專利名稱：張力控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對各種可卷繞產(chǎn)品在卷繞過程中的張力進行控制的裝置。
在紡織、印染、造紙、印刷、擠膜、拉絲、電纜等工業(yè)生產(chǎn)中常常要對產(chǎn)品進行卷繞。在卷繞過程中要求保持產(chǎn)品的張力不變，這是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)行的張力控制裝置是采用張緊輥、固定輥、彈簧和荷重傳感器及其控制器來配合磁粉制動器而構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝困難，且控制精度低。
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、控制精度高的張力控制裝置。
本發(fā)明是采用轉(zhuǎn)角傳感器及控制器配合磁粉制動器而構(gòu)成。即在產(chǎn)品的卷軸4及對應(yīng)的機架1上設(shè)置轉(zhuǎn)動信號元件3及轉(zhuǎn)角傳感器2，傳感器通過導(dǎo)線與能將產(chǎn)品卷繞信息轉(zhuǎn)化為張力控制信息的控制器6相連接，控制器再通過導(dǎo)線與磁粉制動器5相連，而磁粉制動器則與產(chǎn)品的卷軸相連。
能將產(chǎn)品卷繞信息轉(zhuǎn)化為張力控制信息的控制器6由可逆計數(shù)器、數(shù)模變換器、放大器、門電路等元器件組成。開關(guān)7的一個接線端A與轉(zhuǎn)角傳感器2相連，另一個接線端B接振蕩器19和分頻器20；開關(guān)8與開關(guān)7相連；開關(guān)8的一個接線端C和與門9的一個輸入端相連，另一個接線端D和與門10的一個輸入端相連；與門9的輸出端與可逆計數(shù)器11的減法輸入端相連，與門10的輸出端與可逆計數(shù)器11的加法輸入端相連；可逆計數(shù)器11的輸出端與數(shù)模變換器14的輸入端一一對應(yīng)相連，并且從高位輸出端起依次接或門12的八個輸入端和與非門13的七個輸入端；或門12的輸出端接到與門9的另一個輸入端上，與非門13的輸出端接到與門10的另一輸入端上；數(shù)模變換器14的啟動端與分頻器20相連，輸出端依次接電流電壓變換器15、同相放大器16和復(fù)合管功率放大器17后與磁粉制動器5相連；同相放大器16的輸出端經(jīng)電位器18分壓后，通過一電阻接到其反相端，電位器18另一端接地；復(fù)合管功率放大器17的集電極接電源。
轉(zhuǎn)角傳感器2以采用霍爾元件安裝在機架上為好，此時轉(zhuǎn)動信號元件3就采用在產(chǎn)品卷軸上安裝至少一塊磁鋼片。
附

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖。
附圖2本發(fā)明的控制器線路原理圖。
本發(fā)明沒有采用以往一直所采用的通過荷重變化來控制張力的方法，而是獨辟蹊徑，采用先進的數(shù)字控制技術(shù)來進行張力控制。它將產(chǎn)品卷軸轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)動圈數(shù)通過安裝在卷軸4上的轉(zhuǎn)動信號元件3和安裝在機架1上的轉(zhuǎn)角傳感器2轉(zhuǎn)換成電脈沖，然后通過控制器中的開關(guān)7、8和與門9、10將該電脈沖信號送入可逆計數(shù)器11中進行加減法運算(其中與門9和或門12構(gòu)成減法運算防溢出電路，與門10和與非門13構(gòu)成加法運算防溢出電路)，經(jīng)計數(shù)器11運算后的脈沖數(shù)由數(shù)模變換器14轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏髁?數(shù)模變換器的啟動由振蕩器19和分頻器20來實現(xiàn))，通過電流電壓變換器15、同相放大器16和復(fù)合管功率放大器17放大成可控制磁粉制動器5工作的電流信號，經(jīng)磁粉制動器轉(zhuǎn)換成所需的阻尼力作用于產(chǎn)品卷軸4上。
在產(chǎn)品卷繞過程中，如果阻尼力不變的話，產(chǎn)品的張力要隨卷徑的變化而變化，且成反比關(guān)系。以放卷為例，隨著卷徑的減小，產(chǎn)品的張力要增大。為了保持張力不變，通過可逆計數(shù)器進行減法運算即預(yù)置最大卷徑的層數(shù)，隨著轉(zhuǎn)動脈沖數(shù)的增加，計數(shù)器運算后的余數(shù)減少，這樣經(jīng)數(shù)模變換后的模擬量減小，通入磁粉制動器中的電流隨之減少，對卷軸產(chǎn)生的阻尼力亦減小。由于磁粉制動器產(chǎn)生的阻尼力與通過它的電流成正比，綜合效果是產(chǎn)品的張力保持不變。同樣道理，對于收卷過程，只要通過可逆計數(shù)器進行加法運算即可保持張力不變。
