張力控制裝置的製作方法

2023-06-28 06:06:41

專利名稱：張力控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對各種可卷繞產品在卷繞過程中的張力進行控制的裝置。
在紡織、印染、造紙、印刷、擠膜、拉絲、電纜等工業生產中常常要對產品進行卷繞。在卷繞過程中要求保持產品的張力不變，這是保證產品質量的關鍵問題。現行的張力控制裝置是採用張緊輥、固定輥、彈簧和荷重傳感器及其控制器來配合磁粉制動器而構成，其結構複雜、安裝困難，且控制精度低。
本發明的目的在於提供一種結構簡單、安裝方便、控制精度高的張力控制裝置。
本發明是採用轉角傳感器及控制器配合磁粉制動器而構成。即在產品的捲軸4及對應的機架1上設置轉動信號元件3及轉角傳感器2，傳感器通過導線與能將產品卷繞信息轉化為張力控制信息的控制器6相連接，控制器再通過導線與磁粉制動器5相連，而磁粉制動器則與產品的捲軸相連。
能將產品卷繞信息轉化為張力控制信息的控制器6由可逆計數器、數模變換器、放大器、門電路等元器件組成。開關7的一個接線端A與轉角傳感器2相連，另一個接線端B接振蕩器19和分頻器20；開關8與開關7相連；開關8的一個接線端C和與門9的一個輸入端相連，另一個接線端D和與門10的一個輸入端相連；與門9的輸出端與可逆計數器11的減法輸入端相連，與門10的輸出端與可逆計數器11的加法輸入端相連；可逆計數器11的輸出端與數模變換器14的輸入端一一對應相連，並且從高位輸出端起依次接或門12的八個輸入端和與非門13的七個輸入端；或門12的輸出端接到與門9的另一個輸入端上，與非門13的輸出端接到與門10的另一輸入端上；數模變換器14的啟動端與分頻器20相連，輸出端依次接電流電壓變換器15、同相放大器16和複合管功率放大器17後與磁粉制動器5相連；同相放大器16的輸出端經電位器18分壓後，通過一電阻接到其反相端，電位器18另一端接地；複合管功率放大器17的集電極接電源。
轉角傳感器2以採用霍爾元件安裝在機架上為好，此時轉動信號元件3就採用在產品捲軸上安裝至少一塊磁鋼片。
附

