一种张力摆辊及其控制方法与流程

本技术涉及加工设备，尤其是涉及一种张力摆辊及其控制方法。

背景技术：

1、摆辊在卷材加工设备中起到材料缓存、张力调节等作用，摆辊主要包括摆辊过辊组件、转轴、摆臂、执行气缸等部分，其通常与张力辊配合使用；张力辊主要包括张力过辊组件和张力传感器等部分；在卷材加工作业时，张力辊的张力传感器用以检测张力大小，摆辊则输出不同大小的张力，两者形成卷材的张力检测和张力调节的作业效果。

2、目前的卷材加工设备将张力辊与摆辊分开设置，无形中增加了辊的安装数量，同时由于张力辊的张力大小需要进行多方向的检测、且张力传感器的价格较昂贵，如此造成了卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本较高的现象，因而亟需进行改进。

技术实现思路

1、为了降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本，本技术提供一种张力摆辊及其控制方法。

2、第一方面，本技术的发明目的采用如下技术方案实现：

3、一种张力摆辊，包括安装座、摆辊轴、摆臂、摆辊过辊组件和执行气缸，所述摆辊轴转动安装于所述安装座，所述摆臂的一端与所述摆辊轴固定连接，所述摆臂的另一端与所述摆辊过辊组件连接，所述摆辊过辊组件包括可自由转动的摆辊过辊；所述摆臂与所述执行气缸的输出轴转动连接；所述安装座设有用于检测所述摆臂的摆动角度的摆角检测件；所述执行气缸远离摆臂的一侧连接有气缸安装座；所述安装座连接有压力连接座，所述气缸安装座与所述压力连接座转动连接，所述气缸安装座与所述压力连接座之间设有用于检测所述执行气缸所受压力、并输出压力检测数据的压力传感器组件，所述压力传感器组件连接有用于根据所述压力检测数据计算得到卷材所受的张力数据的张力控制机构，所述张力控制机构与所述执行气缸连接，用于根据所述张力数据对所述执行气缸的活动进行控制。

4、通过采用上述技术方案，区别于现有的张力传感器，本技术在摆辊过辊上增设了压力传感器组件的方式进行张力检测，且通过摆辊过辊组件和摆臂带动摆辊过辊进行摆动，以调节卷材所受的张力，从而有利于降低卷材加工设备的辊的安装数量，同时节省了卷材加工设备所占空间，有利于降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本；具体地，在需要调节卷材加工设备的卷材张力时，张力控制机构控制执行气缸的输出轴伸出或缩入，使得执行气缸的输出端带动摆臂摆动摆辊过辊将卷材拉紧或松弛，以便于实现调节卷材张力的目的，同时在摆臂带动摆辊过辊摆动的过程中，压力传感器组件实时检测执行气缸所受的摆臂和摆辊过辊给予的压力，张力控制机构基于压力传感器组件所检测得到的压力检测数据再进行计算可得到卷材当前所受的张力数据；在实际应用时，压力传感器组件相比于张力传感器的安装数量少，价格较便宜，因而进一步达到了降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本的效果。

5、进一步地，为便于提高对执行气缸在作业过程中的作业控制精度，对执行气缸在作业过程中的摆角进行检测，以实现对执行气缸进行作业监测和作用精度监测的目的，有利于保障张力摆辊的作业张力调节精度。

6、本技术在一较佳示例中：所述压力传感器组件包括压力安装板、压力传感器和开设有缺口槽的压力限位板；所述压力安装板的一侧与所述执行气缸固定连接，所述压力安装板的另一侧开设有用于与所述压力传感器适配的凹限槽，所述凹限槽与所述缺口槽连通，所述压力传感器的检测端抵接于所述压力连接座的一侧，所述压力连接座的另一侧穿过所述缺口槽并与所述气缸安装座转动连接；所述压力安装板与所述压力限位板连接。

7、通过采用上述技术方案，压力传感器用于检测执行气缸输出气体，驱使摆臂带动摆辊过辊移动时、摆辊过辊和摆臂给予自身的压力；压力限位板用于将压力传感器和压力连接座限位在压力安装板上，压力限位板用于将压力传感器限位在缺口槽内的位置，同时压力传感器的检测端检测压力连接座所传递的力矩；压力连接座用于将整个压力传感器组件与安装座连接；从而便于将整个压力传感器组件转动式安装于安装座的指定位置。

