УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ МАТЕРИАЛА В РУЛОНЕ Российский патент 1997 года по МПК G01B7/04 

Изобретение относится к средствам измерения и может быть использовано в текстильной и легкой отраслях промышленности для измерения длины материалов в рулоне.

Известно устройство (А.С. СССР N 1557449, кл. G 01 B 7/02), содержащее два пневматических транспортирующих валика, привод, измерительный диск и систему считывания, преобразования и обработки информации.

Недостатком этого устройства являются разные условия взаимодействия поверхности пневматических транспортирующих валиков с материалом по его ширине вследствие особенностей геометрических характеристик эластичных органов, образующихся посредством избыточного давления. Отсутствие механизма коррекции разной величины проскальзывания материала ограничивает технологические возможности устройства и генерирует одну из составляющих погрешностей измерения длины.

Известно устройство (А. С. СССР N 1180679, ел. G 01 B 7/04, 1982 г. - прототип), содержащее узел нанесения меток, который выполнен в виде ванночки с электролитом и смачивающими валиками, вала, кинематические связанного с транспортирующим узлом, установленным на валу несущего рычага, а датчики считывания выполнены в виде двух электропроводных пластин.

Недостатком этого устройства является загрязнение материала в процессе измерения, расход электролита, конструктивная сложность узла нанесения меток и его низкая надежность. Кроме того, нанесение метки из электролита создает растекающееся пятно, что снижает точность коррекции ошибки измерения, а узел считывания меток конденсаторного типа требует сложной схемы измерения и преобразования информации.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности устройства и точности измерения длины материала в рулоне.

Цель достигается тем, что механизм коррекции результатов текущих измерений выполнен в виде сектора с направляющим пазом, эквидистантным поверхности измерительного барабана, с ограничителем и отбойником, установленным по ходу движения на участке подъема измеряемого материала, маятника с флажком, установленным в направляющем пазу сектора между ограничителем и отбойником с возможностью перемещения, постоянного магнита, встроенного в тело измерительного барабана заподлицо с его поверхностью и предназначенного для взаимодействия с маятником, и двух оптоэлектронных датчиков, расположенных вне направляющего паза сектора между отбойником и ограничителем.

На фиг. 1 показана структурно-кинематическая схема устройства; на фиг. 2 пооперационная схема работы механизма коррекции; на фиг. 3 узел механизма коррекции.

Устройство содержит электродвигатель 1, муфту 2, червячный редуктор 3, клиноременные передачи 4 и 5, барабаны наката 6 и 7, измерительный диск 8, механизм задания и считывания эталонного значения длины 9. Механизм задания и измерения эталонной длины состоит из дуги окружности, конструктивно определяемой углом α_o, двух оптоэлектронных пар 19 и 20, направляющих 10 и 11, образующих продольный паз, в котором расположен с возможностью свободного перемещения в пределах отбойника 13 и нижнего ограничителя 29 маятник 12, приводимый в движение постоянным магнитом 27, вмонтированным в тело барабана 7 заподлицо с его рабочей поверхностью. Кривизна поверхности направляющих 10 и 11 эквидистанта наружной поверхности барабана наката 7.

Маятник 12 состоит из магнитопроводящей пластины 15, выполняющей функции воспроизводимой метки на движущейся ткани, немагнитной изолирующей прокладки 16 и флажка 17.

Схема считывания и обработки информации о перемещении (длине) ткани состоит из оптопары 18 для считывания угловых перемещений приводного барабана наката 7, блока управления 21, регистра динамической коррекции 22, регистра записи текущего значения длины 23, микропроцессора, состоящего из двух блоков 24 и 25 и регистратора 26 записи откорректированного значения длины рулона.

Устройство работает следующим образом.

При включении в работу электродвигателя 1 посредством муфты 2, червячного редуктора 3 и клиноременных передач 4 и 5 вращательное движение передается барабаном наката 6 и 7.

Наматываемый на скалку рулонный материал 28 при своем движении огибает приводной барабан 7. Поверхности барабанов 6 и 7 являются одновременно опорой и приводом вращения скалки с материалом под действием сил трения, возникающих на поверхностях контакта рулона и барабана.

