專利名稱：拉絲機收放卷張力自動糾正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制方法，特別是涉及一種用于拉絲機收放卷張力的控制方法。
背景技術(shù)：
目前拉絲機行業(yè)中，利用收放卷設(shè)備進行高速收卷材料時，普遍使用的控制方法有恒轉(zhuǎn)矩控制和帶張力傳感器反饋的PID調(diào)節(jié)。使用帶張力反饋的PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，需要增加資金投入，大規(guī)模改造收放卷設(shè)備控制電路，還需要經(jīng)常維護張力反饋傳感器，增加維護成本。
恒轉(zhuǎn)矩控制是利用變頻器調(diào)節(jié)收卷輥電機輸出功率，保證收卷輥電機在帶負載時電機轉(zhuǎn)矩恒定，保證收卷輥可以完成高速收卷過程。使用恒轉(zhuǎn)矩控制，隨著收卷輥上收卷材料卷徑的變化，會使作用在材料上的張力發(fā)生變化，在卷徑較小，電機負載較小時，材料上的作用力比較大，材料收卷相對較緊，而卷徑變大，電機負載變大后后，材料上的作用力又會變小，材料收卷相對較松。由于張力隨電機負載大小發(fā)生變化,通過調(diào)試收卷輥電機轉(zhuǎn)矩形成一個比較滿意的張力十分困難，電機轉(zhuǎn)矩與收放卷卷徑不匹配，嚴重時會造成收卷輥變形，拉絲效率降低。在化纖紡織行業(yè)內(nèi)使用的變頻器，通常具有PLC電路的部分控制功能，可以完成簡單的邏輯控制、信號處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法，解決收卷材料張力難以控制，會造成收卷輥變形的技術(shù)問題。本發(fā)明的拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法，包括以下步驟為變頻器設(shè)定收卷輥空卷時的半徑；設(shè)定收卷輥空卷時的變頻器輸出頻率；為變頻器設(shè)定收卷輥滿卷時的半徑；設(shè)定收卷輥滿卷時的變頻器輸出頻率；在收卷過程中，或根據(jù)收卷材料卷徑半徑對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料所受張力恒定。在收卷過程中，或根據(jù)變頻器頻率變化對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整、補償，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料所受張力恒定。最終調(diào)整的補償轉(zhuǎn)矩可以通過以下參數(shù)關(guān)系獲得T_com=T_com_max氺(f_init_f_now)/(f_init-f_tail)其中T_com為最終補償轉(zhuǎn)矩，T_com_max為補償?shù)淖畲筠D(zhuǎn)矩,f_init為收卷棍空卷時變頻器輸出頻率，f_now為收卷中變頻器當(dāng)前輸出頻率，f_tail為收卷輥滿卷時變頻器輸出頻率。最終調(diào)整的補償轉(zhuǎn)矩也可以通過以下參數(shù)關(guān)系獲得
T_com==T_set* (f_init-f_now) / f_now其中T_com為最終補償轉(zhuǎn)矩，T_set為收卷棍空卷時電機的設(shè)定轉(zhuǎn)矩,f_init為收卷輥空卷時變頻器輸出頻率，f_now為收卷中變頻器當(dāng)前輸出頻率。利用本發(fā)明收放卷張力自動糾正的控制方法，使得在拉絲機收卷整個過程中，可以保持材料上的張力恒定，避免張力的變化造成收卷輥上材料內(nèi)外張力不一致，最終造成收卷輥損壞，利用本發(fā)明，使得材料的張力恒定，使收卷輥受力合理、均衡，使收卷效率保持恒定、高效。同時，不需要額外配置張力傳感器，即可實現(xiàn)收放卷過程的張力恒定，節(jié)省了設(shè)備改造成本，降低了維護成本。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步說明。



圖I為本發(fā)明拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法中收卷輥電機轉(zhuǎn)矩-變頻器輸出頻率的關(guān)系不意圖。
具體實施例方式如所公知的物理原理，圍繞定軸轉(zhuǎn)動的剛體上任一點的線速度，等于角速度與該點到轉(zhuǎn)軸距離的乘積，而功率與轉(zhuǎn)矩成正比，與轉(zhuǎn)速成反比。因此在恒轉(zhuǎn)矩控制的收卷過程中，要保持收卷輥上收卷材料卷徑處恒定的收卷線速度，驅(qū)動收卷輥電機的變頻器的輸出頻率就需要隨著卷徑的變化而變化；根據(jù)變頻器輸出頻率和材料卷徑處線速度的關(guān)系，以及變頻器輸出功率和電機轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，可以得出對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整，就可以實現(xiàn)在不同材料卷徑時，保持對收卷材料的恒定張力。如圖I所示，根據(jù)變頻器輸出頻率、變頻器輸出功率、收卷輥電機轉(zhuǎn)矩和材料卷徑處線速度的線性比例關(guān)系，根據(jù)三角學(xué)原理，可以得出T_com/T_com_max= (f_init_f_now)/(f_init-f_tail)進而可以得到T_com=T_com_max* (f_init_f_now) / (f_init-f_tail) 公式 I其中T_com為最終補償轉(zhuǎn)矩，T_com_max為補償?shù)淖畲筠D(zhuǎn)矩,f_init為收卷棍空卷時變頻器輸出頻率，f_now為收卷中變頻器當(dāng)前輸出頻率，f_tail為收卷輥滿卷時變頻器輸出頻率。