[发明专利]张力控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种张力控制系统及方法，张力控制系统包括：机架；放卷部件，可转动设置在机架上；收卷主轴，可转动地设置在机架上；张力调节件，可活动地设置在机架上，放卷部件上的待缠绕部件绕过张力调节件后缠绕在收卷主轴上，张力调节件可随收卷主轴的卷径的变化而运动，通过张力调节件的运动调整放卷部件的转速，以使待缠绕部件的张力在缠绕过程中保持不变。本发明的张力调节件可随收卷主轴的卷径的变化而运动，使得待缠绕部件的张力在缠绕过程中保持不变，进而使得待缠绕部件始终处于张紧状态，能够及时补偿收卷主轴的卷径的变化，实现不同形状的产品的恒张力缠绕，解决张力调整滞后问题。

技术领域

本发明涉及绕线设备技术领域，具体而言，涉及一种张力控制系统及方法。

背景技术

随着自动缠绕技术的发展，具有效率高、生产成本低、产品质量高等优点的自动绕线机在变压器设备生产中得到了不断应用。但是，在变压器自动绕线机运行过程中，对于绝缘带张力控制这一核心技术问题，一直是工业自动化控制领域的难点、弱点。在变压器绕线机绕线过程中，应用绝缘带作为相邻导线层之间的绝缘层，必须保持绝缘带张力均匀才能获得较佳的缠绕品质。在绝缘带由绝缘带轮传送至变压器的主轴的过程中，如在固定扭矩下，绝缘带张力会随着绝缘带轮的半径、变压器的主轴半径和旋转形状的改变而改变。如果张力太小，则主轴无法带动绝缘带前进，造成松弛现象。而如果张力太大，除了浪费扭矩外，还会使绝缘带产生变形，甚至损坏。因此，研制出适用于变压器绕线机的绝缘带张力控制系统和方法，确保对绝缘带张力进行稳定、高精度的控制，成了变压器自动绕线机领域关注的焦点。

在张力控制的各行各业中，传统的手动控制方式由于其控制精度不高、依赖于人的感觉、只能进行阶段性的控制等缺点，已经无法应对市场的残酷竞争，因此较为先进的控制方式得到了不断地应用。目前，线材张力控制系统一般采用以下两种控制方式：

第一种是卷径控制（开环控制），其原理为使卷轴产生与卷径成正比的控制扭矩。开环控制也称半自动控制，其具体为：张力控制装置通过卷径计算完成制动力计算，并以此为据进行制动力调整。

第二中是全自动控制（闭环控制），其具体为：张力传感器检测张力，控制使之与目标张力一致，然后通过控制制动力使张力变化，并根据与目标张力的比较情况，完成制动力的调整。

上述的卷径控制方式具有可以进行稳定的控制，不需要张力检测器，容易进行锥度控制等优点，但存在具有机械损耗、执行机构特性影响以及不能把握控制张力的缺陷。上述的全自动控制方式制控制精度良好，可以直接读取控制张力，还可以修正执行机的扭矩特性。

现有技术中提供了一种恒张力恒速度卷绕控制方法和系统，该控制系统通过测量模块测量放卷卷轴速度、收卷卷轴速度、卷绕线速度和卷绕张力；然后根据放卷卷轴速度、卷绕线速度及放卷卷轴卷径控制放卷卷轴的转动速度以维持恒速度；根据收卷卷轴速度、卷绕线速度及收卷卷轴卷径控制收卷卷轴的转矩以维持恒张力。该控制系统需要利用传感器测量转速和张力，然后根据该信号进行张力调整，控制精度和速度受传感器反馈精度和工作频率的限制。但是，当绕线主轴的卷径的发生变化时，该控制系统不能够及时补偿，张力控制滞后。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种张力控制系统及方法，以解决现有技术中恒张力恒速度卷绕控制系统不能及时补偿绕线主轴的卷径的变化造成张力控制滞后的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种张力控制系统，包括：机架；放卷部件，可转动设置在机架上；收卷主轴，可转动地设置在机架上；张力调节件，可活动地设置在机架上，放卷部件上的待缠绕部件绕过张力调节件后缠绕在收卷主轴上，张力调节件可随收卷主轴的卷径的变化而运动，通过张力调节件的运动调整放卷部件的转速，以使待缠绕部件的张力在缠绕过程中保持不变。

进一步地，张力调节件的右侧部件与待缠绕部件配合，收卷主轴的卷径变小时，张力调节件向右运动；收卷主轴的卷径变大时，张力调节件向左运动。