恒张力控制织物缠绕装置及其控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种恒张力控制织物缠绕装置，该恒张力控制装置通过张力测量-反馈-控制回路改变织物的放卷速度，达到控制缠绕张力的目的，从而实现了恒张力控制缠绕。本装置张力控制精度高，张力控制误差在±1N之间，不仅能够实现对张力的实时测量和反馈，还保证了缠绕过程中的张力恒定以及缠绕织物内部张力的均匀性，而且装置操作方便。
【专利说明】恒张力控制织物缠绕装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种织物缠绕装置，尤其是一种可实现恒张力控制的织物缠绕装置。【背景技术】
[0002]复合材料编织织物缠绕环形金属机匣包容结构不仅能有效地包容发动机叶片碎片，还大大减轻了发动机的重量，是目前最有效的包容结构。目前大部分民用大涵道比涡轮风扇发动机采用的是编织复合材料缠绕金属结构包容机匣。
[0003]加工编织复合材料缠绕金属结构包容机匣时，需要采用织物缠绕成筒体结构件加工工艺。为了保证织物不松散以及织物内张力的均匀性，保持恒张力控制是缠绕工艺的关键，不仅关系到织物的缠绕效果，还会对缠绕结构件的力学性能甚至包容能力产生一定的影响。现有的织物缠绕装置采用测力计人工调节张力，无法实时控制张力数值，且精度较低，误差较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决织物缠绕过程中张力控制精度低且无法实现张力实时控制等不足，本发明提供了一种张力控制精度高、控制张力误差在± IN之间、可实现张力实时控制的恒张力控制织物缠绕装置。
[0005]为实现上述目的，本发明恒张力控制织物缠绕装置可采用如下技术方案:
[0006]一种恒张力控制织物缠绕装置，包括电机、连接伺服电机的减速器、连接减速器的收卷装置、张力检出器、连接张力检出器的张力检出轴、测量张力检出轴转速的霍尔开关、放卷轴、连接放卷轴的制动器、张力控制器；张力控制器连接并控制制动器及电机；张力控制器连接霍尔开关并接受霍尔开关检出并反馈的放卷轴速度；张力控制器连接张力检出器并接收张力检出器检出并反馈的张力检出轴所承受织物的压力。
[0007]本发明恒张力控制装置中的张力控制器通过接收放卷轴速度及张力检出轴所承受的压力从而判断并改变织物的放卷速度，达到控制缠绕张力的目的，从而能够调整防卷速度而自动实现恒张力控制缠绕，这种恒张力的调节相应快、精度高且无需增加人工成本。
[0008]所述的收卷装置和张力检出轴之间设有收卷牵引轴；张力检出轴和放卷轴之间设有放卷牵引轴；放卷轴上的织物经过放卷牵引轴从张力检出器和张力检出轴上侧绕过，经收卷牵引轴缠绕至收卷装置上。
[0009]所述的霍尔开关，张力检出器，张力检出轴，张力控制器，制动器形成张力测量_反馈_控制回路。
[0010]所述的张力控制器对张力检出器传输的压力换算为张力值。
[0011]所述的霍尔开关通过计量张力检出轴的转动圈数，为张力控制器反馈放卷轴的速度。
[0012]所述的张力控制器对换算的张力值与预设张力值进行对比，同时根据霍尔开关提供的放卷速度，将控制信号传输至制动器，制动器通过控制放卷轴的转速，调整放卷速度，实现对缠绕材料的张力控制。
[0013]所述的张力控制器计算出材料的张力后，将张力显示在张力控制器的显示面板上。
[0014]上述恒张力控制织物缠绕装置的控制方法为:打开张力控制器进行张力初始标定，输入缠绕时张力的规定值；
[0015]张力检出器感受压力载荷，张力控制器检测张力检出器的测力信号，张力控制器自动换算压力和张力之间的关系；霍尔开关通过计量张力检出轴的转动圈数，测量张力检出轴的转速，为张力控制器反馈放卷速度；张力控制器将换算张力值与预先设定张力值进行对比分析，同时根据霍尔开关提供的放卷速度，向制动器发出反馈信号，改变放卷轴的放卷速度直至放卷速度恒定；
[0016]若张力检出器测出张力值低于输入张力控制器的规定值，张力控制器向制动器发出反馈信号，制动器带动放卷轴减缓放卷速度；若张力检出器测出张力值超出输入张力控制器的规定值，张力控制器向制动器发出反馈信号，制动器带动放卷轴加快放卷速度
[0017]本发明所述的恒张力控制缠绕装置，张力的控制精度高，控制张力误差在±1N之间，能够实现对张力的实时监测和控制，操作方便，可连续作业，保证材料内部张力的均匀性
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明恒张力控制缠绕装置的结构示意图；
[0019]图2是本发明恒张力控制缠绕装置控制方法的流程图。
[0020]图中:
[0021]1-伺服电机 2-减速器 3-收卷装置 4-收卷牵引轴
[0022]5-霍尔开关 6-张力检出器7-张力检出轴 8-放卷引导轴
[0023]9-放卷轴10-制动器 11-张力控制器
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0025]请参阅图1，本发明公开了一种恒张力控制缠绕装置，包括伺服电机1、减速器2、收卷装置3，收卷牵引轴4，霍尔开关5，张力检出器6，张力检出轴7，放卷引导轴8，放卷轴9以及制动器10，张力控制器11。
