[发明专利]一种用于全伺服并条机自调匀整控制的电子差速齿轮

说明书

技术领域

本发明属于纺织机械自动控制技术领域，具体地说，是一种用于并条机自调匀整控制的电子控制部件。

背景技术

并条机是纺织生产中的关键设备，用于把若干根梳理或精梳后的纤维条经过牵伸机构加工成为具有一定品质要求的纤维条。并条机的作用是改善条子的内部结构，从而提高其长片段均匀度，同时降低重量不匀率，使条子中的纤维伸直平行，减少弯钩，使细度符合规定，使不同种类或不同品质的原料混和均匀，达到规定的混和比。并条机的自调匀整控制可以通过输入纤维条的质量密度来控制牵伸机构的牵伸倍数来进一步提高输出纤维条的均匀度即条干值。

并条机牵伸机构通常由三对罗拉组成，一罗拉为前罗拉，牵伸过程中保持速度不变以达到固定的生产速度，二罗拉和三罗拉为后罗拉，二罗拉和三罗拉之间用同步带传动保持固定的速度比，实现对纤维条的预牵伸，二罗拉和一罗拉之间的速度比由自调匀整控制系统进行调节实现对纤维条的主牵伸。因此，并条机的自调匀整控制最终是通过控制二罗拉的速度来完成的。

针对二罗拉的传动控制，主要有两种方式：差速传动方式和独立传动方式。图1是基于差速齿轮箱的并条机自调匀整系统原理示意图，多根纤维条并合后，经过三对罗拉组成的牵伸机构后输出。自调匀整控制器通过检测罗拉检测输入条子的质量密度，控制匀整伺服电机的速度，主电机和匀整电机连接到机械差速齿轮箱的输入轴，差速齿轮箱的输出轴与二、三罗拉连接，通过调节匀整伺服电机的速度来改变二、三罗拉的速度，从而改善输入条子的均匀度。

差速传动方式实现了罗拉同步运动和自调匀整之间的解耦，但采用机械差速齿轮箱，具有维护复杂，齿轮比调节不灵活，响应特性不高等缺点。采用独立传动方式，即用伺服电机直接驱动二罗拉，则可以克服上述缺点，但必须解决罗拉同步运动控制和自调匀整控制的解耦问题，否则会大大提高二罗拉电机控制的复杂度。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于全伺服并条机自调匀整控制的电子差速齿轮，该结构作为并条机控制系统的一部分，使电子差速齿轮具有和机械差速齿轮同样的刚度，有效地实现了同步运动和自调匀整之间的解耦。同时具有齿轮比灵活可调，具备机械谐振抑制能力等优点。

为实现本发明的目的，本发明提出如下的技术方案：：

一种用于全伺服并条机自调匀整控制的电子差速齿轮，包括分频器、数字滤波器、脉冲发生器、测速模块、脉冲合成器和速度合成器。

所述分频器的输入端与并条机前罗拉编码器的输出端相连，分频器的输出端分别与测速模块和脉冲合成器的输入端相连；数字滤波器的输入端与自调匀整控制器的控制信号输出端相连，数字滤波器的输出端分别与脉冲发生器和速度合成器的输入端相连；测速模块的输入端与分频器的输出端相连，测速模块的输出端与速度合成器的输入端相连；脉冲发生器的输入端和数字滤波器的输入端相连，脉冲发生器的正脉冲输出、负脉冲输出两个输出端与脉冲合成器相连；脉冲合成器的输入端与分频器的输出端、脉冲发生器的两个输出端相连，脉冲合成器的输出端与并条机后罗拉电机驱动器的输入端相连；速度合成器的输入端与数字滤波器的输出端、测速模块的输出端相连，速度合成器的输出端与并条机后罗拉电机驱动器的输入端相连。

前罗拉编码器和自调匀整控制器的输出信号分别经分频器和数字滤波器进行分频和滤波处理，同时分别经测速模块和脉冲发生器进行速度测量和脉冲测量后再进入脉冲合成器和速度合成器，进行速度和脉冲合成后输出到后罗拉电机驱动器，实现差速控制。

本发明中分频器可实现任意电子齿轮比的分频，采用分频器，可取代差速齿轮箱结构中的轻重牙调整。

本发明中数字滤波器对自调匀整控制器的控制指令信号进行数字低通滤波和必要的带阻滤波，消除控制指令信号中的干扰和噪声，以及会引起机械设备谐振的频率段信号。

本发明中脉冲发生器把数字滤波器的输出信号转变为脉冲信号。当数字滤波器输出信号为正值时，脉冲发生器的正脉冲输出端输出脉冲；当数字滤波器输出信号为负值时，脉冲发生器的负脉冲输出端输出脉冲；脉冲的频率与数字滤波器输出信号幅值成正比。脉冲发生器不会同时输出正脉冲和负脉冲。

本发明中测速模块对分频器输出的脉冲信号进行精确测频，得到与脉冲信号频率成正比的输出信号，用于速度合成。