[发明专利]应用超声波传感器实现开卷张力自动控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现开卷张力自动控制的方法，特别是一种应用超声波传感器实现开卷张力自动控制的方法。

背景技术

目前，在卷料开卷处理自动线中，卷料的开卷与矫平是连续的，因而在开卷机与矫平机之间存在着一定的张力，该张力随着卷料的不断开卷其数值是不断变化的，也就是说，该张力的数值是不稳定的，由于张力数值的不稳定，会造成卷料开卷和矫平质量的下降，同时也会降低开卷机和矫平机的使用寿命，因此控制该张力，使其一直处于一个稳定的数值，是一个急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种应用超声波传感器实现开卷张力自动控制的方法，通过该方法，可以将开卷机和矫平机之间的张力控制在一个稳定的数值，从而提高卷料开卷和矫平的质量，延长开卷机和矫平机的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明的应用超声波传感器实现开卷张力自动控制的方法，主要包括如下具体步骤：

1)通过超声波传感器测量K和X的数值，其中K为超声波传感器与卷料轴心的垂直距离，X为超声波传感器与卷料料高之间的距离。

2)将K、X的数值传送到PLC中，PLC根据所得到的K、X的数值和公式Vk＝(V-Vf)/6.28(K-X)，计算出Vk的数值，其中Vk为卷料伺服电机的角速度，为一变量；V为矫平机与卷料机之间卷料开卷的线速度，该线速度为一个定值，可以根据需要设定；Vf.也为一定值，其数值的大小与开卷机与矫平机之间的张力F成正比，可以根据F的大小设定。

3)根据计算出的Vk的数值，PLC计算出料卷伺服电机电源的频率，并向变频器发出变频的指令。

4)变频器变频，改变料卷伺服电机电源的频率，使得料卷伺服电机的角速度为Vk。

5)超声波传感器再次测量K和X的数值，重复步骤1)至步骤4)，并一直循环下去。

本发明的应用超声波传感器实现开卷张力自动控制的方法，所述应用超声波传感器置于料卷的正上方。

本发明取得的有益效果是：通过改变料卷伺服电机的角速度，保持开卷机与矫平机之间的张力处于一个稳定的数值，从而提高卷料开卷和矫平的质量，延长开卷机和矫平机的使用寿命。

附图说明

图1是超声波传感器测量数据的结构示意图。

图2是应用超声波传感器实现开卷张力自动控制系统的结构示意图。

图3是本发明的流程图。

图中：1、超声波传感器，2、料卷。

具体实施方式

如图1所示，超声波传感器1设置在料卷2的正上方，当料卷2上好后，超声波传感器1通过通过计算超声波脉冲发射到介质表面并返回的时间，即可以测定出超声波传感器1与卷料2轴心的垂直距离K以及超声波传感器1与料卷2高度之间的距离X。

如图2所示，应用超声波传感器实现开卷张力自动控制系统包括超声波传感器1、料卷2、用以驱动料卷2转动的料卷伺服电机、为料卷伺服电机提供电源的变频器以及PLC，在整个系统中，PLC用来处理各种数据和发出指令，变频器根据PLC的指令对电源进行变频，料卷伺服电机用来驱动料卷转动，并根据变频器提供电源频率的不同，随时改变转动的角速度，超声波传感器1用来测定出超声波传感器1与卷料2轴心的垂直距离K以及超声波传感器1与料卷2高度之间的距离X。

如图3所示，为本发明应用超声波传感器实现开卷张力自动控制方法的流程图，包括以下具体步骤：

第一步，通过超声波传感器1测量K和X的数值，其中K为超声波传感器1与卷料2轴心的垂直距离，X为超声波传感器1与卷料2料高之间的距离；

第二步，将K、X的数值传送到PLC中，PLC根据所得到的K、X的数值和公式Vk＝(V-Vf)/6.28(K-X)，计算出Vk的数值，其中Vk为卷料伺服电机的角速度，为一变量；V为矫平机与卷料机之间卷料开卷的线速度，该线速度为一个定值，可以根据需要设定；Vf.也为一定值，其数值的大小与开卷机与矫平机之间的张力F成正比，可以根据F的大小设定；

第三步，根据计算出的Vk的数值，PLC计算出料卷伺服电机电源的频率，并向变频器发出变频的指令；

第四步，变频器变频，改变料卷伺服电机电源的频率，使得料卷伺服电机的角速度为Vk；

第五步，超声波传感器再次测量K和X的数值，重复步骤1)到步骤4)，并一直循环下去。

在上述步骤中，随着料卷1的不断开卷，超声波传感器1与卷料2轴心的垂直距离K，超声波传感器1与卷料2料高之间的距离X的距离不断变化，PLC根据K、X数值的不断变化，发出指令，通过变频器改变料卷驱动电机的角速度Vk，使得开卷机与矫平机之间的角速度之差Vf保持恒定，而Vf又与开卷机与矫平机之间的张力F成正比，因此F的数值也恒定，从而实现了对开卷张力F的自动控制，提高了料卷2的开卷和矫平的质量，延长开卷机和矫平机的使用寿命。