圖1本發明的結構連接示意圖。
附圖2本發明的控制器線路原理圖。
本發明沒有採用以往一直所採用的通過荷重變化來控制張力的方法，而是獨闢蹊徑，採用先進的數字控制技術來進行張力控制。它將產品捲軸轉動時的轉動圈數通過安裝在捲軸4上的轉動信號元件3和安裝在機架1上的轉角傳感器2轉換成電脈衝，然後通過控制器中的開關7、8和與門9、10將該電脈衝信號送入可逆計數器11中進行加減法運算(其中與門9和或門12構成減法運算防溢出電路，與門10和與非門13構成加法運算防溢出電路)，經計數器11運算後的脈衝數由數模變換器14轉變為電流量(數模變換器的啟動由振蕩器19和分頻器20來實現)，通過電流電壓變換器15、同相放大器16和複合管功率放大器17放大成可控制磁粉制動器5工作的電流信號，經磁粉制動器轉換成所需的阻尼力作用於產品捲軸4上。
在產品卷繞過程中，如果阻尼力不變的話，產品的張力要隨卷徑的變化而變化，且成反比關係。以放卷為例，隨著卷徑的減小，產品的張力要增大。為了保持張力不變，通過可逆計數器進行減法運算即預置最大卷徑的層數，隨著轉動脈衝數的增加，計數器運算後的餘數減少，這樣經數模變換後的模擬量減小，通入磁粉制動器中的電流隨之減少，對捲軸產生的阻尼力亦減小。由於磁粉制動器產生的阻尼力與通過它的電流成正比，綜合效果是產品的張力保持不變。同樣道理，對於收卷過程，只要通過可逆計數器進行加法運算即可保持張力不變。
在控制器中，開關7和開關8是進行「預置」和「控制」切換的，開關8還用來進行「放卷」和「收卷」切換。當開關7置於接線端B時，振蕩器19產生的脈衝信號進入可逆計數器，通過開關8控制加法或減法運算即可得到所需的初始卷繞層數；當開關7置於接線端A時，即進入實際控制過程。開關8置於接線端C時，可逆計數器進行減法運算，即適用於放卷過程；開關8置於接線端D時，可逆計數器進行加法運算，即適用於收卷過程。同相放大器12所連接的電位器14是用於對不同的產品進行給定張力的調整。
轉角傳感器可以採用光電傳感或電磁傳感等，在本發明中採用霍爾元件配合作轉動信號元件的磁鋼片使用，安裝方便，信號可靠，且不影向主機的工作。磁鋼片為捲軸上對稱分布的兩塊，以增加轉角解析度。可逆計數器、數模變換器及相應的與非門、或門均採用集成電路，當計數器和數模變換器採用12位時，可控制最大卷繞層數達4096層。振蕩器的頻率為30赫，既用於層數預置，又能通過分頻器實現每0.3秒左右啟動一次數模變換器，使阻尼力的變化緊跟產品卷徑變化。功率放大採用兩級複合管，電流則採用50伏的直流電源。
本發明由於採用轉角傳感器來代替荷重傳感器及其固定輥、張緊輥和彈簧，並且控制器中採用集成電路和電子元器件，使得結構大大簡化，安裝使用方便，可靠性提高，成本亦相應降低50％左右；又因採用的是數字控制技術，使控制精度和靈敏度得到提高，控制器精度達0.5％，整套裝置的精度達1％。本發明可適用於紡織、印染、造紙、印刷、塑料擠膜、拉絲、磁帶、電線電纜等各種厚薄產品的卷繞過程。
權利要求
1.一種張力控制裝置，其控制器(6)通過導線與磁粉制動器(5)相連，磁粉制動器則與產品的捲軸(4)相連，其特徵為在產品的捲軸(4)及對應的機架(1)上設置轉動信號元件(3)及轉角傳感器(2)，傳感器通過導線與能將產品卷繞信息轉化為張力控制信息的控制器(6)相連接。
2.如權利要求1所述的張力控制裝置，其特徵為在控制器(6)中，開關(7)的一個接線端A與轉角傳感器(2)相連，另一個接線端B接振蕩器(19)和分頻器(20)；開關(8)的一個接線端C和與門(9)的一個輸入端相連，另一個接線端D和與門(10)的一個輸入端相連；與門(9)的輸出端與可逆計數器(11)的減法輸入端相連，與門(10)的輸出端與可逆計數器(11)的加法輸入端相連；可逆計數器(11)的輸出端與數模變換器(14)的輸入端一一對應相連，並且從高位輸出端起依次接或門(12)的八個輸入端和與非門(13)的七個輸入端；或門(12)的輸出端接到與門(9)的另一個輸入端上，與非門(13)的輸出端接到與門(10)的另一個輸入端上；數模變換器(14)的啟動端與分頻器(20)相連，輸出端依次接電流電壓變換器(15)、同相放大器(16)和複合管功率放大器(17)後與磁粉制動器(5)相連；同相放大器(16)的輸出端經電位器(18)分壓後通過一電阻接到其反相端，電位器(18)的另一端接地；複合管功率放大器(17)的集電極接電源。
3.如權利要求1或2所述的張力控制裝置，其特徵為轉角傳感器(2)採用霍爾元件，安裝在機架(1)上，轉動信號元件(3)則採用在產品捲軸(4)上安裝至少一塊磁鋼片。
全文摘要
本發明涉及對各種可卷繞產品在卷繞過程中的張力進行控制的裝置。它由轉角傳感器2及其控制器6配合磁粉制動器5而構成，與以往採用荷重傳感器及張緊輥、固定輥等組成的張力控制裝置相比，結構大大簡化，安裝使用方便，可靠性提高而成本降低，控制精度可達1％，阻尼力緊跟產品卷徑變化而變化。它適用於紡織、印染、造紙、印刷、塑料擠膜、拉絲、磁帶、電線電纜等各種厚薄產品的卷繞過程。
文檔編號B65H59/00GK1116607SQ9411150
公開日1996年2月14日 申請日期1994年11月25日 優先權日1994年11月25日
發明者李素芬 申請人:南京航空航天大學