一種基于時間計算卷徑的恒張力控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及鋼絲繩加工設備，特別設及一種基于時間計算卷徑的恒張力控制 裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，在國內絕大部分鋼絲繩生產廠家所用的生產設備，不管是搶股機還是成繩 機，都是采用簡易阻尼帶，在搶制時，依靠工人手工調整張力，通過調節(jié)螺母與彈黃之間 的壓緊程度來調節(jié)阻尼輪上的阻尼繩自由端松緊，W調節(jié)各放線工字輪上鋼絲或繩股的張 力。放線張力一經調整完畢，開機后就無法再調整了，只能聽其自然。在放線過程中，隨工字 輪卷徑的減小使放線速度又降低的趨勢，為保證恒線速度和恒張力需加快工字輪的轉速， 由于此時的阻尼繩對阻尼輪的制動力矩沒有改變，無法因工字輪的容量減小而使其轉速自 動提高，從而不足W保證放線速度的不變和恒張力放線。同時，此調節(jié)張力控制方式主要依 靠人工的熟練程度和責任屯、，因此受人為因素影響大，張力控制精度低，從而導致鋼絲繩搶 制不均勻、鋼絲繩的表面平整度及不松散程度均得不到保證，進而影響了鋼絲繩的外觀質 量和承載能力，大大縮短了鋼絲繩的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型的目的在于克服上述技術的不足，從而提供一種基于時間計算卷徑的 恒張力控制裝置，控制方便，且張力控制精度高。
[0004] 本實用新型所采用的技術方案是運樣的：一種基于時間計算卷徑的恒張力控制 裝置，包括線軸架、轉動設置于所述線軸架上的工字輪，所述線軸架上設置有用于供電的電 源，所述線軸架的一側設置有電機，所述電機的電機軸與絲杠相固定連接，所述絲杠上設置 有絲杠螺母副，所述線軸架另一側設置有拉力傳感器，所述絲杠螺母副與所述拉力傳感器 之間通過阻尼繩相連接，所述拉力傳感器與所述阻尼繩之間連接有彈黃，所述工字輪上固 定設置有與所述阻尼繩相配合的轉輪，所述線軸架上還設置有張力控制器，所述拉力傳感 器W及所述電機均與所述張力控制器相連接。
[0005] 進一步改進的是：所述張力控制器包括單片機、帶有轉換器的微步驅動器、串行顯 示驅動器、L邸數(shù)碼管，單片機為ATMEGA8-5型單片機，微步驅動器為A3984型帶轉換器的 DMOS微步驅動器，串行顯示驅動器為MAX7219型串行顯示驅動器，ATMEGA8是一種非常特 殊的單片機，忍片內部集成了較大容量的存儲器和豐富強大的硬件接口電路，包括定時器、 PWM通道、片內模擬比較器等功能部件，能夠為張力控制系統(tǒng)提供所需的大部分模擬和數(shù)字 外設，A3984用于驅動步進電機，省去了?？诘牟竭M電機驅動器，既降低了成本又減小安裝 空間，簡單的步進輸入只需"STEP"(步進）和"DIR"(方向）2條輸入線，輸出由DMOS的 雙H橋完成。通過"STEP"腳簡單的輸入1個脈沖就可W使電機完成1次步進，省去了相 序表，高頻控制線及復雜的編程接口，MAX7219忍片是用來驅動L邸數(shù)碼管的數(shù)字顯示，可 W顯示當前的工作時間、張力值大小。
[0006] 進一步改進的是：所述張力控制器上還設置有用于手動調節(jié)阻尼繩松緊度W及鋼 絲的初始張力大小的手調按鈕。
[0007] 進一步改進的是：所述線軸架上固定設置有傳感器安裝架，所述拉力傳感器固定 設置于所述傳感器安裝架上，所述拉力傳感器上具有用于連接所述阻尼繩的吊耳。
[0008] 進一步改進的是：所述線軸架上固定設置有安裝板，所述安裝板上設置有電機架 W及夾持板，所述電機固定設置于所述電機架上，所述夾持板位于所述絲杠兩側，所述夾持 板上具有刻度。
[0009] 進一步改進的是：鋼絲在所述工字輪上的纏繞模型為并列型。
[0010] 進一步改進的是：所述電機為步進電機。
