專利名稱：光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，用于控制光纖陀螺 繞線機繞光纖時的張力控制。
背景技術：
光纖陀螺屬于高精度的傳感器，對繞制在光纖環(huán)上的光纖的松緊非常敏感。 光纖繞制的均勻，可以提高光纖陀螺的精度和可靠性。如何在繞制光纖環(huán)時， 控制光纖的張力，是光纖陀螺繞線機要解決的關鍵問題。通過檢測張緊輪的位
置變化，進行PID (比例-積分-微分)控制，可以很好的解決這個問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為實現(xiàn)繞制的光纖環(huán)張力均勻，提出一種光纖陀螺繞線機 的光纖張力控制方法。
本發(fā)明的光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，其特征是在光纖放線環(huán)至 繞制工作環(huán)之間設置光纖引導輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個引導輪之間 的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉電位器的中 心軸固定，利用旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線 電機轉速的主控電路改變放線速度，保持光纖張力恒定。
本發(fā)明方法中，可采用由主控電路的恒流源模塊給旋轉電位器加載恒定電 流，使旋轉電位器軸的旋轉角度和其上的輸出電壓成正比，其輸出電壓作為反 饋信號傳到主控電路，由主控電路進行比例-積分-微分處理，產(chǎn)生控制放線電機 的放線速度信號。
張緊輪憑借自身重力給光纖加以恒定張力，當繞線機光纖張力發(fā)生變化時， 光纖會使張緊輪的位置發(fā)生改變。張緊輪的位置變化，會通過連桿帶動旋轉電 位器的軸轉動，使旋轉電位器的阻值發(fā)生變化。主控電路在旋轉電位器上加有 恒定電流，阻值的變化會使旋轉電位器上的電壓變化，根據(jù)歐姆定律，電壓的 變化正比于阻值的變化。而旋轉電位器的特性決定了其軸旋轉的角度和其阻值 的變化呈線性關系，因此旋轉電位器上的電壓變化，正比于張緊輪的位置變化。 主控電路檢測旋轉電位器上的電壓變化，對電壓變化量做PID處理，產(chǎn)生控制 信號，送到放線電機上。放線電機采用快速響應交流伺服電機，可以快速響應 調(diào)速信號，改變放線速度，使光纖張力迅速恢復恒定值。
本發(fā)明采用張緊輪調(diào)整張力，可以緩沖張力劇烈突變，防止光纖繞制過程
中，外界強擾動產(chǎn)生的光纖斷裂現(xiàn)象。該控制方法可以滿足各種光纖環(huán)繞制的
張力控制，繞制的光纖環(huán)張力均勻，效果良好。


圖1為一種光纖陀螺繞線機張力控制結構示意圖； 圖2為光纖陀螺繞線機的光纖張力控制流程圖。
具體實施例方式
圖1為實現(xiàn)本發(fā)明方法的一種光纖陀螺繞線機張力控制結構示意圖。圖示 具體實例中，光纖陀螺繞線機的張力控制結構包括張緊輪l，兩個裝置在機架8 支撐桿上可轉動的引導輪4-1和4-2，帶動放線環(huán)6旋轉的電機3和連桿7，放 線環(huán)6上的光纖5依次經(jīng)第一引導輪4-1、張緊輪1和第二引導輪4-2纏繞到工 作環(huán)9上，其中，張緊輪1騎跨在兩個引導輪4-1、 4-2之間的光纖5上，張緊 輪1的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉電位器的中心軸固定，利用 旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線電機轉速的主控 電路，改變放線速度，保持光纖張力恒定。
放線電機采用交流伺服電機，以便于可以實現(xiàn)快速響應，改變放線速度。 光纖陀螺繞線機的光纖張力控制流程如圖2所示，當繞線機光纖張力發(fā)生變化 時，光纖會使張緊輪的位置發(fā)生改變。張緊輪通過連桿帶動旋轉電位器的軸轉 動，使旋轉電位器的阻值發(fā)生變化，旋轉電位器阻值的變化會使旋轉電位器上 的電壓改變，主控電路檢測到旋轉電位器的電壓變化，對電壓變化量做PID處 理，經(jīng)PID處理后產(chǎn)生的控制信號，輸給帶動放線轉動的放線電機，改變放線 速度，使張力恢復恒定值。
權利要求
1.光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，其特征是在光纖放線環(huán)至繞制工作環(huán)之間設置光纖引導輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個引導輪之間的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉電位器的中心軸固定，利用旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線電機轉速的主控電路改變放線速度，保持光纖張力恒定。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，其特征是由 主控電路的恒流源模塊給旋轉電位器加載恒定電流，使旋轉電位器軸的旋轉角 度和其上的輸出電壓成正比，其輸出電壓作為反饋信號傳到主控電路，由主控 電路進行比例-積分-微分處理，產(chǎn)生控制放線電機的放線速度信號。
3. 根據(jù)權利要求1所述的光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，其特征是放 線電機為交流伺服電機。
全文摘要
本發(fā)明公開的光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，是在光纖放線環(huán)至繞制工作環(huán)之間設置光纖引導輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個引導輪之間的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉電位器的中心軸固定，利用旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線電機轉速的主控電路，改變放線速度，保持光纖張力恒定。本發(fā)明采用張緊輪調(diào)整張力，可以緩沖張力劇烈突變，防止光纖繞制過程中，外界強擾動產(chǎn)生的光纖斷裂現(xiàn)象。該控制方法可以滿足各種光纖環(huán)繞制的張力控制，繞制的光纖環(huán)張力均勻，效果良好。
文檔編號G05D15/00GK101109963SQ20071007005
公開日2008年1月23日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權日2007年7月17日
發(fā)明者承 劉, 楊建華, 滿宜謙, 牟旭東, 舒曉武 申請人:浙江大學