[发明专利]一种基于电机扭矩的恒张力控制系统

权利要求书

1.一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，包括底箱(1)，所述底箱(1)的顶部固定连接有传送箱(2)，其特征在于：所述传送箱(2)内表面顶部的左侧转动连接有卷料卷筒(3)，所述卷料卷筒(3)中心轴的后端贯穿传送箱(2)并延伸至传送箱(2)的背面，且卷料卷筒(3)中心轴的后端固定连接有第一带轮(4)，所述传送箱(2)的背面且位于第一带轮(4)的下方固定连接有固定架(5)，所述固定架(5)的正面固定连接有编码器(6)，所述编码器(6)转轴的后端固定连接有小带轮，且第一带轮(4)与小带轮的表面之间通过第一皮带(7)传动连接，所述传送箱(2)内壁的前后两侧之间从左到右依次转动连接有第一胶辊(8)和第二胶辊(9)，所述第一胶辊(8)和第二胶辊(9)的后端均贯穿传送箱(2)并延伸至传送箱(2)的背面，且第一胶辊(8)和第二胶辊(9)的后端分别固定连接有第一从动带轮(10)和第二从动带轮(11)，且第一从动带轮(10)和第二从动带轮(11)的表面之间通过第二皮带(12)传动连接；

所述传送箱(2)内壁的后侧固定连接有伺服电机(13)，所述伺服电机(13)输出轴的后端贯穿传送箱(2)并延伸至传送箱(2)的背面，且伺服电机(13)输出轴的后端通过扭矩传感器固定连接有驱动带轮(14)，所述第二从动带轮(11)为双槽带轮，且第二从动带轮(11)前侧卡槽的表面与驱动带轮(14)的表面之间通过第三皮带(15)传动连接，所述传送箱(2)的背面且位于第二皮带(12)的内侧滑动连接有张紧轮机构(16)，且张紧轮机构(16)内张紧轮的表面与第二皮带(12)上半部分的底部滚动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，其特征在于：所述传送箱(2)顶部的中间固定连接有透明罩(17)，所述透明罩(17)与传送箱(2)顶部的右侧之间固定连接有升降管(18)，所述升降管(18)前后两侧之间滑动连接有滑套(19)，所述滑套(19)的右侧贯穿升降管(18)，且升降管(18)的前后两侧均开设有与滑套(19)相适配的滑槽(20)。

3.根据权利要求2所述的一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，其特征在于：所述升降管(18)内表面的上下两侧之间转动连接有丝杆(21)，所述滑套(19)的右侧且位于升降管(18)的内部固定连接有螺纹套(22)，且螺纹套(22)的内表面与丝杆(21)的表面螺纹连接，所述丝杆(21)的顶端贯穿升降管(18)的顶端并延伸至升降管(18)的上方，且丝杆(21)的顶端固定连接有手轮(23)。

4.根据权利要求2所述的一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，其特征在于：所述滑套(19)的顶部且位于升降管(18)的左侧固定连接有托架(24)，且托架(24)的内部固定连接有电动伸缩杆(25)，所述电动伸缩杆(25)的前端固定连接有激光打标机(26)，所述透明罩(17)内壁的前后两侧之间且位于激光打标机(26)激光头正下方的左右两侧均转动连接有转向轮(27)，且卷料卷筒(3)上卷料的表面依次与第二胶辊(9)、转向轮(27)和第一胶辊(8)的表面传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，其特征在于：所述传送箱(2)的右侧开设有卷料出口，所述传送箱(2)的右侧与底箱(1)的顶部之间且位于卷料出口的下方固定连接有出料架(28)，所述底箱(1)顶部的右前侧固定连接有启动按钮(29)，所述传送箱(2)正面的下方铰接有引导箱门(30)。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种基于电机扭矩的恒张力控制系统，其特征在于：该基于电机扭矩的恒张力控制系统应用于激光打标行业。

7.一种基于电机扭矩的恒张力控制系统的操作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一：先摇动手轮(23)使丝杆(21)转动，进而利用螺纹套(22)带动滑套(19)上升，进而通过托架(24)带动电动伸缩杆(25)与激光打标机(26)上升，然后将卷料卷筒(3)表面的打印纸拉出，然后打开引导箱门(30)，手从引导箱门(30)处或从上方伸进传送箱(2)内，引导打印纸依次穿过第二胶辊(9)、转向轮(27)和第一胶辊(8)，直至从卷料出口拉出，然后关上引导箱门(30)，再反向摇动手轮(23)，将电动伸缩杆(25)与激光打标机(26)下降至原来高度；

步骤二：打印时，将编码器(6)、伺服电机(13)、扭矩传感器、电动伸缩杆(25)和激光打标机(26)均连接同一电脑以及启动按钮(29)，并将启动按钮(29)接入主电路，在电脑上设置伺服电机(13)的恒定扭矩值T，通过启动按钮(29)启动设备工作，伺服电机(13)带动驱动带轮(14)转动，利用第三皮带(15)带动第二从动带轮(11)转动，进而使第二胶辊(9)转动，同时利用第二皮带(12)带动第一从动带轮(10)转动，使第一胶辊(8)同步转动，将卷料拉出，同时电动伸缩杆(25)控制激光打标机(26)的前后移动，激光打标机(26)对卷料进行激光打印；

步骤三：打印过程中，卷料被拉出，卷料卷筒(3)带动第一带轮(4)转动，并利用第一皮带(7)带动编码器(6)的轴转动，编码器(6)进行计数，并将数据传输至电脑，通过编码器(6)反馈计算出当前卷料的角速度为：

V＝(N1–N2)/t；

其中N1为当前编码器(6)的值，N2上一次编码器(6)的值，t为两次采集的时间间隔，然后计算出当前卷料的剩余半径为：

R＝S/V；

其中S为第一带轮(4)的线速度，为系统给定值，在卷料的剩余半径趋近与0，即卷料将用完时，系统进行警示，且当卷料直径变化时，电脑控制伺服电机(13)的速度根据卷料直径自适应变化，保持整个系统的张力恒定。