一種測(cè)速與計(jì)量裝置及使用該裝置的混合系統(tǒng)、混合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用單路脈沖反饋的測(cè)速與計(jì)量裝置及使用該裝置的混合系統(tǒng)、混合方法，尤其適用于聚氨酯設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在聚氨酯制品工藝中，需要將多種不同的組料按照要求的配比進(jìn)行混合，分別將每種組料注入到混合容器后，繼續(xù)后續(xù)的工序。對(duì)各組料的計(jì)量越準(zhǔn)確，產(chǎn)品(鞋)的各項(xiàng)性能指標(biāo)越優(yōu)良。
[0003]一直以來，聚氨酯設(shè)備用來測(cè)速的方式不是用昂貴的編碼器就是用簡(jiǎn)單的脈沖方式。前者雖能測(cè)得比較精確的數(shù)據(jù)，但所使用的編碼器價(jià)格很高，而且裝配門檻極高，一旦疏忽就會(huì)損壞昂貴的編碼器造成很大損失。后者使用簡(jiǎn)單電感類傳感器甚至機(jī)械類開關(guān)來捕捉脈沖信號(hào)，經(jīng)過簡(jiǎn)單的運(yùn)算得出數(shù)據(jù)，這種方法不僅精度差、穩(wěn)定度差，而且在轉(zhuǎn)速稍高的情況下會(huì)少捕或捕捉不到脈沖信號(hào)，造成很大的控制失誤，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在的要求。
[0004]現(xiàn)有的計(jì)量泵計(jì)量控制的方式都是用時(shí)間來進(jìn)行計(jì)量控制，一旦計(jì)量泵轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，就需要重新進(jìn)行取樣校正，既不方便操作、計(jì)量控制精度又得不到很好的保證。
[0005]如果使用流量計(jì)計(jì)量，在一些如鞋類、化工、醫(yī)藥等需要高精度計(jì)量控制的行業(yè)，就必須使用價(jià)格非常昂貴的進(jìn)口流量計(jì)，大大增加了生產(chǎn)成本，而且一些計(jì)量對(duì)象介質(zhì)也不適用流量計(jì)，在技術(shù)日新月異的現(xiàn)在制約了高技術(shù)設(shè)備的推廣與使用。
[0006]使用上述技術(shù)進(jìn)行測(cè)速及計(jì)量，存在著諸多不足，用此類技術(shù)生產(chǎn)的鞋類產(chǎn)品性能質(zhì)量往往達(dá)不到要求。甚至連國(guó)外的鞋機(jī)生產(chǎn)商如德斯瑪，還在使用人工調(diào)整混合比例，計(jì)量用時(shí)間來控制的方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不符合現(xiàn)今技術(shù)趨勢(shì)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種利用單路脈沖反饋的測(cè)速與計(jì)量裝置，利用計(jì)量泵，通過對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸的精確測(cè)速，對(duì)組料進(jìn)行高精度計(jì)量，特別適用于聚氨酯設(shè)備。所述計(jì)量裝置包括同步脈沖盤、計(jì)量泵、測(cè)速傳感器和控制器，其中，同步脈沖盤為圓盤狀，由圓盤中心向外周輻射設(shè)置有等距排列的多個(gè)齒條，將脈沖盤N等分，各齒條之間形成有空隙，同步脈沖盤通過位于其中心的軸固定在需要測(cè)速的計(jì)量泵的泵軸上，與泵軸保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)；測(cè)速傳感器對(duì)同步脈沖盤進(jìn)行測(cè)速，根據(jù)同步脈沖盤上設(shè)置的齒條和空隙，同步脈沖盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一周可以產(chǎn)生N個(gè)脈沖信號(hào)；控制器實(shí)時(shí)接收來自測(cè)速傳感器的脈沖信號(hào)，同時(shí)記錄接收時(shí)間，計(jì)算計(jì)量泵泵軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而根據(jù)計(jì)量泵的一周排量和當(dāng)前需要完成的總排量，確定泵軸的旋轉(zhuǎn)周數(shù)，并得到完成總排量所需的脈沖數(shù)，對(duì)計(jì)量泵的出料閥控制，當(dāng)達(dá)到所需脈沖數(shù)時(shí)使出料閥立即關(guān)閉。
[0008]特別的，所述計(jì)量裝置尤其適用于聚氨酯設(shè)備的混合的各組料的計(jì)量，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵的泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，測(cè)速傳感器采用光電耦合器，將同步脈沖盤的外周插入到光電耦合器的測(cè)量凹槽內(nèi)。
[0010]此外，同步脈沖盤由薄鋼板沖壓而成，特別適用于聚氨酯設(shè)備中。
[0011]本發(fā)明還提供一種多組料的混合系統(tǒng)，使用多個(gè)上述測(cè)速與計(jì)量裝置分別對(duì)每種組料進(jìn)行計(jì)量后，再進(jìn)行混合。
[0012]本發(fā)明還提供一種用于上述混合系統(tǒng)的混合方法，包括以下步驟:
[0013]步驟一，在需要混合的多種組料中選擇一種基準(zhǔn)組料；
[0014]步驟二，根據(jù)混合的基準(zhǔn)組料的重量和基準(zhǔn)組料計(jì)量泵的以克為單位的每圈的排量PB，得到所需基準(zhǔn)組料計(jì)量泵運(yùn)行的脈沖等份數(shù)量MB ；
