一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法及系统与流程

本发明涉及机电控制，具体涉及一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法及系统。

背景技术：

1、机电控制技术在现代社会中已经变得越来越重要，并逐渐成为现代制造业和加工业的核心技术之一，随着科技的进步，对机电控制技术要求越来越高，需要适应的应用场景也越来越复杂。例如，在缠绕机放纱端纱线卷绕过程中，纱线张力和张力波动是决定产品质量的重要因素，张力不稳定，忽大忽小，易导致成型内外分层不一致，退绕脱圈等增多，不利于后续加工，所以恒张力的控制就显得尤其重要了。目前张力控制常用方法有两种，其一是通过控制输出电流控制抱闸力度，类似刹车原理，这种方式控制简单，成本低，但不能主动放卷，只能被动放卷，而且控制精度也不高，只适合要求较低的简单 场合；其二是通过控制放卷电机与牵引电机的转速差形成张力控制环，利用张力控制器反馈信号，实现闭环恒张力控制，这种方式控制精度较高，运用比较广泛，但是这种控制方式需要一个现场条件，就是在整个张力控制系统中有一个稳定的可知的线速度，因此，传统的缠绕机放纱端张力控制方法存在着诸多弊端和不利之处。

技术实现思路

1、针对现有方法的不足以及实际应用的需求，为了提高缠绕机放纱端的整体适用性和实际应用能力，解决在没有稳定可知的线速度等复杂情况下，现有缠绕机放纱端在放料过程中，不能主动放卷并实时调整纱线张力大小的问题。一方面，本发明提供了一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，包含如下步骤：通过输入设备，获得卷材的目标张力值；修正所述目标张力值，获得实际输入张力值；通过所述实际输入张力值，调整第一摆杆的推力值；调整电位器的初始电位，获得第一角度反馈值；获取实时角度反馈值，并根据所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值，调整伺服电机的转矩，直至所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值相等，完成所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制。本发明实现了缠绕机放纱端的主动放卷控制，使得在没有稳定可知的线速度等复杂情况下，实时应对缠绕机放纱过程中纱线张力的波动，控制纱线张力恒定，保证质量和效率，达到提高缠绕机放纱端整体适用性和实际应用能力的目的。

2、可选地，所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，还包含如下步骤：构建目标张力值修正模型；利用所述目标张力值修正模型修正所述目标张力值，获得实际输入张力值。

3、可选地，所述目标张力值修正模型，满足以下公式：，其中，f表示所述实际输入张力值，表示所述目标张力值，表示误差比例系数，表示模拟计算精度，表示所述第一摆杆的最大推力，表示所述第一摆杆与第二摆杆连接点到第二摆杆旋转轴的距离，表示摆杆滚轮到所述第二摆杆旋转轴的距离。本发明构建目标张力值修正模型，并利用公式计算的方式，可以提高张力控制的精准性。

4、可选地，所述通过所述实际输入张力值，调整所述第一摆杆的推力值，包含如下步骤：通过所述实际输入张力值，调节气压比例阀的电位；根据所述气压比例阀的电位，调节摆杆气缸内压强；根据所述摆杆气缸内压强，获得第一摆杆的推力值。

5、优选地，所述第一摆杆的推力值和所述目标张力值相等。本发明使第一摆杆的推力值等于目标张力值，稳定控制张力值，进一步地实现纱线内部张力的均匀致密，提高了缠绕机放纱端整体适用性和稳定性。

6、可选地，所述获得第一角度反馈值，包含如下步骤：根据电位器量程，调整电位器的初始电位，获得电位器的初始电位的信号；将所述初始电位的信号传输至计算模块，通过所述计算模块，获得所述第一角度反馈值。

7、可选地，所述获取实时角度反馈值，包含如下步骤：获取所述电位器在运行过程中的实时电位信号，并将所述实时电位信号传输至计算模块；通过所述计算模块，获得所述实时电位对应的实时角度反馈值。

8、可选地，所述根据所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值，调整伺服电机的转矩，包含如下方式：当所述实时角度反馈值大于所述第一角度反馈值，减小所述伺服电机的转矩；当所述实时角度反馈值小于所述第一角度反馈值，增大所述伺服电机的转矩。

9、优选地，所述伺服电机的转矩大小，满足如下公式：，其中，t表示伺服电机的转矩，f表示所述实际输入张力值，表示误差比例系数，表示所述实时角度反馈值，表示比例系数。

10、本发明通过比较所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值，改变所述伺服电机的转矩大小，实时应对纱线张力波动，达到控制纱线张力恒定的目的，提高了缠绕机放纱端整体适用性和实际应用能力。

11、第二方面，为能够高效地执行本发明所提供的一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，本发明还提供了一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制系统，包含处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包含程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本发明第一方面所述的缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法。本发明的一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制系统，结构紧凑、性能稳定，能够稳定地执行本发明提供的一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，进一步提升本发明整体适用性和实际应用能力。

技术特征：

1.一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述修正所述目标张力值，获得实际输入张力值，包含如下步骤：

3.根据权利要求2所述的缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述目标张力值修正模型，满足以下公式：

4.根据权利要求1所述的缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述通过所述实际输入张力值，调整第一摆杆的推力值，包含如下步骤：

5.根据权利要求1所述的缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述第一摆杆的推力值和所述目标张力值相等。

6.根据权利要求1所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述获得第一角度反馈值，包含如下步骤：

7.根据权利要求1所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述获取实时角度反馈值，包含如下步骤：

8.根据权利要求1所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述根据所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值，调整伺服电机的转矩大小，包含如下方式：

9.根据权利要求8所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法，其特征在于，所述伺服电机的转矩大小，满足如下公式：

10.一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制系统，其特征在于，所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制的系统，包含：输入设备、输出设备、处理器、存储器，所述输入设备、输出设备、处理器、存储器相互连接，所述存储器包含程序指令，所述程序指令用于执行权利要求1-9任一项所述缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法的步骤。

技术总结
本发明涉及机电控制技术领域，具体为涉及一种缠绕机放纱端半闭环恒张力控制方法及系统。该方法包含以下步骤：通过输入设备，获得卷材的目标张力值；修正所述目标张力值，获得实际输入张力值；通过所述实际输入张力值，调整摆杆气缸第一摆杆的推力值；调整电位器的初始电位，获得第一角度反馈值；获取实时角度反馈值，并根据所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值，调整伺服电机的转矩，直至所述第一角度反馈值与所述实时角度反馈值相等。本发明实现了在没有稳定持续可知的线速度等复杂情况下，缠绕机放纱端的主动放卷控制，实时应对纱线张力波动，控制缠绕机放纱过程中纱线的张力恒定，整体适用性和实际应用能力明显提高。

技术研发人员：章文举,窦海,姜成
受保护的技术使用者：江苏高倍智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15