[发明专利]放卷系统的张力控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种放卷系统的张力控制方法。所述放卷系统包括放卷电机、储料机构和储料电机，所述放卷电机用于提供与物料放卷方向相反的转矩，所述储料电机用于驱动储料机构动作以使得其中所储存物料在预设上、下限之间变化；本发明通过增设储料机构前端的夹持机构并辅以简单的控制算法，来实现换卷过程中物料的恒定张力控制。本发明还公开了一种放卷系统的张力控制装置。本发明针对带有储料机构的放卷系统，通过增设储料机构前端的夹持机构并辅以简单的控制算法，能够实现换卷过程中物料的恒定张力控制，使后道的卷绕张力控制变得容易实现且易高精度控制，能有效提高加工产品的质量。

技术领域

本发明涉及一种放卷系统的张力控制方法及控制装置。

背景技术

在纺织机械、皮草、造纸、电池、薄膜、包装、冶金、电缆等诸多行业领域中，都涉及到使用带材物料的收放卷控制系统。由于收放卷过程中物料的张力会对生产质量产生重要影响，因此在其中多数收放卷控制系统中都会设计用于控制物料张力保持恒定的张力控制装置，通常是根据张力传感器所检测的负载转矩来对磁粉制动器这样的电机进行闭环控制来实现。

在整个收放卷绕的过程中，必定会有放卷处换卷和收卷处换卷的动作，而产生这些动作需求后，一种响应方法是将放卷和收卷等系统都全部停止后，相应换卷完成后，再启动放卷和收卷等系统，进行生产加工；另一种响应方法是在第一种方法基础上增加一个放卷的储料机构，在需要响应放卷处换卷或收卷处换卷时，通过放卷的储料机构（通常为两排相对距离可变化的储料辊）的缓冲作用，可以只停放卷或收卷系统，相应换卷完成后，再启动放卷或收卷等系统。此方法的效率高于第一种方式，比较多的被应用收放卷控制系统中，但是，这种方案在换卷过程中，会使放卷负载张力出现巨幅波动，使换卷过程中所加工产品的质量存在波动，有时甚至不能满足产品的质量要求。同时，对后续的收卷的张力控制提出了更高的动态性和稳定性控制要求，增加了收卷的张力控制技术实现的技术难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种放卷系统的张力控制方法，可实现换卷过程中的物料张力稳定控制。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

放卷系统的张力控制方法，所述放卷系统包括放卷电机、储料机构和储料电机，所述放卷电机用于提供与物料放卷方向相反的转矩，所述储料电机用于驱动储料机构动作以使得其中所储存物料在预设上、下限之间变化；在换卷过程中的控制方法包括：

在接收到换卷命令后，首先将所述储料机构输入端的物料夹持固定，同时，以储料机构输出端的实测负载转矩跟踪预设的目标负载转矩作为控制目标，以速度模式对储料电机进行控制以使储料机构中所储存物料向下限变化；

在换卷完成并接到新的放卷命令后，首先以恒转矩模式控制放卷电机启动并达到预设的初始转矩后，停止对所述物料的夹持固定，同时以速度模式控制储料电机以使储料机构中所储存物料向上限变化，直至储料机构中所储存物料达到上限后停止储料电机运行。

进一步地，如果在使储料机构中所储存物料向上限变化的过程中，所储存物料尚未达到上限时，储料机构输出端的实测负载转矩已达到目标负载转矩，则减小放卷电机的所述初始转矩。

优选地，在以速度模式对储料电机进行控制以使储料机构中所储存物料向下限变化的过程中，所需速度控制指令通过对目标负载转矩与实测负载转矩之间的差值进行PID运算得到。

优选地，所述储料机构包括两排平行设置且可在储料电机驱动下改变相对距离的储料辊。

进一步地，在储料电机驱动储料机构动作的过程中，一旦储料机构中所储存物料达到上限或下限，则停止储料电机运行。

根据相同的发明思路还可得到以下技术方案：