专利名称：张力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对各种可卷绕产品在卷绕过程中的张力进行控制的装置。
在纺织、印染、造纸、印刷、挤膜、拉丝、电缆等工业生产中常常要对产品进行卷绕。在卷绕过程中要求保持产品的张力不变，这是保证产品质量的关键问题。现行的张力控制装置是采用张紧辊、固定辊、弹簧和荷重传感器及其控制器来配合磁粉制动器而构成，其结构复杂、安装困难，且控制精度低。
本发明的目的在于提供一种结构简单、安装方便、控制精度高的张力控制装置。
本发明是采用转角传感器及控制器配合磁粉制动器而构成。即在产品的卷轴4及对应的机架1上设置转动信号元件3及转角传感器2，传感器通过导线与能将产品卷绕信息转化为张力控制信息的控制器6相连接，控制器再通过导线与磁粉制动器5相连，而磁粉制动器则与产品的卷轴相连。
能将产品卷绕信息转化为张力控制信息的控制器6由可逆计数器、数模变换器、放大器、门电路等元器件组成。开关7的一个接线端A与转角传感器2相连，另一个接线端B接振荡器19和分频器20；开关8与开关7相连；开关8的一个接线端C和与门9的一个输入端相连，另一个接线端D和与门10的一个输入端相连；与门9的输出端与可逆计数器11的减法输入端相连，与门10的输出端与可逆计数器11的加法输入端相连；可逆计数器11的输出端与数模变换器14的输入端一一对应相连，并且从高位输出端起依次接或门12的八个输入端和与非门13的七个输入端；或门12的输出端接到与门9的另一个输入端上，与非门13的输出端接到与门10的另一输入端上；数模变换器14的启动端与分频器20相连，输出端依次接电流电压变换器15、同相放大器16和复合管功率放大器17后与磁粉制动器5相连；同相放大器16的输出端经电位器18分压后，通过一电阻接到其反相端，电位器18另一端接地；复合管功率放大器17的集电极接电源。
转角传感器2以采用霍尔元件安装在机架上为好，此时转动信号元件3就采用在产品卷轴上安装至少一块磁钢片。
附
图1本发明的结构连接示意图。
附图2本发明的控制器线路原理图。
本发明没有采用以往一直所采用的通过荷重变化来控制张力的方法，而是独辟蹊径，采用先进的数字控制技术来进行张力控制。它将产品卷轴转动时的转动圈数通过安装在卷轴4上的转动信号元件3和安装在机架1上的转角传感器2转换成电脉冲，然后通过控制器中的开关7、8和与门9、10将该电脉冲信号送入可逆计数器11中进行加减法运算(其中与门9和或门12构成减法运算防溢出电路，与门10和与非门13构成加法运算防溢出电路)，经计数器11运算后的脉冲数由数模变换器14转变为电流量(数模变换器的启动由振荡器19和分频器20来实现)，通过电流电压变换器15、同相放大器16和复合管功率放大器17放大成可控制磁粉制动器5工作的电流信号，经磁粉制动器转换成所需的阻尼力作用于产品卷轴4上。
在产品卷绕过程中，如果阻尼力不变的话，产品的张力要随卷径的变化而变化，且成反比关系。以放卷为例，随着卷径的减小，产品的张力要增大。为了保持张力不变，通过可逆计数器进行减法运算即预置最大卷径的层数，随着转动脉冲数的增加，计数器运算后的余数减少，这样经数模变换后的模拟量减小，通入磁粉制动器中的电流随之减少，对卷轴产生的阻尼力亦减小。由于磁粉制动器产生的阻尼力与通过它的电流成正比，综合效果是产品的张力保持不变。同样道理，对于收卷过程，只要通过可逆计数器进行加法运算即可保持张力不变。
