[发明专利]碳纤维缠绕张力模块化控制系统及控制方法

摘要

本发明公开一种碳纤维缠绕张力模块化控制系统，通过放卷模块实现放卷功能，且在放卷模块与芯模间依次设置单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束纤维张力检测模块与测速模块，且通过控制台接收单束与集束纤维张力检测模块检测的张力信号，以及测速模块检测的速度信号，进行处理后，对主动调速模块与放卷模块进行控制，使单束与集束纤维张力保持在预设误差范围内。缓冲模块用来在纤维缠绕过程中效减小纤维张力波动。本发明张力控制精度高，可同时对单束与集束纤维张力进行监测与控制，响应速度高，操作方便。

主权项

碳纤维缠绕张力模块化控制系统，具有模块化的机械本体以及控制台；其特征在于：机械本体包括放卷模块、单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块；所述放卷模块包括纤维传导轮、放卷线轴与放卷传导辊；放卷线轴、放卷传导辊与纤维传导轮轴线由前至后安装于机架；其中，放卷线轴上套有纤维纱卷，纤维依次绕过放卷传导辊‑纤维传导轮，并绕过位于放卷传导辊后方，安装于机架上的纤维传导辊后，经过导丝头缠绕到芯模上；放卷模块与芯模之间由前至后依次设置单束纤维张力检测模块、主动调速模块、缓冲模块、集束张力检测模块与测速模块；其中，单束纤维张力检测模块包括单束张力检测器、单束张力检测轮与两个传导辊A；单束张力检测器位于两个传导辊A之间；单束张力检测轮设置于单束张力检测器上方；纤维依次经位于前部的传导辊A下方‑单束张力检测轮上方‑位于后部的传导辊A下方绕过；主动调速模块包括主动调速辊与两根传导辊B；主动调速辊位于两个传导辊B之间，且使两个传导辊B竖直位置低于主动调速辊顶部；纤维依次经位于前部的传导辊B下方‑主动调速辊上方‑后部的传导辊B下方绕过；缓冲模块包括气缸缓冲模块与弹簧缓冲模块；其中气缸缓冲模块由缓冲气缸、大张力浮辊与两根传导辊C构成；弹簧缓冲模块由小张力浮辊、缓冲弹簧、导向轴与两根传导辊D构成；上述气缸缓冲模块中，大张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置低于两根传导辊C；缓冲气缸固定安装于缓冲气缸安装架上，缓冲气缸的活塞杆输出端安装大张力浮辊；纤维依次经位于前部的传导辊C上方‑大张力浮辊下方‑位于后部的传导辊C上方绕过；在大张力的情况下，通过缓冲气缸调整大张力浮辊的竖直位置；弹簧缓冲模块中，小张力浮辊位于两根传导辊D之间，竖直位置高于两个传导辊D；纤维依次经位于前部的传导辊D下方‑小张力浮辊上方‑位于后部的传导辊D下方绕过；在小张力情况下，通过缓冲弹簧调整小张力浮辊的上下位置；集束张力检测模块包括集束张力检测辊、集束张力检测器与两根传导辊E；其中，集束张力检测辊位于两根传导辊E之间，竖直位置高于两根传导辊E；集束张力检测辊两端端部设置有技术张力检测器；纤维依次经位于前部的传导辊E下方‑集束张力检测辊上方‑位于后部的传导辊E下方绕过；所述测速模块包括测速辊、测速编码器与两根传导辊F；其中，测速辊位于两个传导辊F之间，且竖直位置低于传导辊F；测速编码器与测速辊相连；所述控制台包括单束张力放大器、集束张力放大器、数据采集卡、PC机与PLC控制器；其中，单束张力放大器与集束张力放大器分别用来对单束张力检测器与集束张力检测器发送的电压信号进行放大；经放大后的电压信号均传输至数据采集卡中，并由数据采集卡传输给PC机进行后续处理。