证不同张力或预紧力的情况下，或是在不同速度下和加速度的不断变化时，橡筋材料的输送能够适应张力弹性的急剧变化，尽可能避免断料的情况发生，也使张力调节时更加游刃有余；

在经过两个缓冲机构后，橡筋在数据化弹力机构上的绕圈飞轮42绕设一定圈数后，进过导向轴43，导向轴43上的压力传感器采集橡筋输送所带来的压力，并提供给控制芯片进行运算分析处理，分析处理后输出信号给调速电机进行实时的转速调整，从达到对橡筋的实时张力值变化的调整与控制与反馈处理；设计了所述数据化弹力控制机构4，其具有通过绕圈飞轮42储料，通过导向轴43上的压力传感器自动测定压力值，并实现数值显示的功能，数据化地呈现当前橡筋的弹性张力，同时也具有调速电机调整绕圈飞轮42转速以适应送料时橡筋速度变化的能力，也可根据压力传感器实现自动化的断料报警功能；

本实施例中，所述绕圈飞轮42为多边形镂空结构；首先，采用多边形的结构，相较于传统的圆环形结构，能够使绕圈飞轮42与橡筋具有多点接触，提高摩擦值，便利使用时的变速；其次，镂空的结构设计，是由于橡筋料卷在生产中，其表面容易带有粉尘或一定的附着物，这种镂空结构能够随着橡筋的缠绕及送料过程实现粉尘及附着物的自动清理，使绕圈飞轮42不仅具有调节张力的作用，也能针对材料的表面具有清洁的功能，而且与闭合表面的结构相比，也具有自清洁的功能，能保证绕圈飞轮42的长时间运行；

并且，所述绕圈飞轮42为碳纤维材质；采用碳纤维材质，具有重量低、强度高的特性，在转动时产生的惯性低，不会对张力的调节造成影响；

同时，所述机架100上安装有报警灯101，所述报警灯101与所述数据化弹力控制机构4电信连接；具体的，报警灯101与控制芯片电信号连接，在设备运行时，当电信号检测到导向轴43上的压力消失时，能够通过报警灯101及时提示操作员，实现断料报警；

又如图1、图5所示，位于所述出线导向轮组5的输送前端的所述机架100上设置有与卫生用品生产设备电信号连接的伺服电机6，所述伺服电机6连接一硬面传送辊61，所述硬面传送辊61上方机架100上架设一与所述硬面传送辊61相适配的软面压辊62，所述软面压辊62上连接一驱动其纵向位置微调的压辊气缸63；多送料工位a出料后，在进入集料的出线导向轮组5前，设计了一组与卫生用品生产线智能联动的结构，通过伺服电机6配合硬面传送辊61及软绵压辊的结构，以针对各送料工位a输送而来的橡筋进行又一层的张力干预，以再次加强张力调节，保证橡筋的恒定张力和弹性力，并且在与生产线主机联动后，伺服电机6的控制速度与主机的速度自适应跟随，能够随速度的变化以及设定值而变化，实现适应性调整，以达到恒张力的需求，满足生产；

本实施例中，针对换接料的生产过程进行结构上的适应性优化，所述送料工位a上设置用于两挂料架1上料卷收尾连接的换接料机构7，所述换接料机构7包括固定托架71、设于固定托架71上的调整螺栓72、套设在调整螺栓72圆周外侧的上固定片73以及下固定片74，所述调整螺栓72的上端设置有调节手柄75，所述调节手柄75与上固定片73之间弹性卡接一预紧弹簧76；使用时，一侧料卷的尾部需要与另一侧料卷的头部衔接，常规状态下，该侧的尾部容易出现相互缠绕的情况，故而设计一个换接料机构7，在换接料时将该侧尾部或另一侧的头部夹设在上固定片73与下固定片74之间，而后将两端部衔接，避免了人工的误操作及两侧料卷橡筋出现缠绕的情况；

本实施例中，图6中示出，所述出线导向轮组5安装在一L形支架8上，所述L形支架8可转动地安装在机架100上；具体的，L形支架8可根据需求不同，改变橡筋的出料方向或角度，使设备能够适用更多的场地及不同的生产需求，满足更多的厂家要求。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。