一种张力控制系统的制作方法

本发明涉及张力控制，具体为一种张力控制系统。

背景技术：

1、在常见的自动化设备领域(涂布机、模切机、分切机、卷绕镀膜)，收放卷控制是设备最重要的技术之一。收卷轴半径逐渐变大，放卷轴半径逐渐小，将导致张力发生变化。张力变大将导致卷料拉伸形变，甚至断裂；张力过小将导致卷料起皱。在真空卷绕镀膜应用中，张力波动严重影响卷绕镀膜过程中的膜厚均匀性。 防爆除

2、现有的张力控制系统具有以下问题：

3、1、采用数码管显示张力值，造成数据信息显示不全面；

4、2、采用mcu芯片控制，资源有限，后续不能更改功能；

5、3、无法实现根据卷材的特征性质自动调整张力控制系统的工作参数。

技术实现思路

1、本发明提供一种张力控制系统，以用解决上述提出的技术问题中的任一项。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种张力控制系统，包括张力控制器、控制装置和卷取装置，控制装置与张力控制器电连接，卷取装置包括导向辊、浮动辊、浮辊电位器、安装辊，安装辊用于安装卷材，安装辊由电机通过减速器减速后驱动，电机连接有编码器；张力控制器分别与编码器、浮辊电位器、张力检测器和显示器电连接，显示器包括设定模块和显示模块，张力检测器用于卷取装置中卷材的张力检测。

3、优选的，设定模块用于进行张力设定、锥度设定，显示模块用于显示张力数据、锥度数据、卷径数据、浮辊点位数据。

4、优选的，控制芯片采用fpga芯片。

5、优选的，控制芯片中写入有控制程序，控制程序中添加有多重滤波算法，滤波算法包括：限幅滤波法，中位值滤波法，算术平均滤波法，递推平均滤波法，中位值平均滤波法，限幅平均滤波法。

6、优选的，控制装置包括电气调节器、磁粉离合器、磁粉制动器、ac伺服放大器和变频器，电气调节器包括气动离合器、气动制动器，气动离合器、气动制动器、磁粉离合器和磁粉制动器用于改变电机转矩，ac伺服放大器和变频器用于控制电机的工作参数。

7、优选的，卷取装置包括牵引辊、导向辊、浮动辊、气缸、浮辊电位器、第一齿轮、第二齿轮和安装辊，牵引辊用于带动卷材移动，导向辊用于控制卷材的移动方向，气缸的推杆与摆臂的中部铰接，摆臂的一端与浮动辊连接，摆臂的另一端带动第一齿轮转动，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮的齿轮轴连接浮辊电位器。

8、优选的，还包括：

9、张力获取模块，用于获取张力检测器的实际张力检测值；

10、计算模块，用于计算满足目标张力值所需的电机的目标工作参数；

11、输出模块，用于向电机发送控制指令，使电机的实际工作参数调节至目标工作参数，电机的工作参数包括电机的转速；

12、监控模块，用于监控张力控制系统的张力偏差值、卷材厚度偏差值和卷材宽度偏差值；当张力偏差值、卷材厚度偏差值和卷材宽度偏差值中任意一项超出对应的偏差值允许范围后，对卷取装置进行停机操作并进行报警。

13、优选的，模块包括：

14、数据采集单元，用于获取卷材的特征性质，卷材的特征性质包括：卷材标准厚度、卷材的材料、卷材的标准宽度；

15、参数获取单元，用于获取卷取装置的实际工作参数，卷取装置的实际工作参数包括牵引辊的实际角速度、安装辊的实际角速度；

16、分析单元，用于根据卷材的特征性质和卷曲装置的实际工作参数计算得出电机的目标工作参数。

17、优选的，监控模块包括：

18、设定单元，根据卷材的特征性质设定目标张力值；

19、规格设定单元，根据卷材的特征性质设定张力偏差值的偏差值允许范围、卷材厚度偏差值的偏差值允许范围和卷材宽度偏差值的偏差值允许范围；

20、图像获取单元，用于获取卷材的实时图像；

21、测量单元，用于获取卷材的实际宽度和实际厚度；

22、对比单元，用于将实际张力检测值与目标张力值求差，得到张力偏差值，确定张力偏差值是否处于预设的张力偏差值的偏差值允许范围内；将卷材的实际宽度与卷材的标准宽度求差，得到卷材宽度偏差值，确定卷材宽度偏差值是否处于预设的卷材宽度的偏差值允许范围内，将卷材的实际厚度与卷材的标准厚度求差，得到卷材厚度偏差值，确定卷材厚度偏差值是否处于预设的卷材厚度的偏差值允许范围内；