[0026]打开张力控制器11进行张力初始标定，输入缠绕时张力的规定值。
[0027]启动电机1，减速器2控制电机I的转速，电机I以平稳的转速驱动收卷装置3。放卷轴9上的材料在放卷引导轴8和收卷引导轴4的引导下缠绕至收卷装置3上。
[0028]张力检出器6感受压力载荷，张力控制器11检测张力检出器6的测力信号，张力控制器11自动换算压力和张力之间的关系。
[0029]霍尔开关5通过计量张力检出轴的转动圈数，测量张力检出轴的转速，为张力控制器反馈放卷速度。[0030]张力控制器11将换算张力值与预先设定张力值进行对比分析，同时根据霍尔开关5提供的放卷速度，向制动器10发出反馈信号，及时改变放卷轴9的放卷速度，使得织物内的张力保持恒定值。
[0031]若张力检出器6测出张力值低于输入张力控制器11的规定值，张力控制器11向制动器10发出反馈信号，制动器10带动放卷轴9减缓放卷速度。
[0032]若张力检出器6测出张力值超出输入张力控制器11的规定值，张力控制器11向制动器10发出反馈信号，制动器10带动放卷轴9加快放卷速度。
[0033]请参阅图2，张力测量反馈回路持续进行测量-反馈-控制工作，当张力检出器6测出张力值与输入张力控制器11的规定值相同时，制动器保持放卷速度，材料才可以恒定张力缠绕至收卷装置上。
[0034]材料以恒定的预先设定的张力缠绕至所需的层数要求时，关闭伺服电机1，对缠绕织物进行固定，固定过程中，张力控制测量反馈回路仍保持工作。
[0035]缠绕织物固定完成后，关闭张力控制器及所有电源。
【权利要求】
1.一种恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:包括电机(I)、连接伺服电机的减速器(2)、连接减速器的收卷装置(3)、张力检出器(6)、连接张力检出器的张力检出轴(7)、测量张力检出轴转速的霍尔开关(5 )、放卷轴(9 )、连接放卷轴的制动器(10 )、张力控制器(11); 张力控制器(11)连接并控制制动器及电机；张力控制器连接霍尔开关并接受霍尔开关检出并反馈的放卷轴速度；张力控制器连接张力检出器并接收张力检出器检出并反馈的检出张力轴所承受织物的压力。
2.根据权利要求1所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的收卷装置(3)和张力检出轴(7 )之间设有收卷牵弓丨轴(4 );张力检出轴(7 )和放卷轴(9 )之间设有放卷牵引轴(8);放卷轴(9)上的织物经过放卷牵引轴(8)从张力检出器(6)和张力检出轴(7)上侧绕过，经收卷牵引轴(4)缠绕至收卷装置上。
3.根据权利要求1所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的霍尔开关(5)，张力检出器(6)，张力检出轴(7)，张力控制器(11)，制动器(10)形成张力测量-反馈-控制回路。
4.根据权利要求1或2或3所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的张力控制器(11)对张力检出器(6)传输的压力换算为张力值。
5.根据权利要求1或2或3所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的霍尔开关(5)通过计量张力检出轴(7)的转动圈数，为张力控制器(6)反馈放卷轴的速度。
6.根据权利要求1或2或3所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的张力控制器(11)对换算的张力值与预设张力值进行对比，同时根据霍尔开关(5)提供的放卷速度，将控制信号传输至制动器(10)，制动器(10)通过控制放卷轴(9)的转速，调整放卷速度，实现对缠绕材料的张力控制。
7.根据权利要求1或2或3所述的恒张力控制织物缠绕装置，其特征在于:所述的张力控制器(11)计算出材料的张力后，将张力显示在张力控制器的显示面板上。
8.根据权利要求1所述的恒张力控制织物缠绕装置的控制方法，其特征在于:打开张力控制器(11)进行张力初始标定，输入缠绕时张力的规定值； 张力检出器(6)感受压力载荷，张力控制器(11)检测张力检出器(6)的测力信号，张力控制器(11)自动换算压力和张力之间的关系；霍尔开关(5)通过计量张力检出轴的转动圈数，测量张力检出轴的转速，为张力控制器反馈放卷速度；张力控制器(11)将换算张力值与预先设定张力值进行对比分析，同时根据霍尔开关(5)提供的放卷速度，向制动器(10)发出反馈信号，改变放卷轴(9)的放卷速度直至放卷速度恒定； 若张力检出器(6)测出张力值低于输入张力控制器(11)的规定值,张力控制器(11向制动器(10)发出反馈信号，制动器(10)带动放卷轴(9)减缓放卷速度；若张力检出器(6)测出张力值超出输入张力控制器(11)的规定值，张力控制器(11)向制动器(10)发出反馈信号，制动器(10)带动放卷轴(9)加快放卷速度。
【文档编号】B65H59/40GK103787145SQ201410016757
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】陈伟, 张涛, 时起珍 申请人:南京航空航天大学