一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種張力控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，屬于張力控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]張力控制，通俗地講，就是要控制卷取物體時保持物體相互拉長或者繃緊的力。張力應用于最廣泛的造紙、纖維、塑料薄膜、電線、印刷品、磁帶等輕工業(yè)中，帶材或線材的收放卷張力對產(chǎn)品的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。在收卷和放卷的過程中，為保證生產(chǎn)的質(zhì)量及效率，保持恒定的張力是很重要的。
[0003]在冶金、造紙、紡織等行業(yè)中，在加工過程中或者是加工完成之后，最后的一道工序一般就是將加工物卷繞成筒狀。在這一過程中，卷繞的好壞將是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，卷的太緊，容易使織物變形，拉斷，卷的太松又容易使卷取不緊湊，不利于搬運和運輸，因而為了達到使卷繞緊湊，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，都要求在卷繞過程中，在織物上建立一定的張力，并保持張力為一恒定值，能夠?qū)崿F(xiàn)這一功能的系統(tǒng)，就叫做張力控制系統(tǒng)。目前應用的張力控制系統(tǒng)，根據(jù)其測量控制的原理結(jié)構(gòu)主要有三種:間接法張力控制系統(tǒng)；直接法張力控制系統(tǒng)；兼有間接法和直接法的復合張力控制系統(tǒng)。
[0004]從控制方式上分類，張力控制一般可以分為手動、半自動、全自動三類；卷徑控制方式可自動檢測卷徑從而對張力的執(zhí)行機構(gòu)進行調(diào)整、補償，實現(xiàn)張力的恒定。卷徑控制方式屬于半自動控制方式，其突出特點就是省去了價格相對昂貴的張力傳感器，安裝簡單，而且能很方便的獲得錐度張力控制，特別適用于冶金、印刷、包裝、造紙、印染等行業(yè)的分切及收卷機器設備。
[0005]例如申請?zhí)枮椤?01310193026.8”的一種張力控制裝置，用在卷對卷滾壓設備中以控制收卷的張力，所述卷對卷滾壓設備包括收卷軸，所述張力控制裝置包括:厚度測量單元，位于所述收卷軸上以用來測量所述收卷軸上的卷材厚度；處理單元，根據(jù)所述厚度測量單元測量的厚度計算收卷的張力值；以及控制單元，接收所述處理單元輸出的張力值以控制所述收卷軸的張力。張力控制裝置可以控制收卷軸上的張力根據(jù)卷材的厚度的不同而相應變化，從而防止收卷過程中卷材表面擦傷。
[0006]又如申請?zhí)枮椤?01410600667.5”的一種張力控制裝置，由驅(qū)動部、張力控制部和輸出導輥組成，驅(qū)動部具有驅(qū)動輥、壓送輥、壓送輥驅(qū)動部件和驅(qū)動輥驅(qū)動部件，驅(qū)動輥與驅(qū)動輥驅(qū)動部件連接，壓送輥與壓送輥驅(qū)動部件連接，驅(qū)動輥與壓送輥配合，張力控制部包括塊部件、感應部件、擺桿、調(diào)節(jié)導輥、調(diào)節(jié)部件，擺桿轉(zhuǎn)動式安裝在調(diào)節(jié)部件上，感應部件固定在擺桿上，擺桿一端固定調(diào)節(jié)導輥，擺桿另一端固定塊部件，被輸送材料繞經(jīng)輸出導輥、調(diào)節(jié)導輥并連接至驅(qū)動輥、壓送輥之間，繞在調(diào)節(jié)導輥兩側(cè)的被輸送材料之間的夾角小于180度。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，能夠通過控制磁粉制動器的制動電流，便可以實現(xiàn)放卷軸的恒張力控制。
[0008]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，包含微控制器模塊、卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路、功率調(diào)整電路、磁粉控制器，所述卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路連接在微控制器模塊的相應端口上，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路連接磁粉控制器，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路控制磁粉制動器的制動電流實現(xiàn)卷取機的恒張力控制。
[0010]作為本實用新型一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
[0011]作為本實用新型一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，該系統(tǒng)采用數(shù)碼管實時顯示磁粉制動器的制動電流。
[0012]作為本實用新型一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述功率調(diào)整電路為PWM功率放大電路。
[0013]作為本實用新型一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述取機角速度檢測電路采用可充電蓄電池供電。
[0014]本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0015]1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、測量精度高；
[0016]2、本實用新型具有良好的抗干擾性能，能夠較好地完成控制效果，運行穩(wěn)定可
A+-.罪；
[0017]3、本實用新型通過控制磁粉制動器的制動電流，便可以實現(xiàn)放卷軸的恒張力控制。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
[0020]如圖1所示，一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，包含微控制器模塊、卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路、功率調(diào)整電路、磁粉控制器，所述卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路連接在微控制器模塊的相應端口上，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路連接磁粉控制器，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路控制磁粉制動器的制動電流實現(xiàn)卷取機的恒張力控制，本實用新型涉及的控制手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識。
