一种碳纤维展纤放卷系统及其控制方法与流程

本发明涉及碳纤维材料预成型，尤其涉及一种碳纤维展纤放卷系统及其控制方法。

背景技术：

1、碳纤维整经展纤生产过程中要求将若干碳纤维纱线从卷筒放卷导出，并经过展纤后将树脂撒在碳纤维展纤片上，然后进行加热，将树脂与碳纤维展纤片结合，使碳纤维展纤片定型。

2、在连续生产过程中，碳纤维纱线卷筒在放卷电机的驱动下连续放卷，随着时间的推移，放纱电机会产生较大的温升，从而影响其扭矩输出，不利于碳纤维纱线放卷过程中的张力控制。

技术实现思路

1、本发明提供了一种碳纤维展纤放卷系统及其控制方法，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、一种碳纤维展纤放卷系统的控制方法，包括以下步骤：

4、启动放纱电机对套设于所述涨紧轴上的卷筒进行放卷，启动牵拉电机对放卷出的纱线进行牵拉输送；

5、通过传感器监测涨紧轴处放卷卷径，并根据设定张力值调节放纱电机扭矩；

6、采集放纱电机的温度变化量，并对放纱电机进行扭矩补偿。

7、进一步的，通过计算放纱电机温度变化前后的扭矩变化确认补偿扭矩，具体采用如下公式：

8、δm＝m2-m1＝9550·u22/(n2·r2)-9550·u12/(n1·r1)；

9、其中，δm表示补偿扭矩，m1和m2分别表示放纱电机在温度变化前后的扭矩，r1和r2分别表示放纱电机在温度变化前后的绕组阻值，u1和u2分别表示放纱电机在温度变化前后接入的电压值，通过三相变送器实时监测，n1和n2分别表示放纱电机在温度变化前后的转速，配合磁旋转编码器实时监测。

10、进一步的，放纱电机在温度变化后的绕组阻值采用如下公式计算：

11、r2＝r1·(1+α·δt)；

12、可得：

13、δm＝9550·u22/(n2·r1·(1+α·δt))-9550·u12/(n1·r1)；

14、其中，α表示温度系数，δt表示温度变化量。

15、进一步的，通过在放纱电机的集成电路板上增设热敏电阻，监测放纱电机的温度变化量；

16、对应热敏电阻设置采样电路，并根据热敏电阻所对应的温度t与电阻值rt的关系图表，输出热敏电阻不同阻值所对应的温度，计算温度变化量。

17、进一步的，对应热敏电阻所设置的采样电路包括串联的第三电阻和第四电阻，并将热敏电阻配合第五电阻与第四电阻并联接入；

18、将电压表接入采样电路并监测第四电阻处的电压值，根据分压原理计算热敏电阻的电阻值，具体采用如下公式：

19、

20、其中，r3、r4和r5分别表示第三电阻、第四电阻和第五电阻的固定阻值，v表示采样电路的输入电压，v0表示电压表所采集的电压值。

21、进一步的，通过设置在放纱电机输出轴上的磁铁，并配合磁旋转编码器监测放纱电机的输出轴转速n，具体包括以下步骤：

22、将放纱电机输出轴每次起点作为原点，并记将输出轴旋转一圈细分为多个小格，输出轴转动一个小格后计数加1；

23、设一秒内电机转过原点m1圈，定时器计时为t1，剩下的半圈为m2小格，定时器计时每小格耗时t2；

24、n＝m1*t1+m2*t2；

25、其中，m1，m2通过磁旋转编码器读得数据，t1，t2通过嵌入式中央处理器运算得到。

26、一种碳纤维展纤放卷系统，采用上述控制方法，包括沿纱线输送方向依次设置的放卷纱架、集纱架和展纤收卷机构；

27、所述放卷纱架包括设置其上的多个涨紧轴，所述涨紧轴通过放纱电机驱动转动，对应所述涨紧轴的旋转轴心设置有传感器；

28、所述收卷机构包括牵拉辊，所述牵拉辊通过牵拉电机驱动转动。

29、进一步的，在所述气涨轴外圈设置有多个弹簧片，所述弹簧片沿所述气涨轴周向均匀布设，并沿其轴向设置有多组，且沿所述气涨轴轴向设置的相邻两组所述弹簧片错位布设。

30、本发明的有益效果为：

31、本发明提供了一种展纤机放纱电机高精度控制方法，在原有基础上增加了温度补偿功能，保证了纱线张力的高精度控制。

技术特征：

1.一种碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，通过计算放纱电机温度变化前后的扭矩变化确认补偿扭矩，具体采用如下公式：

3.根据权利要求2所述的碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，放纱电机在温度变化后的绕组阻值采用如下公式计算：

4.根据权利要求1所述的碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，通过在放纱电机的集成电路板上增设热敏电阻，监测放纱电机的温度变化量；

5.根据权利要求4所述的碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，对应热敏电阻所设置的采样电路包括串联的第三电阻和第四电阻，并将热敏电阻配合第五电阻与第四电阻并联接入；

6.根据权利要求2所述的碳纤维展纤放卷系统的控制方法，其特征在于，通过设置在放纱电机输出轴上的磁铁，并配合磁旋转编码器监测放纱电机的输出轴转速n，具体包括以下步骤：

7.一种碳纤维展纤放卷系统，其特征在于，采用上述权利要求1～6任一项所述的控制方法，包括沿纱线输送方向依次设置的放卷纱架(1)、集纱架(2)和展纤收卷机构(3)；

8.根据权利要求7所述的碳纤维展纤放卷系统，其特征在于，在所述气涨轴外圈设置有多个弹簧片(41)，所述弹簧片(41)沿所述气涨轴周向均匀布设，并沿其轴向设置有多组，且沿所述气涨轴轴向设置的相邻两组所述弹簧片(41)错位布设。

技术总结
本发明涉及碳纤维材料预成型技术领域，尤其涉及一种碳纤维展纤放卷系统及其控制方法，碳纤维展纤放卷系统包括沿纱线输送方向依次设置的放卷纱架、集纱架和展纤收卷机构；放卷纱架包括设置其上的多个涨紧轴，涨紧轴通过放纱电机驱动转动，对应涨紧轴的旋转轴心设置有传感器；收卷机构包括牵拉辊，牵拉辊通过牵拉电机驱动转动。启动放纱电机对套设于涨紧轴上的卷筒进行放卷，启动牵拉电机对放卷出的纱线进行牵拉输送；通过传感器监测涨紧轴处放卷卷径，并根据设定张力值调节放纱电机扭矩；采集放纱电机的温度变化量，并对放纱电机进行扭矩补偿。实现展纤机放纱电机高精度控制，在原有基础上增加了温度补偿功能，保证了纱线张力的高精度控制。

技术研发人员：谈源,陈玉祥,蒋国中,刘勇俊,陈香伟,周豪,张子宁
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：2024/2/25