清洗机及其油膜控制系统的制作方法

1.本发明涉及板材清洗技术领域，尤其涉及清洗机及其油膜控制系统。


背景技术：

2.随着工业生产水平的提高以及市场对产品日益增长的高品质追求，客户对板材表面质量的要求也越来越高；对冲压成型前的板材，进行表面无损清洗，并按冲压要求对板材表面进行特定厚度的油膜覆盖，这对清洗机油膜控制系统提出了很高的要求。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种清洗机及其油膜控制系统，该系统能够对板材表面的油膜厚度进行精准控制，进而提高对板材的清洗质量。
4.为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
5.一种清洗机的油膜控制系统，包括上清洗组件和下清洗组件，所述上清洗组件和下清洗组件之间形成输送板材的通道；所述上清洗组件沿板材的输送方向依次包括平行分布的上夹送辊、上清洗刷辊、第一上挤干辊和第二上挤干辊，以及还包括两个通过喷油的方式使得板材上表面形成油膜的上喷油件，所述两个上喷油件分别位于上夹送辊和上清洗刷辊之间以及上清洗刷辊和第一上挤干辊之间；
6.所述下清洗组件沿板材的输送方向依次包括平行分布的下夹送辊、下清洗刷辊、第一下挤干辊和第二下挤干辊，以及还包括两个通过喷油的方式使得板材下表面形成油膜的下喷油件，所述两个下喷油件分别位于下夹送辊和下清洗刷辊之间以及下清洗刷辊和第一下挤干辊之间；
7.还包括控制组件和调节组件，所述调节组件包括主气管、第一分气管、第二分气管、第一电气比例阀和第二电气比例阀，所述第一电气比例阀安装在第一分气管上，所述第二电气比例阀安装在第二分气管上，所述主气管的入口端与气源相连，所述主气管的出口端分别与第一分气管和第二分气管相通，所述第一分气管与第一下挤干辊/第一上挤干辊的内部相通，所述第二分气管与第二下挤干辊/第二上挤干辊的内部相通；
8.所述控制组件包括油膜厚度检测仪和plc控制器，所述油膜厚度检测仪位于所述通道的出口处并能够检测板材上表面和下表面的实时油膜厚度，所述plc控制器根据实时油膜厚度与设定油膜厚度差异以控制第一电气比例阀和第二电气比例阀的实时开度，进而通过控制第一下挤干辊/第一上挤干辊内的压强，以及通过控制第二下挤干辊/第二上挤干辊内的压强，进而实现对板材油膜厚度的控制。
9.作为优选，所述第一下挤干辊、第一上挤干辊、第二下挤干辊和第二上挤干辊均为空心胶辊。
10.作为优选，当油膜厚度检测仪检测到实时油膜厚度偏大时，所述plc控制器发出信号以增加第一电气比例阀和第二电气比例阀的实时开度，进而增加第一下挤干辊/第一上
挤干辊的挤压力，以及增加第二下挤干辊/第二上挤干辊的挤压力；
11.当油膜厚度检测仪检测到实时油膜厚度偏小时，所述plc控制器发出信号以减少第一电气比例阀和第二电气比例阀的实时开度，进而减少第一下挤干辊/第一上挤干辊的挤压力，以及减少第二下挤干辊/第二上挤干辊的挤压力。
12.作为优选，所述设定油膜厚度为h
设定
，所述油膜厚度检测仪检测到的实时油膜厚度为h
实时
，所述第一电气比例阀和第二电气比例阀的实时开度始终保持一致并且均为a，所述第一电气比例阀以及第二电气比例阀需要调整的开度为
△
a，其中，h
设定
＝ka，k为常数；
13.当h
设定
>h
实时
时，所述第一电气比例阀以及第二电气比例阀需要减少的开度
△
a＝(h
设定
‑
h
实时
)/k；
14.当h
设定
<h
实时
时，所述第一电气比例阀以及第二电气比例阀需要增加的开度
△
a＝(h
实时
‑
h
设定
)/k。
15.作为优选，还设有d/a转换模块，所述plc控制器通过d/a转换模块向第一电气比例阀以及第二电气比例阀输出模拟量信号，所述模拟量信号为电压值，所述电压值的范围为0
‑
10v，并分别对应第一电气比例阀以及第二电气比例阀实时开度范围的0
‑
100％；
16.其中，所述第一电气比例阀的实时开度范围对应第一下挤干辊/第一上挤干辊内压强范围的0
‑
1mpa；
17.所述第二电气比例阀的实时开度范围对应第二下挤干辊/第二上挤干辊内压强范围的0