在控制器中，开关7和开关8是进行“预置”和“控制”切换的，开关8还用来进行“放卷”和“收卷”切换。当开关7置于接线端B时，振荡器19产生的脉冲信号进入可逆计数器，通过开关8控制加法或减法运算即可得到所需的初始卷绕层数；当开关7置于接线端A时，即进入实际控制过程。开关8置于接线端C时，可逆计数器进行减法运算，即适用于放卷过程；开关8置于接线端D时，可逆计数器进行加法运算，即适用于收卷过程。同相放大器12所连接的电位器14是用于对不同的产品进行给定张力的调整。
转角传感器可以采用光电传感或电磁传感等，在本发明中采用霍尔元件配合作转动信号元件的磁钢片使用，安装方便，信号可靠，且不影向主机的工作。磁钢片为卷轴上对称分布的两块，以增加转角分辨率。可逆计数器、数模变换器及相应的与非门、或门均采用集成电路，当计数器和数模变换器采用12位时，可控制最大卷绕层数达4096层。振荡器的频率为30赫，既用于层数预置，又能通过分频器实现每0.3秒左右启动一次数模变换器，使阻尼力的变化紧跟产品卷径变化。功率放大采用两级复合管，电流则采用50伏的直流电源。
本发明由于采用转角传感器来代替荷重传感器及其固定辊、张紧辊和弹簧，并且控制器中采用集成电路和电子元器件，使得结构大大简化，安装使用方便，可靠性提高，成本亦相应降低50％左右；又因采用的是数字控制技术，使控制精度和灵敏度得到提高，控制器精度达0.5％，整套装置的精度达1％。本发明可适用于纺织、印染、造纸、印刷、塑料挤膜、拉丝、磁带、电线电缆等各种厚薄产品的卷绕过程。
权利要求
1.一种张力控制装置，其控制器(6)通过导线与磁粉制动器(5)相连，磁粉制动器则与产品的卷轴(4)相连，其特征为在产品的卷轴(4)及对应的机架(1)上设置转动信号元件(3)及转角传感器(2)，传感器通过导线与能将产品卷绕信息转化为张力控制信息的控制器(6)相连接。
2.如权利要求1所述的张力控制装置，其特征为在控制器(6)中，开关(7)的一个接线端A与转角传感器(2)相连，另一个接线端B接振荡器(19)和分频器(20)；开关(8)的一个接线端C和与门(9)的一个输入端相连，另一个接线端D和与门(10)的一个输入端相连；与门(9)的输出端与可逆计数器(11)的减法输入端相连，与门(10)的输出端与可逆计数器(11)的加法输入端相连；可逆计数器(11)的输出端与数模变换器(14)的输入端一一对应相连，并且从高位输出端起依次接或门(12)的八个输入端和与非门(13)的七个输入端；或门(12)的输出端接到与门(9)的另一个输入端上，与非门(13)的输出端接到与门(10)的另一个输入端上；数模变换器(14)的启动端与分频器(20)相连，输出端依次接电流电压变换器(15)、同相放大器(16)和复合管功率放大器(17)后与磁粉制动器(5)相连；同相放大器(16)的输出端经电位器(18)分压后通过一电阻接到其反相端，电位器(18)的另一端接地；复合管功率放大器(17)的集电极接电源。
3.如权利要求1或2所述的张力控制装置，其特征为转角传感器(2)采用霍尔元件，安装在机架(1)上，转动信号元件(3)则采用在产品卷轴(4)上安装至少一块磁钢片。
全文摘要
本发明涉及对各种可卷绕产品在卷绕过程中的张力进行控制的装置。它由转角传感器2及其控制器6配合磁粉制动器5而构成，与以往采用荷重传感器及张紧辊、固定辊等组成的张力控制装置相比，结构大大简化，安装使用方便，可靠性提高而成本降低，控制精度可达1％，阻尼力紧跟产品卷径变化而变化。它适用于纺织、印染、造纸、印刷、塑料挤膜、拉丝、磁带、电线电缆等各种厚薄产品的卷绕过程。
文档编号B65H59/00GK1116607SQ9411150
公开日1996年2月14日 申请日期1994年11月25日 优先权日1994年11月25日
发明者李素芬 申请人:南京航空航天大学