[0011] 通過采用前述技術方案，本實用新型的有益效果是：通過絲桿步進電機來控制阻 尼繩的松緊度的控制方法，保持每股鋼絲的張力在傳輸過程保持恒定，各鋼絲間的張力也 趨于一致的恒張力控制裝置。
【附圖說明】
[0012] 圖1是控制器原理圖；
[0013] 圖2是本實用新型示意圖一；
[0014] 圖3是本實用新型示意圖二。
[001引其中：1-線軸架，2-安裝板，3-電機架，4-電機，5-絲桿螺母副，6-夾持板，7-絲 化8-電源，9-阻尼繩，10-控制器，11-工字輪，12-鋼絲，13-傳感器支架，14-拉力傳感器， 15-吊耳，16-彈黃。
【具體實施方式】
[0016]W下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本實用新型。
[0017] 本實用新型是通過W下措施實現(xiàn)的，其方法是，建立工字輪11上鋼絲12的纏繞模 型，在放線過程用基于時間的方法來計算實時卷徑值的大小，然后，將計算的卷徑值放入控 制程序中，發(fā)出控制信號，控制絲桿步進電機4的旋轉方向和步距，從而調節(jié)阻尼繩9的松 緊度，達到恒張力控制。
[0018] 具體而言，各步驟實施過程包括如下：
[0019] 1.確定鋼絲12的纏繞模型
[0020] 鋼絲12纏繞在工字輪11上是采用排線機構，排線機構的作用就是為了使鋼絲12 沿軸線均勻、有規(guī)律地纏繞在工字輪11上，收線工字輪11上鋼絲12之間沒有間隙、排列 整齊、不素亂，在沒有滑移的情況下，鋼絲12排列緊密，同一層面高低一致，分層有序，所W 說鋼絲12在工字輪11上纏繞模型是有規(guī)律的，其纏繞模型有并列繞和交叉繞兩種，經過 計算分析知，并列型的鋼絲12纏繞模型的填充系數(shù)不超過0. 785, 一般在0. 7-0. 785之間； 交叉型的鋼絲12纏繞模型的填充系數(shù)可高達0. 9,主要集中在0. 759-0. 902,鋼絲12纏 繞容量越大，填充系數(shù)就越大，排列的越密集。在實際生產中，鋼絲12纏繞的填充系數(shù)在 0. 7-0. 76。由實際數(shù)據可知，實際生產的鋼絲12纏繞模型主要是并列型，可根據并列型模 型計算鋼絲12的長度。
[0021] 2.列出時間與卷徑的函數(shù)關系
[0022] 工字輪11上的鋼絲12放卷和卷繞是一個逆過程，在有張力放卷過程中，其模型是 不會改變的，當鋼絲12的傳輸速度恒定時，鋼絲12放卷的時間t與卷徑D的關系成某種函 數(shù)關系；
其中，d為鋼絲12直徑，m為工字輪11上鋼絲12牽數(shù)，通過上式可驗證時間t與卷徑D的 關系是否正確，是否與實際的生產過程相符合，在工廠生產過程中，每隔半個小時停機一次 測量卷徑的大小。
[0024] 3.機械結構的設計
[00巧]對放卷工字輪11和鋼絲12在傳輸過程受力可知，制動力矩是與工字輪11積線 卷積成非線性函數(shù)關系的，隨著卷徑的減小，若適時適當改變阻尼繩9的制動力，將可W保 證張力的恒定，在GGTN-7-165管式搶股機上對原先的張力控制系統(tǒng)進行改造，將原有張力 控制系統(tǒng)中的調節(jié)螺栓換成絲桿電機4,通過電機4驅動螺母副的移動，從而改變對阻尼繩 9的拉緊或放松的程度，還具有自鎖保持功能，本套張力控制系統(tǒng)裝置主要有絲桿電機4組 成，此控制系統(tǒng)結構簡單，方便有效，不需要改變原有線軸架1的尺寸，降低了成本。
[002引如圖1-圖3所示，本實用新型的一種基于時間計算卷徑的恒張力控制裝置，包括 線軸架1、轉動設置于所述線軸架1上的工字輪11，所述線軸架1上設置有用于供電的電源 8,所述線軸架1的一側設置有電機4,所述電機4的電機4軸與絲杠7相固定連接，所述絲 杠7上設置有絲杠螺母副5,所述線軸架1另一側設置有拉力