‑
1mpa。
18.作为优选，还设有交换机、工作站和hmi触摸显示器，所述工作站和hmi触摸显示器通过交换机与plc控制器通讯连接，所述hmi触摸显示器上可显示有设定油膜厚度、实时油膜厚度、第一电气比例阀的实时开度以及第二电气比例阀的实时开度。
19.作为优选，所述第一上挤干辊和第二上挤干辊以能够升降的方式安装在清洗机上；还设有通过d/a转换模块与plc主控器相连的第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，所述主控器通过第一电磁换向阀控制第一上挤干辊升降，所述主控器通过第二电磁换向阀控制第二上挤干辊升降。
20.作为优选，所述主气管上沿高压气体输送方向依次设有第一手动球阀、空气组合元件、增压阀和储气罐。
21.作为优选，所述上喷油件和下喷油件均通过清洗油输送组件实现清洗油的输送，所述清洗油输送组件包括油箱、主油管、两个上分油管、两个下分油管、流量计、电控球阀、两个第二手动球阀、旁通管、第三手动球阀、回收油管和过滤器，所述主油管的入口端与油箱相通，所述主油管的出口端分别与两个上分油管和两个下分油管相通，所述两个上分油管的出口端分别安装有两个上喷油件，所述两个下分油管的出口端分别安装有两个下喷油件，所述流量计、电控球阀和两个第二手动球阀安装在主油管上，所述流量计和电控球阀位于两个第二手动球阀之间，所述流量计和电控球阀均与通过d/a转换模块与plc主控器相连；
22.所述旁通管的入口端和出口端分别位于两个第二手动球阀之外，所述第三手动球阀安装在旁通管上；
23.所述回收油管用于回收下喷油件和上喷油件所喷出的油，并经过滤器过滤后送至油箱内。
24.一种清洗机，包括如上所述的油膜控制系统。
25.本发明的有益效果为：对于油膜厚度的控制，本系统采取闭环控制的方法，使控制系统的被控量迅速而准确地接近目标值，它实时地将传感器反馈回来的信号与被控量的目标信号相比较，如果有偏差，通过控制系统的内部计算快速地使偏差趋于0；
26.具体来说，油膜厚度检测仪对板料表面的油膜厚度进行在线实时检测，并将检测结果同步反馈给清洗机油膜控制系统，控制系统根据实际油膜厚度和实际所需厚度的比较偏差结果快速调整电气比例阀的开度，进而控制第一下挤干辊/第一上挤干辊内的压强，以及第二下挤干辊/第二上挤干辊内的压强，从而能够非常精准的控制第一下挤干辊/第一上挤干辊对板材的压力，以及控制第二下挤干辊/第二上挤干辊对板材的压力，进而改变控制表面的油膜残留量，直至实际油膜厚度满足工艺要求。
附图说明
27.图1为本发明油膜控制系统的连接示意图；
28.图2为本发明油膜控制系统的逻辑示意图。
29.附图标记说明：10、上夹送辊；11、上清洗刷辊；12、第一上挤干辊；13、第二上挤干辊；14、上喷油件；15、下夹送辊；16、下清洗刷辊；17、第一下挤干辊；18、第二下挤干辊；19、下喷油件；20、主气管；21、第一分气管；22、第二分气管；23、第一电气比例阀；24、第二电气比例阀；25、油膜厚度检测仪；26、plc控制器；27、d/a转换模块；28、交换机；29、工作站；30、hmi触摸显示器；31、第一手动球阀；32、空气组合元件；33、增压阀；34、储气罐；35、油箱；36、主油管；37、上分油管；38、下分油管；39、流量计；40、电控球阀；41、第二手动球阀；42、旁通管；43、第三手动球阀；44、回收油管；45、过滤器。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.实施例一：
36.如图1和图2所示的一种清洗机的油膜控制系统，包括控制组件、上清洗组件、下清洗组件和调节组件，所述上清洗组件和下清洗组件之间形成输送板材的通道；
37.所述上清洗组件沿板材的输送方向依次包括平行分布的上夹送辊10、上清洗刷辊11、第一上挤干辊12和第二上挤干辊13，以及还包括两个通过喷油的方式使得板材上表面形成油膜的上喷油件14，所述两个上喷油件14分别位于上夹送辊10和上清洗刷辊11之间以及上清洗刷辊11和第一上挤干辊12之间；