8、本技术在一较佳示例中：所述摆角检测件包括摆角检测传感器，所述摆角检测传感器的检测端朝向所述摆臂的侧壁；所述压力连接座包括压力座和转动块，所述压力座与所述转动块固定连接，所述压力座远离所述转动块的一端抵接于所述压力传感器的检测端，所述转动块远离所述压力座的一端穿过所述缺口槽。

9、通过采用上述技术方案，摆角检测传感器用于检测摆臂的摆动角度，以便于后续监测执行气缸是否出现因长时间作业而出现故障，或因摆臂自身损毁原因以致摆臂未摆动到指定角度的情况，从而实现对执行气缸和摆臂的故障监测的目的；压力座用于将压力连接座限位在气缸安装座和压力连接座之间的位置转动块用于实现气缸安装座与压力连接座的转动连接效果，便于实现执行气缸的底部转动式安装效果。

10、本技术在一较佳示例中：所述转动块穿出所述缺口槽的一端开设有转动通孔，所述气缸安装座包括安装支座和限位螺母；所述安装支座的底端固定设于所述安装座，所述安装支座的顶端穿过所述转动通孔并与所述限位螺母连接；所述摆辊轴的相对两端分别转动连接有摆辊安装座，所述摆辊安装座远离所述摆辊轴的一端与所述安装座连接。

11、通过采用上述技术方案，转动块通过转动通孔与安装支座实现转动式安装，从而气缸安装座和压力连接座实现转动式安装，安装支座用于为气缸安装座提供安装支撑作用，且气缸安装座和压力连接座通过限位螺母实现可拆卸式安装，便于安装或拆卸气缸安装座、执行气缸和压力传感器组件，操作较便捷。

12、本技术在一较佳示例中：还包括气缸输出连接板和限位螺杆；所述气缸输出连接板与所述执行气缸连接，所述气缸输出连接板开设有连通孔；所述摆臂开设有连接通孔；所述气缸输出连接板通过所述限位螺杆穿过所述连通孔、所述连通孔与所述摆臂螺纹连接；所述摆臂对应所述气缸输出连接板的位置凹设有弧形槽。

13、通过采用上述技术方案，气缸输出连接板通过限位螺杆与摆臂实现可拆卸式螺纹连接，便于拆卸组装维修；执行气缸通过气缸输出连接板驱使摆臂以摆辊轴为支点进行摆动；摆臂的弧形槽用于在执行气缸通过气缸输出连接板移动时，为气缸输出连接板提供更大的位移空间，安装结构较紧凑、美观。

14、本技术在一较佳示例中：还包括激光测距模块和反光条，所述激光测距模块安装于所述压力安装板，所述激光测距模块的检测端朝向所述反光条，所述反光条设于所述气缸输出连接板；所述张力控制机构与所述激光测距模块连接。

15、通过采用上述技术方案，执行气缸驱使输出轴伸出或缩回移动时，同步带动气缸输出连接板和反光条进行伸出或缩回移动，此时激光测距模块通过反光条反射的激光的时间差，得到不同距离下的指定气缸的输出轴行程数据；从而实现对执行气缸的输出轴输出行程进行监测的目的。

16、第二方面，本技术的发明目的采用如下技术方案实现：

17、一种张力摆辊的控制方法，应用于如上所述的一种张力摆辊，控制方法包括：

18、所述张力控制机构基于获取的张力控制检测指令，控制执行气缸驱使摆臂摆动至指定的角度；

19、在所述执行气缸驱使所述摆臂摆动时，所述张力控制机构获取所述压力传感器组件采集的压力检测数据；并基于所述压力检测数据进行计算得到当前的卷材张力数据；

20、所述摆角检测件在摆臂摆动时，采集摆臂当前的摆动角度并输出摆角检测数据至所述张力控制机构。

21、通过采用上述技术方案，张力控制检测指令为用户通过张力控制机构或与张力控制机构的用户终端输入的、用于检测和调节控制张力摆辊对卷材的张力的指令；在需要调节卷材加工设备的卷材张力时，张力控制机构控制执行气缸的输出轴伸出或缩入，使得执行气缸的输出端带动摆臂摆动摆辊过辊将卷材拉紧或松弛，以便于实现调节卷材张力的目的，同时在摆臂带动摆辊过辊摆动的过程中，压力传感器组件实时检测执行气缸所受的摆臂和摆辊过辊给予的压力，张力控制机构基于压力传感器组件所检测得到的压力检测数据再进行计算可得到卷材当前所受的张力数据（即卷材张力数据）；在实际应用时，压力传感器组件相比于张力传感器的安装数量少，价格较便宜，因而进一步达到了降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本的效果。