[0015]步驟三，在基準(zhǔn)組分計(jì)量泵以轉(zhuǎn)/每分鐘為單位的轉(zhuǎn)速UB確定的情況下，按照設(shè)定的基準(zhǔn)組料與其他某一組料的比例BS，設(shè)定該其他某一計(jì)量泵以轉(zhuǎn)/每分鐘為單位的轉(zhuǎn)速UA如下:
[0016]UA=[(PB*U B) / BS] / PA;
[0017]步驟四，按照步驟三確定其他組料計(jì)量泵以轉(zhuǎn)/每分鐘為單位的轉(zhuǎn)速；
[0018]步驟五，根據(jù)混合的該某一組料重量和該某一組料組料同步脈沖盤的等分?jǐn)?shù)量取得的脈沖數(shù)，控制該某一組料計(jì)量泵的出料閥，達(dá)到相應(yīng)脈沖數(shù)時(shí)使之立即關(guān)閉。
[0019]特別的，當(dāng)需要混合的組料為兩種時(shí)，在步驟二中，根據(jù)混合后以克為單位的兩種組料的目標(biāo)重量R、設(shè)定的基準(zhǔn)組料與另一組料相比的混合比例BS、基準(zhǔn)組料計(jì)量泵的以克為單位的每圈的排量PB，可以得到所需基準(zhǔn)組料計(jì)量泵運(yùn)行的脈沖等份數(shù)量MB為:
[0020]MB=R*100 / [PB* (BS+1) / BS]。
[0021]此外，在混料過程中，根據(jù)各組料計(jì)量泵的排量和計(jì)量泵實(shí)際轉(zhuǎn)速，
[0022]此外，在混料過程中，根據(jù)各組料計(jì)量泵的排量和計(jì)量泵實(shí)際轉(zhuǎn)速，可以確定各組料的實(shí)時(shí)比例，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。
[0023]本發(fā)明的裝置具有測(cè)速精度高、重量控制精度高、穩(wěn)定度高、操作簡(jiǎn)單、成本低、安裝容易、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的利用單路脈沖反饋的測(cè)速與計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明的利用單路脈沖反饋的測(cè)速與計(jì)量裝置的同步脈沖盤結(jié)構(gòu)圖。
[0026]1-電機(jī)2-電機(jī)轉(zhuǎn)軸3-同步脈沖盤4-測(cè)速傳感器5-計(jì)量泵
[0027]6-泵軸7-齒條8-同步脈沖盤軸孔
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]如圖1所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用于聚氨酯設(shè)備的利用單路脈沖反饋的測(cè)速與計(jì)量裝置包括同步脈沖盤3、計(jì)量泵5、測(cè)速傳感器4和控制器(圖中未示出)，電機(jī)I通過電機(jī)轉(zhuǎn)軸2驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵5的泵軸6轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]如圖2所示，同步脈沖盤3為圓盤狀，可用薄鋼板沖壓而成，由圓盤中心向外周輻射設(shè)置有等距排列的多個(gè)齒條7，在本優(yōu)選實(shí)施例中為100個(gè)，將脈沖盤等分，各齒條7之間形成有空隙。同步脈沖盤3通過軸孔8固定在需要測(cè)速的計(jì)量泵5的泵軸6上，與其保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]測(cè)速傳感器4對(duì)同步脈沖盤3進(jìn)行測(cè)速。測(cè)速傳感器4可以采用光電耦合器(光電開關(guān))，在合適位置安裝測(cè)速傳感器4，使脈沖盤3的外周插入光電耦合器的測(cè)量凹槽內(nèi)，如圖1所示，這樣脈沖盤3旋轉(zhuǎn)一周光電耦合器就可以捕捉到100個(gè)脈沖信號(hào)。
[0032]控制器實(shí)時(shí)接收來自測(cè)速傳感器4的脈沖信號(hào)，同時(shí)記錄每100個(gè)脈沖信號(hào)的接收時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算計(jì)量泵泵軸6的每分鐘轉(zhuǎn)速V(轉(zhuǎn)/分鐘)，公式如下:
[0033]V=S/Q
[0034]其中:S=60*1000*1000(微秒)
[0035]Q=轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間(微秒)
[0036]通過測(cè)試:將同步脈沖盤安裝在伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)速?gòu)?0轉(zhuǎn)/每分鐘到1000轉(zhuǎn)/每分鐘，分別進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示用這種新方法測(cè)得的轉(zhuǎn)速與伺服電機(jī)控制器本身的轉(zhuǎn)速基本一致，可以媲美伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速精度，V可以精確到±0.1轉(zhuǎn)/每分鐘，如果控制裝置的硬件性能高，還可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)。
[0037]如上所述，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，可以把計(jì)量泵5的泵軸旋轉(zhuǎn)一周細(xì)分成100個(gè)等份，如一周排量為10克的計(jì)量泵運(yùn)行一個(gè)脈沖等份，就是10 / 10