38.所述下清洗组件沿板材的输送方向依次包括平行分布的下夹送辊15、下清洗刷辊16、第一下挤干辊17和第二下挤干辊18，以及还包括两个通过喷油的方式使得板材下表面形成油膜的下喷油件19，所述两个下喷油件19分别位于下夹送辊15和下清洗刷辊16之间以及下清洗刷辊16和第一下挤干辊17之间；
39.所述调节组件包括主气管20、第一分气管21、第二分气管22、第一电气比例阀23和第二电气比例阀24，所述第一电气比例阀23安装在第一分气管21上，所述第二电气比例阀24安装在第二分气管22上，所述主气管20的入口端与气源相连，所述主气管20的出口端分别与第一分气管21和第二分气管22相通，所述第一分气管21与第一下挤干辊17/第一上挤干辊12的内部相通，所述第二分气管22与第二下挤干辊18/第二上挤干辊13的内部相通；
40.所述控制组件包括油膜厚度检测仪25和plc控制器26，所述油膜厚度检测仪25位于所述通道的出口处并能够检测板材上表面和下表面的实时油膜厚度，所述plc控制器26根据实时油膜厚度与设定油膜厚度差异以控制第一电气比例阀23和第二电气比例阀24的实时开度，进而通过控制第一下挤干辊17/第一上挤干辊12内的压强以达到控制第一下挤干辊17/第一上挤干辊12对板材的挤压力，以及通过控制第二下挤干辊18/第二上挤干辊13内的压强以达到控制第二下挤干辊18/第二上挤干辊13对板材的挤压力。
41.这样，对于油膜厚度的控制，本系统采取闭环控制的方法，使控制系统的被控量迅速而准确地接近目标值，它实时地将传感器反馈回来的信号与被控量的目标信号相比较，如果有偏差，通过控制系统的内部计算快速地使偏差趋于0；
42.具体来说，油膜厚度检测仪25对板料表面的油膜厚度进行在线实时检测，并将检测结果同步反馈给清洗机油膜控制系统，控制系统根据实际油膜厚度和实际所需厚度的比较偏差结果快速调整电气比例阀的开度，进而控制第一下挤干辊17/第一上挤干辊12内的压强，以及第二下挤干辊18/第二上挤干辊13内的压强，从而能够非常精准的控制第一下挤干辊17/第一上挤干辊12对板材的压力，以及控制第二下挤干辊18/第二上挤干辊13对板材的压力，进而改变控制表面的油膜残留量，直至实际油膜厚度满足工艺要求。
43.进一步优选，所述第一下挤干辊17、第一上挤干辊12、第二下挤干辊18和第二上挤
干辊13均为空心胶辊；这样当第一下挤干辊17、第一上挤干辊12、第二下挤干辊18和第二上挤干辊13对板材进行挤压时，其与板材接触的地方会产生形变，同时，当第一下挤干辊17、第一上挤干辊12、第二下挤干辊18和第二上挤干辊13内的压强越大，就会使得其对板材的挤压力越大。
44.在本发明实施例中，所述第一电气比例阀23和第二电气比例阀24的实时开度始终保持一致；如此设置能够方便plc控制器26对板材的油膜厚度进行更精准的调控。
45.在本发明实施例中，当油膜厚度检测仪25检测到实时油膜厚度偏大时，所述plc控制器26发出信号以增加第一电气比例阀23和第二电气比例阀24的实时开度，进而增加第一下挤干辊17/第一上挤干辊12的挤压力，以及增加第二下挤干辊18/第二上挤干辊13的挤压力；
46.当油膜厚度检测仪25检测到实时油膜厚度偏小时，所述plc控制器26发出信号以减少第一电气比例阀23和第二电气比例阀24的实时开度，进而减少第一下挤干辊17/第一上挤干辊12的挤压力，以及减少第二下挤干辊18/第二上挤干辊13的挤压力。
47.进一步优选，所述设定油膜厚度为h
设定
，所述油膜厚度检测仪25检测到的实时油膜厚度为h
实时
，所述第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24的实时开度为a，所述第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24需要调整的开度为
△
a，其中，h
设定
＝ka，k为常数；
48.当h
设定
>h
实时
时，所述第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24需要减少的开度