根據(jù)公式I可以找到最終補償轉(zhuǎn)矩與收卷輥電機當(dāng)前轉(zhuǎn)矩值與變頻器頻率值的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式T=F*RT—set=F*R—initT—now=F*R—now則T—now/T—set=R—now/R—init根據(jù)線速度計算公式ν=2*3· 14*f*RR—now/R—init=f—init/f—now所以T—now/T—set=f—init/f—nowT—now/T—set_l=f—init/f—now_l(T_now~T_set) /T—set= (f_init-f_now) / f—now
T_com=T_now-T_set=T_set* (f_init-f_now) /f_now 公式 2其中T為轉(zhuǎn)矩，F(xiàn)為張力，R為受力點到定軸的半徑，T_set為收卷輥空卷時電機的設(shè)定轉(zhuǎn)矩，R_init為空卷時收卷棍半徑,T_now為收卷過程中材料卷徑處受到的轉(zhuǎn)矩,R_now為對應(yīng)T_now的材料卷徑半徑，f為旋轉(zhuǎn)頻率。根據(jù)公式2可以找到最終補償轉(zhuǎn)矩與收卷輥電機轉(zhuǎn)矩值與變頻器頻率值的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)以上收卷輥電機轉(zhuǎn)矩與變頻器輸出頻率、收卷材料卷徑半徑及收卷材料卷徑處線速度之間的關(guān)系，對材料收卷過程中對張力的恒定控制的實現(xiàn)，可以通過以下步驟為變頻器設(shè)定收卷輥空卷時的半徑；設(shè)定收卷輥空卷時的變頻器輸出頻率；
為變頻器設(shè)定收卷輥滿卷時的半徑；設(shè)定收卷輥滿卷時的變頻器輸出頻率；在收卷過程中，根據(jù)收卷材料卷徑半徑對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料張力恒定。本發(fā)明還可以應(yīng)用在彩鋼板，線材等利用收放卷設(shè)備的行業(yè)中。在收放卷設(shè)備上都配置有測量收卷材料半徑的傳感器，因此利用本方法，不需要添加張力傳感器，只需利用既有的傳感器即可，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法，其特征在于，包括以下步驟 為變頻器設(shè)定收卷輥空卷時的半徑； 設(shè)定收卷輥空卷時的變頻器輸出頻率； 為變頻器設(shè)定收卷輥滿卷時的半徑； 設(shè)定收卷輥滿卷時的變頻器輸出頻率； 在收卷過程中，根據(jù)收卷材料卷徑半徑對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料所受張力恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法，其特征在于，在收卷過程中，根據(jù)變頻器頻率變化對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整、補償，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料所受張力恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拉絲機收放卷張力自動糾正的控制方法，其特征在于，最終調(diào)整的補償轉(zhuǎn)矩可以通過以下參數(shù)關(guān)系獲得T_com=T_com_max*(f_init-f_now)/(f_init-f_tail) 其中T_com為最終補償轉(zhuǎn)矩，T_com_max為補償?shù)淖畲筠D(zhuǎn)矩,f_init為收卷棍空卷時變頻器輸出頻率，f_now為收卷中變頻器當(dāng)前輸出頻率，f_tail為收卷輥滿卷時變頻器輸出頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的收放卷張力自動糾正的控制方法，其特征在于，最終調(diào)整的補償轉(zhuǎn)矩可以通過以下參數(shù)關(guān)系獲得T_com==T_set*(f_init-f_now)/f_now 其中T_com為最終補償轉(zhuǎn)矩，T_set為收卷輥空卷時電機的設(shè)定轉(zhuǎn)矩，f_init為收卷輥空卷時變頻器輸出頻率，f_now為收卷中變頻器當(dāng)前輸出頻率。
全文摘要
一種收放卷張力自動糾正的控制方法，包括以下步驟為變頻器設(shè)定收卷輥空卷時的半徑；設(shè)定收卷輥空卷時的變頻器輸出頻率；為變頻器設(shè)定收卷輥滿卷時的半徑；設(shè)定收卷輥滿卷時的變頻器輸出頻率；在收卷過程中，根據(jù)收卷材料卷徑半徑對變頻器輸出轉(zhuǎn)矩進行調(diào)整，改變收卷輥電機轉(zhuǎn)矩，使得收卷材料張力恒定。本發(fā)明可以實現(xiàn)對收放卷過程中的張力恒定控制。
文檔編號B21C47/04GK102806239SQ20121029071
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者林海光, 周磊, 張祥, 楊高孟 申請人:歐瑞傳動電氣有限公司