一种碳纤维同轴双锭绕卷机构及其收卷控制方法与流程

本发明涉及碳纤维生产，尤其涉及一种碳纤维同轴双锭绕卷机构及其收卷控制方法。

背景技术：

1、在同轴双锭上两根碳纤维纱线的同步收卷过程中，要求将两根纱线分别缠绕在两个收卷卷筒上，纱线沿卷筒轴向绕卷过程由排纱机构做往复直线运动实现，再配合压覆在卷筒外圈的压辊完成收卷操作。两根纱线在同轴收卷过程中，收卷速度相同，但两根纱线存在不同的松紧状态，如果纱线张力失控会严重影响收卷质量。

技术实现思路

1、本发明提供了一种碳纤维同轴双锭绕卷机构及其收卷控制方法，可有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种碳纤维同轴双锭绕卷机构，包括安装架和设置其上的张力机构、排纱机构、压辊机构和收卷机构，所述压辊机构位于所述排纱机构下方且对应所述收卷机构设置在其水平侧，所述张力机构位于所述排纱机构上方；

4、所述收卷机构包括转盘和相对设置其上的两个收卷轴，在所述收卷轴上沿其轴向设置有第一卷筒和第二卷筒，所述转盘和所述收卷轴分别通过第一动力装置和第二动力装置驱动转动；

5、所述压辊机构包括与所述收卷轴平行设置的下压辊，所述下压辊设置在摆臂一端并通过第一气缸驱动压向所述收卷轴；

6、所述排纱机构包括直线模组和与其滑动连接的第一导纱架和第二导纱架，所述直线模组与所述收卷轴平行设置，所述第一导纱架和所述第二导纱架分别与所述第一卷筒和所述第二卷筒对应设置；

7、所述张力机构对应所述第一导纱架和所述第二导纱架设置有两个，包括导入轮、张力轮和导出轮，所述张力轮和所述导出轮分别设置在摆动架的摆动端和摆动中心，所述摆动架通过第二气缸驱动摆动。

8、进一步的，两所述张力机构上的所述导出轮分别对应所述第一卷筒和所述第二卷筒的中部位置设置在所述排纱机构上方；

9、所述导入轮设置在所述张力轮的斜上方，所述第二气缸位于所述摆动架下方，且其输出轴与所述摆动架的连接处位于所述张力轮和所述导出轮之间。

10、进一步的，所述摆动架设置在安装座上并与其转动连接，在所述安装座上对应所述摆动架设置有限位组件；

11、所述限位组件包括上挡块和下挡块，所述上挡块和所述下挡块分别位于所述摆动架上下两侧，且与所述导出轮的安装平面间的夹角相同。

12、进一步的，在所述摆动架远离所述张力轮的一端设置有配重块，在所述摆动架上对应所述配重块开设有安装孔，所述安装孔朝向所述摆动架的摆动中心设置。

13、进一步的，所述摆臂包括平行设置的支撑杆和转动杆，并通过连接座固定连接，所述转动杆与所述安装架转动连接，所述下压辊套设在所述支撑杆上；

14、在所述转动杆靠近所述安装架的一端设置有驱动杆，所述驱动杆的一端与所述转动杆固定连接，另一端与所述第一气缸输出轴转动连接。

15、进一步的，所述下压辊分别对应所述第一卷筒和所述第二卷筒在所述支撑杆上设置有两个；

16、所述连接座沿所述转动杆长度方向设置有三个，且分别设置在所述支撑杆与所述转动杆的两端，以及两所述下压辊之间。

17、进一步的，在所述安装座上对应所述摆动架的安装位置设置有角度传感器。

18、一种碳纤维同轴双锭绕卷机构的收卷控制方法，采用上述碳纤维同轴双锭绕卷机构，包括以下步骤：

19、根据碳纤维收卷过程中允许的最大张力波动范围，调节对应摆动架设置的限位组件；

20、通过设置在摆动架上的配重块平衡张力轮的重力力矩；

21、分别将两根碳纤维纱线依次绕卷通过导入轮、张力轮、导出轮和排纱机构至收卷轴位置，启动第二动力装置开始收卷，并先后对两根碳纤维纱线进行人工上纱；

22、通过第二气缸拉动摆动架并将纱线张紧，设定第二气缸的拉力值使张力轮和导出轮位于同一水平面，并维持第二气缸拉力值恒定；

23、通过角度传感器检测摆动架的摆动角度，并反馈至控制中心；

24、随收卷轴上收卷卷径的增大，通过第一动力装置驱动转盘转动。

25、进一步的，在限位组件的调节过程中，具体调整摆动架上下两侧的上挡块和下挡块与导出轮所在安装平面间的夹角α，具体包括以下步骤：

26、根据张力轮初始位置及纱线收卷所设定的张力值，计算第二气缸的拉力值，具体通过如下公式：

27、

28、其中，f5为纱线收卷所设定的张力值，第二气缸的拉力为f1，力臂为l1，碳纤维纱线在张力轮上的合力为f2，力臂为l2，θ为张力轮初始位置f2与纱线间的夹角；

29、计算张力轮在纱线最大张力值下的拉紧位置，张力轮合力与纱线间的夹角，具体通过如下公式：

30、

31、其中，θ’、l1’、f’2依次表示纱线张紧在最大张力位置时，张力轮合力与纱线间的夹角、第二气缸的拉力力臂、纱线在张力轮上的合力力臂，f’5表示纱线收卷过程中允许的最大张力值；