△
a＝(h
设定
‑
h
实时
)/k；
49.当h
设定
<h
实时
时，所述第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24需要增加的开度
△
a＝(h
实时
‑
h
设定
)/k。
50.在本发明实施例中，所述第一电气比例阀23的实时开度范围为0
‑
100％，并分别对应第一下挤干辊17/第一上挤干辊12内的压强0
‑
1mpa；
51.所述第二电气比例阀24的实时开度范围为0
‑
100％，并分别对应第二下挤干辊18/第二上挤干辊13内的压强0
‑
1mpa。
52.进一步优选，还设有d/a转换模块27，所述plc控制器26通过d/a转换模块27向第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24输出模拟量信号，所述模拟量信号为电压值，所述电压值的范围为0
‑
10v，并分别对应第一电气比例阀23以及第二电气比例阀24实时开度范围的0
‑
100％。
53.这样，在d/a转换模块27、油膜厚度检测仪25和plc控制器26之间通过profinet通讯协议能够进行准确、实时以及快速稳定的通讯连接，进而很好的满足了清洗机油膜控制系统所需的高速动态实时响应的特性。
54.在本发明实施例中，还设有交换机28、工作站29和hmi触摸显示器30，所述工作站29和hmi触摸显示器30通过交换机28与plc控制器26通讯连接，所述hmi触摸显示器30上可显示有设定油膜厚度、实时油膜厚度、第一电气比例阀23的实时开度以及第二电气比例阀24的实时开度。
55.在本发明实施例中，所述第一上挤干辊12和第二上挤干辊13以能够升降的方式安装在清洗机上；还设有通过d/a转换模块27与plc主控器相连的第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，所述主控器通过第一电磁换向阀控制第一上挤干辊12升降，所述主控器通过第二电磁换向阀控制第二上挤干辊13升降；进一步优选，设有一安装架，所述安装架通过气缸或
电机与丝杆配合以能够升降的方式安装在清洗机上，所述第一上挤干辊12和第二上挤干辊13转动安装在所述安装架上。
56.在本发明实施例中，所述主气管20上沿高压气体输送方向依次设有第一手动球阀31、空气组合元件32、增压阀33和储气罐34；如此设置能够提供稳定并且高压的气源。
57.在本发明实施例中，所述上喷油件14和下喷油件19均通过清洗油输送组件实现清洗油的输送，所述清洗油输送组件包括油箱35、主油管36、两个上分油管37、两个下分油管38、流量计39、电控球阀40和两个第二手动球阀41，所述主油管36的入口端与油箱35相通，所述主油管36的出口端分别与两个上分油管37和两个下分油管38相通，所述两个上分油管37的出口端分别安装有两个上喷油件14，所述两个下分油管38的出口端分别安装有两个下喷油件19，所述流量计39、电控球阀40和两个第二手动球阀41安装在主油管36上，所述流量计39和电控球阀40位于两个第二手动球阀41之间，所述流量计39和电控球阀40均与通过d/a转换模块27与plc主控器相连；
58.其中，下喷油件19和上喷油件14优选为集束喷管。
59.这样，根据板料表面清洁度的要求，清洗油的流量可通过触摸屏上的设定值便捷的远程电控调整流量计39的开度，并根据流量计39反馈的电信号实时监控当前实际流量值。
60.进一步优选，还设有主油管36的旁通管42和第三手动球阀43，所述旁通管42的入口端和出口端分别位于两个第二手动球阀41之外，所述第三手动球阀43安装在旁通管42上。
61.进一步优选，还设有一回收油管44和过滤器45，所述回收油管44用于回收下喷油件19和上喷油件14所喷出的油，并经过滤器45过滤后送至油箱35内，从而到达回收利用以及节约原材料的目的。
62.一种清洗机，包括如上所述的油膜控制系统。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。