[发明专利]一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法及装置，该方法在铝卷材顶部面压辊摆臂上安装陀螺仪传感器，陀螺仪传感器检测的模拟量信号传输给卷径测量主控器，卷径测量主控器通过模数转换精确计算出面压辊动作偏摆的角度，利用三角函数推算铝材卷径的计算公式，可快速准确的获取铝卷材实时半径。与现有技术相比，本发明具有测量结构简单、制作成本低、操作便捷、测定结果准确等优点。

技术领域

本发明涉及铝加工设备技术领域，尤其是涉及一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法及装置。

背景技术

铝卷材生产机列都包括开卷机和卷取机，生产过程中需要对卷材张力和机列速度进行控制，生产机列开卷机和卷取机铝卷材顶部都装有在生产过程中压靠铝卷材上表面的面压辊，它能起到防止铝材黏伤的作用。伸缩气缸经连杆传动结构带动面压辊旋转轴旋转，使面压辊能上下摆动，伸缩气缸的电磁阀控制伸缩气缸的工作。生产机列主控PLC用于开卷机和卷取机工作时张力和速度控制。生产机列根据操作人员设定的开卷张力或卷取张力保持恒张力控制，张力F等于电机经过减速机输出的转矩T除以卷材的半径D/2，所以要保持生产过程中开卷张力或卷取张力的恒定，转矩T需要根据铝卷材卷径的变化而变化。同时生产机列开卷机和卷取机的线速度是一致的，它们的线速度定义为机列速度，机列速度V等于电机经过减速机的转速R乘以πD，铝卷材在生产过程中操作人员可以通过摇杆对机列进行升降速控制，因此开卷机电机和卷取机电机转速需要根据卷经的变化而变化。综上铝卷材在生产过程中对卷径的精度要求很高，因此通过技术分析进而充分论证，提出一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法及装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法及装置，具有测量结构简单、制作成本低、操作便捷、测定结果准确等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于陀螺仪传感器测量铝卷材卷径的方法，包括开卷机铝卷材卷径测量子方法和卷取机铝卷材卷径测量子方法，所述开卷机铝卷材卷径测量子方法包括以下步骤：

101：当开卷机的铝卷材没上传到开卷涨缩轴，开卷面压辊压靠在开卷涨缩轴时，采集开卷面压辊摆臂所处位置的角度，并记为θ₁；

102：当开卷机的铝卷材上传到开卷涨缩轴后、开卷面压辊压靠在铝卷材上时，实时采集开卷面压辊摆臂所处位置的角度，并记为θ₂；

103：获取开卷机上铝卷材实时半径R₃，满足以下公式：

θ_c＝θ_a+|θ₂-θ₁|

式中，L₁为开卷面压辊旋转轴的轴心到开卷面压辊的轴心的距离，L₂为开卷面压辊旋转轴的轴心到开卷涨缩轴的轴心的距离，θ_c为开卷面压辊旋转轴的轴心到开卷涨缩轴的轴心的直线与开卷面压辊摆臂的实时夹角角度，R₁为开卷面压辊的半径，θ_a为当开卷机的铝卷材没上传到开卷涨缩轴、开卷面压辊压靠在开卷涨缩轴时开卷面压辊旋转轴的轴心到开卷涨缩轴的轴心的直线与开卷面压辊摆臂的夹角角度；

所述卷取机铝卷材卷径测量子方法包括以下步骤：

201：当卷取机的铝卷材没上传到卷取涨缩轴，卷取面压辊压靠在卷取涨缩轴时，采集卷取面压辊摆臂所处位置的角度，并记为θ₃；

202：当卷取机的铝卷材上传到卷取涨缩轴后、卷取面压辊压靠在铝卷材上时，实时采集卷取面压辊摆臂所处位置的角度，并记为θ₄；