一种绕线机同步主动送线张力控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102530648A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102530648A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210025942.6(22)申请日2012.02.07(71)申请人杭州奥士玛数控设备有限公司地址310012浙江省杭州市文三路249号五层521室(72)发明人刘次近(74)专利代理机构杭州浙科专利事务所33213代理人吴秉中(51)Int.Cl.B65H59/38(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称一种绕线机同步主动送线张力控制系统(57)摘要本发明涉及一种绕线机，具体为一种绕线机同步主动送线张力控制系统。其特征在于：在张力杆与张力弹簧的连接端设置角度电位器，角度电位器的信号输出端连接绕线机的主控制器，在过线机构中设置有主动送线轮，该主动送线轮连接送线电机，送线电机与绕线机的主控制器相连；所述的主控制器的工作程序采用C语言编制，主控制器采集角度电位器的角度信号，经主控制器处理后输出控制信号控制送线电机工作。本发明的张力器采用非接触式光学角度电位器、由直流无刷送线电机控制的主动送线轮及自适应的PID算法，使张力器的线速度达20米/秒，可绕线径范围是ø0.01-ø0.2mm,解决了高转速下与主轴转速同步变化恒定张力的难题。CN10253648ACN102530648A权利要求书1/1页1.一种绕线机同步主动送线张力控制系统，其绕线机的张力器主要由机座、过线机构、张力杆、张力弹簧构成，过线机构设置在张力杆的下方，漆包线经过线机构和张力杆末端的滑轮与收线端的收线轮相连，其特征在于：在张力杆与张力弹簧的连接端设置角度电位器，角度电位器的信号输出端连接绕线机的主控制器，在过线机构中设置有主动送线轮，该主动送线轮连接送线电机，送线电机与绕线机的主控制器相连；所述的主控制器的工作程序采用C语言编制，主控制器采集角度电位器的角度信号，经主控制器处理后输出控制信号控制送线电机工作。2.根据权利要求1所述的一种绕线机同步主动送线张力控制系统，其特征在于所述的送线电机采用直流无刷电机。3.根据权利要求1所述的一种绕线机同步主动送线张力控制系统，其特征在于所述的角度电位器采用非接触式光学角度电位器。4.根据权利要求1所述的一种绕线机同步主动送线张力控制系统，其特征在于所述的主控制器连接有显示模块，实时显示张力信息。5.根据权利要求1所述的一种绕线机同步主动送线张力控制系统，其特征在于所述主控制器工作程序的编制算法如下：根据虎克定律，弹簧的伸长量与所受力的大小成正比，即F=K×△x，其中F为弹簧拉力，K为弹簧劲度系数，△x为弹簧形变量；控制弹簧的形变量△x就是控制角度电位器的转角，控制送线电机的转速能够使角度电位器的转角稳定在一个设定值，从而使绕线的线速度稳定在一个设定值，采用自适应的PID算法得到如下公式：V=Kp×e(t)+Ki×∑e(t)+Kd×[e(t)-e(t-1)]其中，e(t)为角度基本偏差,表示当前测量值与设定值间的差，这是用于比例项的变动数据；∑e(t)为累计偏差，∑e(t)=e(t)+e(t-1)+e(t-2)+…+e(1)，这是每一次测量到的偏差值的总和，这是用于积分项的变动数据；e(t)-e(t-1)为基本偏差的相对偏差，用本次的基本偏差减去上一次的基本偏差，可以考察当前控制对象的趋势，用于微分项的变动数据；三个基本参数Kp、Ki、Kd，分别为比例常数、积分常数、微分常数，经现场调试可得；系统对速度的控制选取在一个循环周期内根据角度变化计算送线电机的速度并刷新，电机运行速度较快，循环周期取值为5毫秒；三个基本参数Kp、Ki、Kd由试验确定，然后在实际运行过程中进行调节,本控制系统中，取Kp=55%、Ki=0.4%-3%、Kd=0-1%,并根据运行状况调节。2CN102530648A说明书1/3页一种绕线机同步主动送线张力控制系统技术领域[0001]本发明涉及一种绕线机，具体为一种绕线机同步主动送线张力控制系统。背景技术[0002]绕线机工作过程中对漆包线张紧力的控制至关重要，张紧力过小会影响线圈精度和绕线致密度，张紧力过大则有可能造成断线故障，从而影响设备生产效率。[0003]传统的机械接触式摩擦轮张力器，张紧力由弹簧压紧力所产生的机械摩擦力提供，可通过调节弹簧压力的大小来调节张紧力的大小。由于这种摩擦轮张力器是靠机械滑动摩擦力来产生张紧力，由于机械式的动、静摩擦力差异较大，且动摩擦系数与摩擦表面相对运动速度成正比，特别在高线速度状态时此种张力器的张紧力几乎直线增大，稳定性较差，而且我们知道过线轮轴承在高转速状态下的阻力已经上升成为一个主要因素，不能将其忽略，因此对于对张紧力控制要求非