В начале работы устройства маятник 12 механизма коррекции 9 находится в исходном положении в самой нижней части криволинейных направляющих 10 и 11. При вращении барабана 7 встроенный в его тело постоянный магнит 27, попадая в зону расположения магнитопроводящей пластины 15 маятника 12 (см. фиг. 2а), взаимодействует и сцепляется одновременно с ней и движущимся материалом. Система материал-маятник начинает синхронно вращаться совместно с барабаном наката 7. В этом режиме работы устройства перемещение маятника 12 отражает истинное значение длины ткани, которое при отсутствии этих условий транспортирования отличается от окружных перемещений точек поверхности барабана вследствие возможного проскальзывания, разнотолщинности и деформации движущегося материала. Сцепление ткани с барабаном 7 и пластиной 15 по сути означает периодическое нанесение воспроизводимой метки на материале и перевод системы на прямой метод измерения длины рулона.

При попадании флажка 12 в зону действия оптопары 19 начала эталонной меры длины на вход блока управления 21 подается импульс, по которому блок 21 выставляет сигналы, обнуляющие регистр динамической коррекции 22 и разрешающие прохождение импульсов от датчика длины 18 на вход регистра 22. Одновременно импульсы от датчика длины 18 подаются на вход регистра текущего значения длины 23, в котором хранится текущий результат.

Импульсы от датчика 18 соответствуют считанному углу поворота барабана 7 и, следовательно, определенному перемещению материала. Маятник 12, пройдя эталонное значение дуги L₀, попадает в зону действия оптопары 20 (см. фиг. 2в), подающей на вход блока управления импульс, по которому блок 21 формирует сигнал, запрещающий прохождение импульсов от датчика длины 18 на вход регистра динамической коррекции 22. Таким образом, в регистре 22 хранится код числа импульсов с датчика длины 18, соответствующей углу поворота барабана α_o и перемещению материала на эталонную длину L₀. Этот код подается на первый вход блока 24, на второй вход которого перед началом измерения заносится код эталонной меры длины. Блок 24 реализует зависимость

где L₀ эталонная мера длины;
n_к количество импульсов с датчика длины 18, записанное в регистр 22 за период времени, соответствующий прохождению маятником эталонной длины;
K_д коэффициент динамической коррекции.

Код значения K_д с выхода блока 24 подается на один из входов блока 25, на другой вход которого с выхода 23 подается код текущего значения длины материала. Блок 25 реализует зависимость
L_т K_дn_т,
где n_т количество импульсов с выхода датчика длины 18, соответствующее текущему значению длины материала;
L_т скорректированное значение длины.

Значение L_т с выхода блока 25 подается на регистратор 26. Таким образом, за каждый цикл прохождения маятником 12 эталонной меры длины L₀ происходит корректирование текущего значения длины материала, наматываемого в рулон.

Дальнейший поворот барабана 7 вызывает смещение пластины 15 относительно поверхности движущейся ткани и барабана за счет воздействия отбойной пластины 13 (см. фиг. 2г).

Это смещение нарушает взаимодействие маятника 27 с маятником 12, который под действием собственного веса скатывается в исходное положение, определяемые ограничителем 29 (см. фиг. 2д). Следующий оборот барабана 7 выедет к повторению цикла работы всех исполнительных элементов устройства.

Использование: измерение материала в рулоне. Сущность: устройство состоит из измерительного барабана, привода, узла считывания и записи информации, механизма коррекции текущих измерений по заданной эталонной длине. Механизм коррекции текущих измерений включает в себя сектор с ограничителем и отбойником, установленный по ходу движения материалов, маятник и флажок. Маятник и флажок установлены в направляющем пазу с возможностью перемещения посредством взаимодействия с движущимся магнитом, встроенным в тело измерительного барабана. Оптоэлектронные датчики, определяющие эталонную длину, расположены вне направляющего паза сектора между отбойником и ограничителем. 3 ил.

Устройство для измерения длины материала в рулоне, содержащее измерительный барабан, привод измерительного барабана, узел считывания информации о длине ткани, связанный с измерительным барабаном, механизм коррекции результатов текущих измерений по эталону длины, регистратор записи откорректированного значения длины, связанный с узлом считывания информации и механизмом коррекции, отличающийся тем, что механизм коррекции результатов текущих измерений включает в себя сектор с направляющим пазом, эквидистантным поверхности измерительного барабана, с ограничителем и отбойником, установленным по ходу движения на участке подъема измеряемого материала, маятник с флажком, установленный в направляющем пазу сектора между ограничителем и отбойником с возможностью перемещения, постоянный магнит, встроенный в тело измерительного барабана заподлицо с его поверхностью и предназначенный для взаимодействия с маятником, и два оптоэлектронных датчика, расположенные вне направляющего паза сектора между отбойником и ограничителем.