在控制器中，開關(guān)7和開關(guān)8是進行“預(yù)置”和“控制”切換的，開關(guān)8還用來進行“放卷”和“收卷”切換。當開關(guān)7置于接線端B時，振蕩器19產(chǎn)生的脈沖信號進入可逆計數(shù)器，通過開關(guān)8控制加法或減法運算即可得到所需的初始卷繞層數(shù)；當開關(guān)7置于接線端A時，即進入實際控制過程。開關(guān)8置于接線端C時，可逆計數(shù)器進行減法運算，即適用于放卷過程；開關(guān)8置于接線端D時，可逆計數(shù)器進行加法運算，即適用于收卷過程。同相放大器12所連接的電位器14是用于對不同的產(chǎn)品進行給定張力的調(diào)整。
轉(zhuǎn)角傳感器可以采用光電傳感或電磁傳感等，在本發(fā)明中采用霍爾元件配合作轉(zhuǎn)動信號元件的磁鋼片使用，安裝方便，信號可靠，且不影向主機的工作。磁鋼片為卷軸上對稱分布的兩塊，以增加轉(zhuǎn)角分辨率?？赡嬗嫈?shù)器、數(shù)模變換器及相應(yīng)的與非門、或門均采用集成電路，當計數(shù)器和數(shù)模變換器采用12位時，可控制最大卷繞層數(shù)達4096層。振蕩器的頻率為30赫，既用于層數(shù)預(yù)置，又能通過分頻器實現(xiàn)每0.3秒左右啟動一次數(shù)模變換器，使阻尼力的變化緊跟產(chǎn)品卷徑變化。功率放大采用兩級復(fù)合管，電流則采用50伏的直流電源。
本發(fā)明由于采用轉(zhuǎn)角傳感器來代替荷重傳感器及其固定輥、張緊輥和彈簧，并且控制器中采用集成電路和電子元器件，使得結(jié)構(gòu)大大簡化，安裝使用方便，可靠性提高，成本亦相應(yīng)降低50％左右；又因采用的是數(shù)字控制技術(shù)，使控制精度和靈敏度得到提高，控制器精度達0.5％，整套裝置的精度達1％。本發(fā)明可適用于紡織、印染、造紙、印刷、塑料擠膜、拉絲、磁帶、電線電纜等各種厚薄產(chǎn)品的卷繞過程。
權(quán)利要求
1.一種張力控制裝置，其控制器(6)通過導(dǎo)線與磁粉制動器(5)相連，磁粉制動器則與產(chǎn)品的卷軸(4)相連，其特征為在產(chǎn)品的卷軸(4)及對應(yīng)的機架(1)上設(shè)置轉(zhuǎn)動信號元件(3)及轉(zhuǎn)角傳感器(2)，傳感器通過導(dǎo)線與能將產(chǎn)品卷繞信息轉(zhuǎn)化為張力控制信息的控制器(6)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的張力控制裝置，其特征為在控制器(6)中，開關(guān)(7)的一個接線端A與轉(zhuǎn)角傳感器(2)相連，另一個接線端B接振蕩器(19)和分頻器(20)；開關(guān)(8)的一個接線端C和與門(9)的一個輸入端相連，另一個接線端D和與門(10)的一個輸入端相連；與門(9)的輸出端與可逆計數(shù)器(11)的減法輸入端相連，與門(10)的輸出端與可逆計數(shù)器(11)的加法輸入端相連；可逆計數(shù)器(11)的輸出端與數(shù)模變換器(14)的輸入端一一對應(yīng)相連，并且從高位輸出端起依次接或門(12)的八個輸入端和與非門(13)的七個輸入端；或門(12)的輸出端接到與門(9)的另一個輸入端上，與非門(13)的輸出端接到與門(10)的另一個輸入端上；數(shù)模變換器(14)的啟動端與分頻器(20)相連，輸出端依次接電流電壓變換器(15)、同相放大器(16)和復(fù)合管功率放大器(17)后與磁粉制動器(5)相連；同相放大器(16)的輸出端經(jīng)電位器(18)分壓后通過一電阻接到其反相端，電位器(18)的另一端接地；復(fù)合管功率放大器(17)的集電極接電源。
3.如權(quán)利要求1或2所述的張力控制裝置，其特征為轉(zhuǎn)角傳感器(2)采用霍爾元件，安裝在機架(1)上，轉(zhuǎn)動信號元件(3)則采用在產(chǎn)品卷軸(4)上安裝至少一塊磁鋼片。
全文摘要
本發(fā)明涉及對各種可卷繞產(chǎn)品在卷繞過程中的張力進行控制的裝置。它由轉(zhuǎn)角傳感器2及其控制器6配合磁粉制動器5而構(gòu)成，與以往采用荷重傳感器及張緊輥、固定輥等組成的張力控制裝置相比，結(jié)構(gòu)大大簡化，安裝使用方便，可靠性提高而成本降低，控制精度可達1％，阻尼力緊跟產(chǎn)品卷徑變化而變化。它適用于紡織、印染、造紙、印刷、塑料擠膜、拉絲、磁帶、電線電纜等各種厚薄產(chǎn)品的卷繞過程。
文檔編號B65H59/00GK1116607SQ9411150
公開日1996年2月14日 申請日期1994年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
發(fā)明者李素芬 申請人:南京航空航天大學(xué)