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大型同步带测长机及控制系统简介

闫传新 ,萧进德
(青岛化工学院 ,山东   青岛  266042)


摘   要:本文介绍了大型同步带测长机的基本结构和工作原理、 主要性能及测量方法 ,同时还对控制系统的控制软件和画面功能作了较为详细的介绍。
关键词:同步带;测长机;控制系统

 

  同步带作为一种应用广泛的传动带 ,其规格种类愈来愈多 ,近几年来 ,随着高科技的广泛应用和推广 ,我国的橡胶工业又有了较大的发展 ,在橡胶制品需求与日俱增的今天 ,广大用户对橡胶制品的质量提出了更高的要求。因此 ,保证同步带的产品质量 ,是每一个生产厂家迫在眉睫的措施 ,其重要手段是检测设备的更加完善和实用 ,青岛宜利达工业公司生产的DHT - 4000 型同步带测长机是就同步带的跳动误差同步带节线长度误差来判断同步带质量的测量设备 ,它根据测量结果来判断同步带是否符合相关的标准要求 ,以此来判定是 “合格” 还是 “不合格” 。该机同样适用于其它传动带的测量 ,例如:V 带、 多楔带等新型传动带的长度及偏差测量 ,在传动带生产过程中 ,该机是确保各种传动带产品质量、 提高产品合格率的必备设备之一。
1   基本结构和工作原理
1. 1   机架
该机主要由机架、 两个直径相等的带轮、 张紧装置、 中心距测量及控制系统等部分组成(见图 1) 。机架用于支撑其它各部分 ,机架顶面是导轨和丝杠。张紧装置和中心距测量装置可沿此轨道左右移动 ,机架用地脚螺丝牢固地固定在地板上。

同步带测长机基本结构


图 1   测长机基本结构
1 - 机架;2 - 中心距测量装置;3 - 张紧装置;4 - 带轮;5 - 控制系统
1. 2   中心距测量装置
此装置安装在机架侧面 ,其数据读出头分别与两个带轮装置相联 ,带轮分别由减速电机和气缸驱动 ,两带轮可以各自自由转动和移动 ,两带轮装置都有各自的固定原点 ,其原点间的长度是一个定值常数 ,其中一个带轮根据同步带的规格长度可以调整 ,以适应不同长度的同步带测量 ,另一个带轮则由气缸带动 ,并由张紧装置作用于此 ,以便测量同步带的跳动误差。

1. 3   张紧装置
张紧装置由气缸驱动 ,便于同步带的安装 ,并通过标准重砣使同步带张紧。
1. 4   带轮
该装置配有与不同型号的同步带相配的成套标准带轮 ,测量不同型号的同步带时 ,可以方便迅速地更换相应的带轮。
1. 5   控制系统
控制系统是该机的核心。它负责数据的采集、计算、 处理、 报表生成、 结果判断和动作控制。它由光栅尺、 PLC、 PC机、 显示器、 打印机、 电机和外部检测信号等组成。控制原理图见图 2。

 

