[发明专利]一种多层片纱张力气动控制系统与方法

说明书

本发明公开的一种多层片纱张力气动控制系统与方法，包括气源、油雾分离器、气动快速张力调节单元和张力控制单元，气动快速张力调节单元采用双减压阀组合、梭阀、电磁阀、快排阀等气动元件协调配合实现张力调节，张力控制单元根据织机运行状态由控制器分析、计算出调节张力，通过总线通讯控制模拟量输入输出模块向所述电气比例阀输出调节气压值或电磁阀动作实现张力控制，实时采集所述电气比例阀当前气压，实现多层片纱张力闭环、气动控制，可以灵活、准确控制多层片纱张力，满足大尺寸、高厚度立体织物成型，消除了传统机械控制纱线张力时难以在线调节的弊端，其控制结构简单、可扩充、且可靠性高、经济实用。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种多层片纱张力气动控制系统与方法。

背景技术

随着工程技术和材料科学的发展，大尺寸、高厚度等多层立体织物逐渐在航天航空、化工、汽车、医疗以及其他高新技术领域得到应用。立体织物的织造多以高强度、高模量和耐摩性差的高性能纤维为主，片纱张力对织造效率与产品质量均有影响；随着织物层数增多、厚度增加，开口过程对经纱张力干扰增加，使得不同层的片纱张力难以均匀控制。

专利CN102587010A公开了一种碳纤维多层角联织机片纱张力调节装置，在机架上安装上部、下部张力调节支架，分别在上部、下部张力调节支架上安装送经辊和摆动张紧辊。通过弹簧压紧摆臂带动摆臂支撑轴上的摆动张紧辊压紧纱线，张力大小可通过配重支撑杆和附加配重进行调节。该装置采用纯机械结构调节张力，存在张力响应不及时、控制精度低、可调节性差、无反馈等缺陷。

专利CN106854792A公开了一种基于立体织机织物组织对经纱张力进行补偿的装置及方法，对每一个经轴设置一个张力辊，通过电动缸及伺服电机控制张力辊上下运动对综框上下移动造成的经纱伸长或收缩进行同步补偿，减少张力波动。该装置用于大尺寸、高厚度的多层立体织物时，将需要数十个或更多的电动缸和电机，存在安装空间大、成本高、控制系统复杂等缺陷。

因此，使用传统的片纱张力控制方法已不适用于多层立体织物大尺寸、高厚度的织造需求。

发明内容

本发明提供一种适用于高性能纤维织造的大尺寸、高厚度立体织物，能满足张力响应及时、控制精度高、在线可调可控可视、安装空间小、经济成本低等要求的片纱张力控制系统及方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种多层片纱张力气动控制系统，包括气源、油雾分离器、气缸、刹车带、盘头、气动快速张力调节单元和张力控制单元，气源与油雾分离器相连，油雾分离器和张力控制单元均与气动快速张力调节单元连接，气动快速张力调节单元与至少一个气缸连接，每一个气缸均与刹车带连接，刹车带与盘头连接；

所述张力控制单元用于根据织机运行的不同状态确定张力值并输出张力调节信号；

所述气动快速张力调节单元用于接收张力控制单元输出的张力调节信号并利用油雾分离器输出的气压对片纱张力进行快速调节和控制。

所述气动快速张力调节单元包括双减压阀组合、梭阀、电磁阀、快排阀及三通接头；

油雾分离器出气口分别与双减压阀组合的进气口和电磁阀的压力进气口相连，双减压阀组合的两个出气口分别与梭阀的两个进气口相连，梭阀的出气口与电磁阀的一个出气口相连，电磁阀的另一个出气口与快排阀的进气口连接，快排阀的一个出气口与大气相通，快排阀的另一个出气口通过三通接头和至少一个气缸连接，气缸与刹车带连接，刹车带与盘头连接。

所述张力控制单元包括电源模块、控制器、现场总线通讯模块和模拟量输入输出模块；

所述电源模块为整个系统提供电源，控制器通过总线与现场总线通讯模块相连，现场总线通讯模块和模拟量输入输出模块相连，现场总线通讯模块与气动快速张力调节单元的电磁阀连接。