32、最后计算上挡块和下挡块与导出轮所在安装平面间的夹角α，具体通过如下公式：

33、α＝2θ-2θ’。

34、进一步的，对两根碳纤维纱线进行人工上纱后，调节第二气缸的拉力值完成张力轮的位置调整；

35、再通过第一动力装置驱动转盘转动，实现两收卷轴收卷位置的切换，开始正常收卷。

36、本发明的有益效果为：

37、在本发明中，收卷机构设置有两个收卷轴，通过第二动力装置分别驱动收卷，通过第一动力装置驱动转动并实现两收卷轴的交替收卷，确保收卷机构的连续收卷；在同一收卷轴上设置有两锭卷筒，实现两根碳纤维纱线的同步收卷，提高收卷效率；通过直线模组上的两个导纱架分别驱动两根纱线沿卷筒轴向均匀排纱，再配合压辊机构实现两卷筒上纱线的稳定往复收卷；通过张力机构中的张力轮张紧纱线，并由第二气缸提供恒定的拉力张紧纱线，确保收卷质量。

38、在收卷过程中，第二气缸为张力轮提供恒定不变的拉力，当纱线出现松动情况时，第二气缸通过摆动架驱动张力轮移动并再次将纱线张紧，同时张力轮的移动将松动的纱线存储在张力机构的导轮之间，通过储纱的方式实现对松动纱线的张紧。张力轮的移动会改变纱线上的张力，通过对应摆动架设置的限位机构避免张力异常情况下摆动架在第二气缸作用下损坏，使纱线在张力允许范围内进行持续收卷。当角度传感器检测到摆动架持续与限位机构抵接，说明纱线张力失控，并及时进行预警处理。

技术特征：

1.一种碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，包括安装架(1)和设置其上的张力机构(2)、排纱机构(3)、压辊机构(4)和收卷机构(5)，所述压辊机构(4)位于所述排纱机构(3)下方且对应所述收卷机构(5)设置在其水平侧，所述张力机构(2)位于所述排纱机构(3)上方；

2.根据权利要求1所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，两所述张力机构(2)上的所述导出轮(222)分别对应所述第一卷筒(521)和所述第二卷筒(522)的中部位置设置在所述排纱机构(3)上方；

3.根据权利要求1所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，所述摆动架(22)设置在安装座(24)上并与其转动连接，在所述安装座(24)上对应所述摆动架(22)设置有限位组件(25)；

4.根据权利要求1所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，在所述摆动架(22)远离所述张力轮(221)的一端设置有配重块，在所述摆动架(22)上对应所述配重块开设有安装孔，所述安装孔朝向所述摆动架(22)的摆动中心设置。

5.根据权利要求1所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，所述摆臂(42)包括平行设置的支撑杆(421)和转动杆(422)，并通过连接座(423)固定连接，所述转动杆(422)与所述安装架(1)转动连接，所述下压辊(41)套设在所述支撑杆(421)上；

6.根据权利要求5所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，所述下压辊(41)分别对应所述第一卷筒(521)和所述第二卷筒(522)在所述支撑杆(421)上设置有两个；

7.根据权利要求3所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，其特征在于，在所述安装座(24)上对应所述摆动架(22)的安装位置设置有角度传感器。

8.一种碳纤维同轴双锭绕卷机构的收卷控制方法，其特征在于，采用上述权利要求1～7任一项所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构的收卷控制方法，其特征在于，在限位组件的调节过程中，具体调整摆动架上下两侧的上挡块和下挡块与导出轮所在安装平面间的夹角α，具体包括以下步骤：

10.根据权利要求8所述的碳纤维同轴双锭绕卷机构的收卷控制方法，其特征在于，对两根碳纤维纱线进行人工上纱后，调节第二气缸的拉力值完成张力轮的位置调整；

技术总结
本发明涉及碳纤维生产技术领域，尤其涉及一种碳纤维同轴双锭绕卷机构及其收卷控制方法，其中，收卷轴上设置有两锭卷筒，实现两根碳纤维纱线的同步收卷，通过直线模组上的两个导纱架配合压辊机构实现两卷筒的均匀收卷，通过张力机构中的张力轮张紧纱线，并由第二气缸提供恒定的拉力，确保收卷质量。当纱线出现松动情况时，第二气缸通过摆动架驱动张力轮移动并再次将纱线张紧，同时张力轮的移动将松动的纱线存储在张力机构的导轮之间，通过储纱的方式实现对松动纱线的张紧。张力轮的移动会改变纱线上的张力，通过对应摆动架设置的限位机构避免张力异常情况下摆动架在第二气缸作用下损坏，使纱线在张力允许范围内进行持续收卷。

技术研发人员：陈玉祥,贡文伟,周瑞,蒋国中,刘勇俊,陈香伟,周豪,张子宁,王晨宇
受保护的技术使用者：常州市新创智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7