22、进一步地，为便于提高对执行气缸在作业过程中的作业控制精度，对执行气缸在作业过程中的摆角进行检测，得到输出至张力控制机构的摆角检测数据，以实现对执行气缸进行作业监测和作用精度监测的目的，有利于保障张力摆辊的作业张力调节精度。

23、本技术在一较佳示例中：所述控制方法还包括：

24、所述张力控制机构基于当前加工的卷材关联对应的卷材标识；并根据所述卷材标识将卷材加工过程中的不同的压力检测数据、对应的摆角检测数据发送至预设的张力监测判断模型；

25、在预设的张力监测判断模型中，基于不同的压力检测数据识别并获取对应的摆臂角度阈值；判断所述摆角检测数据是否位于对应的摆臂角度阈值内，得到角度判断结果；

26、当摆臂的某一摆角检测数据未在对应的摆臂角度阈值时，获取该摆角检测数据对应的摆角安装位置信息；基于该摆角检测数据对应的卷材标识和摆角安装位置信息，生成信息提示指令并发送至预设的用户终端。

27、通过采用上述技术方案，卷材标识为卷材的加工产品信息标识，具有卷材加工的张力信息识别功能；具体地，张力控制机构实时检测压力传感器的压力检测数据和摆角检测件的摆角检测数据；为监测张力摆辊在长时间的加工作业后，是否还能保持较好的张力控制精度、且在张力摆辊出现控制误差时进行及时提示预警；本技术通过张力检测判断模型，将执行气缸传递给压力传感器的压力检测数据与摆臂的摆臂角度阈值进行关联对应，由于执行气缸在驱使摆臂摆动处于不同的摆臂角度时，压力传感器也会输出不同的压力检测数据，摆臂角度阈值是当执行气缸传递给压力传感器处于不同的压力检测数据时，执行气缸驱使摆臂摆动的正常角度阈值，通过摆角检测数据输出摆臂被执行气缸摆动时、当前的摆臂角度值，再将当前的摆角检测数据与摆臂角度阈值进行数值大小比对，以便于监测摆臂的摆动角度是否摆动到位。

28、当监测到摆臂的某一摆角检测数据未在对应的摆臂角度阈值内时，则表征摆臂的摆动角度不正常，存在摆动角度偏大或偏小的缺陷，即存在张力摆辊对卷材的张力控制精度的情况，此时将对应的卷材标识和摆角安装位置信息发送至用户终端，以便于及时提示用户采取检修或摆臂控制参数调整的处理措施；有利于张力摆辊对卷材的张力控制精度。

29、本技术在一较佳示例中：还包括激光测距模块，所述当摆臂的某一摆角检测数据未在对应的摆臂角度阈值时，获取该摆角检测数据对应的摆角安装位置信息之后，还包括：

30、所述张力控制机构基于所述摆角安装位置信息识别对应的激光测距模块，生成信息检测指令并发送至对应的激光测距模块；

31、所述激光测距模块基于接收到的信息检测指令，检测执行气缸的输出轴的输出行程，得到当前的输出轴行程信息；

32、所述张力控制机构向用户终端发送参数输入的文本框，并从文本框中获取用户终端输入的气缸输出调整参数；

33、所述张力控制机构基于所述气缸输出调整参数发出调整指令至执行气缸，所述执行气缸基于所述气缸输出调整参数调整输出轴的输出行程。

34、通过采用上述技术方案，当摆臂的某一摆角检测数据未在对应的摆臂角度阈值时，为便于将摆臂的摆动角度摆动到位，本技术采用发出文本框的气缸输出调整参数的气缸输出轴的主动调整模式，以便于将摆臂的摆动角度控制在指定的摆动角度；张力控制机构通过摆角安装位置信息获取对应的执行气缸和对应的激光测距模块，并生成信息检测指令发送至可能存在故障的执行气缸对应的激光测距模块，使得激光测距模块基于信息检测指令，实时检测执行气缸的输出轴的当前输出行程，以得到当前的输出轴行程信息；然后张力控制机构通过向用户终端输出文本框的形式，获取用户终端输入的执行气缸输出轴的气缸输出调整参数，接着执行气缸基于张力控制机构的调整指令启动调整自身输出轴的输出行程，以便于对摆臂摆动角度进行检测和精确控制。