同步带测长机控制原理图
 

2   技术参数
(1)被测同步带长度范围:160mm - 4000mm ;
(2)长度测量误差: ±0. 02mm ;
(3)跳动误差: ±0. 02mm ;
(4)长度测量重复性误差: ±0. 02mm ;
(5)同步带带轮运行速比:i = 17 ;
(6)总功率:0. 87kw ;
(7)气源:6bar ;
3   工作步骤
第一次通电工作时 ,启动调整电机向左 ,使带轮间的中心距达到最小 ,也就是使该带轮装置经过它的原点 ,停机后 ,再向相反的方向移动 ,移动距离根据所测同步带的长度而定 ,然后停机锁紧 ,目的是为了防止在不通电的情况下有人移动该带论 ,PLC无法记忆该位置。这些工作完成后 ,就可进行测量:踏脚踏开关 ,使另一个带轮缩回 ,并通过其原点 ,上带 ,启动带轮电机 ,适时测量结果会在显示器上显示 ,转动数圈后 ,自动停机 ,并将测量数据保存 ,必要的话可以随机打印出来。
4   计算和判定方法
(1)实测中心距 =实测右轮移动长度 +实测左轮移动长度的平均值 +常数
(2)实测长度 =实测中心距 ×2 +带轮周长
(3)实测中心距误差 =实测中心距最大值 — 实测中心距最小值
(4)实测长度误差 =实测长度 — 标准长度
(5)判定方法
允许长度误差上限 ≤ 实测长度误差 ≤ 允许长度误差下限;并且实测中心距误差 ≤ 允许中心距误差 ,则判定为合格否则判定为不合格。
5   控制系统说明
5. 1   控制软件
本系统采用在 PC 机上建立工业控制对象 ,及人机接口的一种智能软件作为开发软件 ,它以 Win2dows98 Window NT4. 0 中文操作系统作为其操作平台 ,充分利用了 Windows 图形功能完备、 界面一致性好的特点 ,通过实时数据库管理从工业控制对象采集来的各个数据 ,完成计算并把数据的变化用动画和表格的方式形象地显示出来 ,同时完成报警、记录、 报表、 说明等功能。


5. 2   画面功能说明
(1)开始画面是本系统的起始画面 ,通过选择不同的按钮可以进入不同的工作画面。
(2)运行画面是本系统的核心画面 ,具有动画显示功能 ,可以动态模拟整个设备的动作过程 ,并实时显示两个带轮的位置。实测长度和误差、 实测中心距和误差、 判定结果、 采样次数和测量日期分别以表格的形式实时显示 ,而且还具有传动带名称、 同步带型号规格、 批号、 所加载荷值、 带轮周长、 标准长度、 允许长度误差、 标准中心距、 允许中心距误差、 操作员及工号的设定输入。
(3)报表打印画面用来进行数据打印操作和数据管理。当输入任意序号后 ,按查看数据按钮 ,就能够将该序号下的所有设定和实测数据显示出来:这时如果再按下打印按钮 ,就能够将该同步带的数据打印出来。实时打印被启动后 ,每测量完一条带子 ,打印机就会自动启动 ,并将该带子的数据立即打印出来。数据刷新按钮是用来帮助管理数据库的必备功能按键。
(4)报警画面能够将测量过程中出现的故障进行记录并显示出来。
(5)操作说明画面时刻给予操作者帮助和提示。
(6)公司简介画面提供了各种供求信息。
5. 3   可编程序控制器(PLC)
PLC负责数据的采集和外围信号及电机的控制动作 ,并将数据和动作信号与 PC 机进行数据交换。它的主要特点是抗干扰能力强 ,运行可靠 ,便于维修和维护。本设备采用的是日本三菱公司刚推出不久的 FX2N 系列 PLC ,其高速计数器频率最高能够达到 60 K,并且功能比较完备和强大 ,这样大大提高了本设备的可靠性和性能。PLC 接线图见图 3。

同步带测长机的PLC接线图

以下是 PLC的地址分配情况:
(1)输入:
X0 ----A          X10 ----调整电机停止
X1-- --B                X11 ----带轮电机启动
X2--- -Z  左轮检测            X12 --- -带轮电机停止
X3 ----A                            X13----左限位
X4 ----B                           X14 ----右限位
X5 ----Z  右轮检测           X15 -----加载检测
X6 ----带轮旋转圈数检测     X16----上带脚踏开关
X7--2调整电机启动
(2)输出:
Y0----调整电机正转     Y1----调整电机反转
Y2----带轮电机                 Y3----合格指示
Y4 ----不合格指示            Y5-----故障报警
Y6---   气阀

6   结束语
该机作为一台检测设备 ,控制精度高 ,使用范围和测量范围广 ,运行可靠 ,操作简便 ,动画界面形象逼真 ,该机在宁波捷豹同步带有限公司应用 ,得到满意的效果。作为同步带生产厂家必备的检测设备 ,有助于生产厂家的质量控制和自我加压 ,也便于为同步带用户提供真实、 完善的检测数据 ,只有达到了用户的要求 ,才能在竞争中立于不败之地。

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