23、报警单元，若张力偏差值、卷材厚度偏差值和卷材宽度偏差值中任意一项超出对应的偏差值允许范围，则对卷取装置进行停机操作并显示对应项目的报警信息。

24、优选的，分析单元基于公式一计算目标电机转速，公式一为：

25、；

26、其中，n为目标电机转速，k为卷材的屈服系数；为卷材材料的屈服强度；b为卷材的实际厚度；h为卷材的实际宽度；为牵引辊直径；为牵引辊角速度；为安装辊角速度；为卷材的最大外径；为卷筒直径；g为重力加速度，g=9.8n/kg；i为减速器的减速比；p为电机的额定功率，为电机的输出效率。

27、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

28、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

29、通过采用全面触摸屏不仅能显示数值和字母，而且能显示图标与汉字，使得信息显示更加全面，通过采用全面触摸屏上的虚拟按键实现控制功能，解决了按键或旋钮控制功能有限的问题，采用faga芯片能够根据需求增加对应资源，支撑丰富的外设接口，解决了mcu芯片引脚资源有限的问题，通过在程序中添加多种滤波算法，解决了对不同数据的应用需求，当连接多个不同类型的设备时，可针对每个不同数据切换对应的滤波算法。

技术特征：

1.一种张力控制系统，其特征在于：包括张力控制器、控制装置和卷取装置，控制装置与张力控制器电连接，卷取装置包括导向辊（2)、浮动辊（3)、浮辊电位器(5)、安装辊(6)，安装辊(6)用于安装卷材，安装辊(6)由电机通过减速器减速后驱动，电机连接有编码器；张力控制器分别与编码器、浮辊电位器(5)、张力检测器和显示器电连接，显示器包括设定模块和显示模块，张力检测器用于卷取装置中卷材的张力检测。

2.根据权利要求1所述的一种张力控制系统，其特征在于：设定模块用于进行张力设定、锥度设定，显示模块用于显示张力数据、锥度数据、卷径数据、浮辊点位数据。

3.根据权利要求1所述的一种张力控制系统，其特征在于：控制芯片采用fpga芯片。

4.根据权利要求3所述的一种张力控制系统，其特征在于：控制芯片中写入有控制程序，控制程序中添加有多重滤波算法，滤波算法包括：限幅滤波法，中位值滤波法，算术平均滤波法，递推平均滤波法，中位值平均滤波法，限幅平均滤波法。

5.根据权利要求1所述的一种张力控制系统，其特征在于：控制装置包括电气调节器、磁粉离合器、磁粉制动器、ac伺服放大器和变频器，电气调节器包括气动离合器、气动制动器，气动离合器、气动制动器、磁粉离合器和磁粉制动器用于改变电机转矩，ac伺服放大器和变频器用于控制电机的工作参数。

6.根据权利要求1所述的一种张力控制系统，其特征在于：卷取装置包括牵引辊(1)、导向辊(2)、浮动辊(3)、气缸(4)、浮辊电位器(5)、第一齿轮(71)、第二齿轮(72)和安装辊(6)，牵引辊(1)用于带动卷材移动，导向辊(2)用于控制卷材的移动方向，气缸(4)的推杆与摆臂(8)的中部铰接，摆臂(8)的一端与浮动辊(3)连接，摆臂的另一端带动第一齿轮(71)转动，第一齿轮(71)与第二齿轮(72)啮合，第二齿轮(72)的齿轮轴连接浮辊电位器(5)。

7.根据权利要求1所述的一种张力控制系统，其特征在于：还包括：

8.根据权利要求7所述的一种张力控制系统，其特征在于：计算模块包括：

9.根据权利要求7所述的一种张力控制系统，其特征在于：监控模块包括：

10.根据权利要求9所述的一种张力控制系统，其特征在于：分析单元基于公式一计算目标电机转速，公式一为：

技术总结
本发明提供了一种张力控制系统，涉及张力控制技术领域，包括张力控制器、控制装置和卷取装置，控制装置与张力控制器电连接，卷取装置包括导向辊、浮动辊、浮辊电位器、安装辊，安装辊用于安装卷材，安装辊由电机通过减速器减速后驱动，电机连接有编码器；张力控制器分别与编码器、浮辊电位器、张力检测器和显示器电连接，显示器包括设定模块和显示模块，张力检测器用于卷取装置中卷材的张力检测。通过采用全面触摸屏代替数位管显示使得信息显示更加全面，通过采用虚拟按键实现控制功能，解决了按键或旋钮控制功能有限的问题，采用FAGA芯片解决了MCU芯片引脚资源有限的问题，通过在程序中添加多种滤波算法，解决了对不同数据的应用需求。

技术研发人员：杨牧,郝宏基,庞国迎,方亮,郝瀚
受保护的技术使用者：钛玛科（北京）工业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24