35、本技术在一较佳示例中：所述激光测距模块基于接收到的信息检测指令，检测执行气缸的输出轴的输出行程，得到当前的输出轴行程信息之后，还包括：

36、所述张力控制机构基于当前的输出轴行程信息，计算对应的摆角检测数据达到摆臂角度阈值时，该执行气缸所需调整的最小输出轴行程差值；

37、依据预设的判断规则将所述最小输出轴行程差值与极限行程差值进行比较；

38、在所述最小输出轴行程差值小于极限行程差值时，所述张力控制机构向对应的执行气缸输出自动调整指令；

39、在所述最小输出轴行程差值大于或等于极限行程差值时，所述张力控制机构向用户终端发送更换提示信息。

40、通过采用上述技术方案，通过比对最小输出轴行程差值与极限行程差值的大小，从而张力控制机构判断采用输出自动调整指令的方式还是发送更换提示信息的方式；具体地，当最小输出轴行程差值小于极限行程差值时，表征此时执行气缸的输出轴还有调整空间，张力控制机构通过输出自动调制指令的方式，控制执行气缸的输出轴伸出或缩入调整，以将摆臂的摆动角度调整会正常的摆臂角度阈值内，便于保障张力摆辊对卷材的张力控制精度；当最小输出轴行程差值大于或等于极限行程差值时，表征此时执行气缸的控制性能下降严重，不存在调整空间，需要更换执行气缸，此时通过给用户终端发送更换提示信息的方式，提示用户终端连接的工作人员及时更换该执行气缸，便于及时采取维护措施。

41、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

42、1. 区别于现有的张力传感器，本技术在摆辊过辊上增设了压力传感器组件的方式进行张力检测，且通过摆辊过辊组件和摆臂带动摆辊过辊进行摆动，以调节卷材所受的张力，从而有利于降低卷材加工设备的辊的安装数量，同时节省了卷材加工设备所占空间，有利于降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本；具体地，在需要调节卷材加工设备的卷材张力时，张力控制机构控制执行气缸的输出轴伸出或缩入，使得执行气缸的输出端带动摆臂摆动摆辊过辊将卷材拉紧或松弛，以便于实现调节卷材张力的目的，同时在摆臂带动摆辊过辊摆动的过程中，压力传感器组件实时检测执行气缸所受的摆臂和摆辊过辊给予的压力，张力控制机构基于压力传感器组件所检测得到的压力检测数据再进行计算可得到卷材当前所受的张力数据；在实际应用时，压力传感器组件相比于张力传感器的安装数量少，价格较便宜，因而进一步达到了降低卷材加工设备的张力检测成本和张力调节控制成本的效果；

43、2. 压力传感器用于检测执行气缸输出气体，驱使摆臂带动摆辊过辊移动时、摆辊过辊和摆臂给予自身的压力；压力限位板用于将压力传感器和压力连接座限位在压力安装板上，压力限位板用于将压力传感器限位在缺口槽内的位置，同时压力传感器的检测端检测压力连接座所传递的力矩；压力连接座用于将整个压力传感器组件与安装座连接；从而便于将整个压力传感器组件转动式安装于安装座的指定位置；

44、3. 当摆臂的某一摆角检测数据未在对应的摆臂角度阈值时，为便于将摆臂的摆动角度摆动到位，本技术采用发出文本框的气缸输出调整参数的气缸输出轴的主动调整模式，以便于将摆臂的摆动角度控制在指定的摆动角度；张力控制机构通过摆角安装位置信息获取对应的执行气缸和对应的激光测距模块，并生成信息检测指令发送至可能存在故障的执行气缸对应的激光测距模块，使得激光测距模块基于信息检测指令，实时检测执行气缸的输出轴的当前输出行程，以得到当前的输出轴行程信息；然后张力控制机构通过向用户终端输出文本框的形式，获取用户终端输入的执行气缸输出轴的气缸输出调整参数，接着执行气缸基于张力控制机构的调整指令启动调整自身输出轴的输出行程，以便于对摆臂摆动角度进行检测和精确控制。