[0021]其中，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機，該系統(tǒng)采用數(shù)碼管實時顯示磁粉制動器的制動電流，所述功率調(diào)整電路為PWM功率放大電路，所述取機角速度檢測電路采用可充電蓄電池供電。
[0022]當卷軸轉(zhuǎn)速恒定時，張力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與磁粉制動器產(chǎn)生的制動力矩相等。因此如維持張力恒定不變，則只需檢測放卷軸與驅(qū)動主軸的轉(zhuǎn)動角速度，通過控制磁粉制動器的制動電流，便可以實現(xiàn)放卷軸的恒張力控制。其中，脈沖信號是通過安裝于旋轉(zhuǎn)軸上的接近開關(guān)或者是旋轉(zhuǎn)編碼器獲得，單片機通過計數(shù)這一脈沖信號的頻率就可以準確的計算出需要檢測軸的角速度。
[0023]一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，包含微控制器模塊、卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路、功率調(diào)整電路、磁粉控制器，所述卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路連接在微控制器模塊的相應端口上，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路連接磁粉控制器，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路控制磁粉制動器的制動電流實現(xiàn)卷取機的恒張力控制。
[0024]AVR單片機具有預取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行；多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快；AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當于有32條立交橋，可以快速通行；中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷；AVR單片機耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時為ΙΟΟηΑ，更適用于電池供電的應用設備；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR單片機保密性能好。
[0025]磁粉制動器的轉(zhuǎn)矩曲線可以分為三個部分:非線性段、線性段和飽和段。磁粉制動器具有良好的恒轉(zhuǎn)矩特性，并且磁粉制動器輸出轉(zhuǎn)矩與磁粉線圈激勵電流優(yōu)良的線性關(guān)系，只要線性調(diào)節(jié)激勵電流，便能實現(xiàn)對現(xiàn)場張力的動態(tài)控制，并且磁粉制動器在轉(zhuǎn)速很低的情況下性能也十分穩(wěn)定。磁粉制動器在卷取張力控制系統(tǒng)的應用，實際張力的大小通過電流直接調(diào)節(jié)，改變了其他調(diào)節(jié)裝置的手工操作過程，使得操作簡單、準確。
[0026]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)具有與本實用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0027]以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以再不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項】
1.一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，其特征在于:包含微控制器模塊、卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路、功率調(diào)整電路、磁粉控制器，所述卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路連接在微控制器模塊的相應端口上，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路連接磁粉控制器，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路控制磁粉制動器的制動電流實現(xiàn)卷取機的恒張力控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)采用數(shù)碼管實時顯示磁粉制動器的制動電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述功率調(diào)整電路為PWM功率放大電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述取機角速度檢測電路采用可充電蓄電池供電。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于單片機的卷取機張力控制系統(tǒng),包含微控制器模塊、卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路、功率調(diào)整電路、磁粉控制器，所述卷取機角速度檢測電路、放卷機角速度檢測電路連接在微控制器模塊的相應端口上，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路連接磁粉控制器，所述微控制器模塊通過功率調(diào)整電路控制磁粉制動器的制動電流實現(xiàn)卷取機的恒張力控制。
【IPC分類】B65H23-195, B65H26-00
【公開號】CN204607208
【申請?zhí)枴緾N201520278253
【發(fā)明人】陳蓓菊, 過琳, 張晨欣, 孫遠烈, 張偉, 許曉曉, 黃志遠, 費潔, 沈靜芬
【申請人】江蘇海大印染機械有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月30日