CN111115367A - 一种设定型张力控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设定型张力控制系统及方法，涉及绕线系统中的张力控制技术领域。包括张力器，张力器包括张力调节组件；还包括绕线系统控制器，绕线系统控制器包括输入端，输入端用于输入设定的张力值；张力器还包括通讯模组和张力调节电路，绕线系统控制器与通讯模组通讯连接，张力调节电路用于控制张力调节组件；张力器还包括力传感器，力传感器用于测量实际的张力值；张力调节电路还包括张力判断模块，张力判断模块用于判断实际的张力值是否与设定的张力值相等。本发明可以设定张力值，并根据设定的张力值调节线的张力；设置有张力判断模块，确保实际张力值与设定的张力值相等。

Description

一种设定型张力控制系统及方法

技术领域

本发明涉及绕线系统中的张力控制技术领域，尤其涉及一种设定型张力控制系统及方法。

背景技术

目前在生产小型变压器、继电器等线圈的绕线工序中，通常需要使用绕线机和张力器，张力器的作用是保持绕线机在绕线过程中保持适当的张力，使得绕制的线圈松紧适宜、紧固饱满。在绕制线圈时，常常需要设定固定的张力，然而张力的设定与控制是一个复杂的过程。

公开号为CN203754121U的中国实用新型“张力器张力调节结构”提供了一种张力器张力调节结构，其特征在于：包括一调节机构，该调节机构由一摆杆、第一限位块和第二限位块组成，所述摆杆与一转轴固定连接，所述转轴转动设置在一基板上，转轴轴向垂直于该基板，转轴上还固定连接有一摆动结构，该摆动结构包括一挡块，该挡块与转轴固定连接，挡块上设置有一拉簧杆，拉簧杆平行于基板，拉簧杆的一端与挡块转动连接，拉簧杆的另一端通过至少两根并联布置的拉簧与一平行于基板的张力杆中部连接，该拉簧的作用力迫使张力杆向拉簧杆靠近；该调节机构结构简单，使用可靠，张力器输出张力的可调范围大。

公开号为CN203699547U的中国实用新型“一种具有张力测量功能的伺服张力器”提供了一种具有张力测量功能的伺服张力器，其特征在于：包括一基板，该基板上固定设置有一角度传感器，角度传感器具有一转轴，该转轴上固定有一旋转块，旋转块上设置一张力杆和一拉簧杆，张力杆的一端与旋转块固定连接，另一端设有出出线轮，所述拉簧杆的一端与旋转块固定连接，另一端与一张力弹簧的一端连接，张力弹簧的另一端与一张力传感器连接，张力传感器相对于所述基板固定设置；所述角度传感器的信号输出端与一张力控制电路连接，所述张力传感器的信号输出端与一张力测量电路连接。该实用新型不存在后极过线部件，所以张力传感器检测到的张力值即为线材上的真实张力，无需添加任何附加值，也更有利于在细小张力测量控制上应用。

上述两件专利或设置两根并联布置的拉簧，或设置有张力传感器进行张力控制，然而都未对张力的设定以及进一步地控制作出公开。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以设定张力的设定型张力控制系统及方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种设定型张力控制系统，包括张力器，所述张力器包括张力调节组件，还包括绕线系统控制器，所述绕线系统控制器包括输入端，所述输入端用于输入设定的张力值，所述张力器还包括通讯模组和张力调节电路，所述绕线系统控制器与所述通讯模组通讯连接，所述通讯模组与所述张力调节电路电连接，所述张力调节电路与所述张力调节组件电连接，所述张力调节电路用于控制所述张力调节组件。

进一步地，所述绕线系统控制器为plc控制器或工控机。

进一步地，所述张力器还包括力传感器，所述力传感器用于测量实际的张力值，所述力传感器与所述张力调节电路电连接。

进一步地，所述张力调节电路还包括张力判断模块，所述张力判断模块用于判断实际的张力值是否与设定的张力值相等。

进一步地，所述张力器还包括基板、拉簧杆、张力杆和张力弹簧，所述拉簧杆一端通过轴活动连接于所述基板，所述拉簧杆另一端固定连接于所述张力弹簧，所述张力弹簧远离拉簧杆一端固定连接于所述张力杆，所述张力杆靠近所述张力弹簧一端活动连接于所述基板，所述张力杆远离所述张力弹簧一端固定连接有出线轮，所述张力调节组件固定连接于所述基板，所述张力调节组件用于驱动所述拉簧杆绕轴旋转。

进一步地，所述张力器还包括显示屏，所述显示屏与所述张力调节电路电连接。

进一步地，所述张力器还包括角度位移传感器，所述角度位移传感器固定连接于所述张力杆靠近基板的一端的一侧，所述角度位移传感器与所述张力调节电路电连接，所述角度位移传感器用于测量所述张力杆位移的角度。

一种设定型张力控制方法，包括以下步骤：

S1.在输入端输入设定的张力值；

S2.绕线系统控制器通过通讯模组将设定的张力值信号传输至张力调节电路，张力调节电路根据设定的张力值控制张力调节组件；

S3.力传感器测量绕线的实际的张力值，力传感器将实际的张力值信号传输至张力调节电路，张力调节电路内的张力判断模块判断实际的张力值是否与设定的张力值相等，若相等，则张力调节电路控制张力调节组件固定拉簧杆，若不相等，则张力调节电路继续控制张力调节组件拉动拉簧杆，并重复此步骤直至实际的张力值与设定的张力值相等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明可以通过输入端或显示屏设定张力值，并根据设定的张力值调节线的张力；

2.本发明设置有张力判断模块，确保实际张力值与设定的张力值相等。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明张力器主视图示意图；

图2为本发明张力器左视图示意图；

图3为本发明张力器后视图示意图；

图4为本发明系统流程示意图；

其中，1为基板；2为拉簧杆；3为张力杆；4为张力弹簧；5为出线轮；6为力传感器；7为张力调节电路；8为张力调节组件；9为角度位移传感器。

具体实施方式

为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例：

如图1-4所示为一种设定型张力控制系统，包括绕线系统控制器和张力器。

绕线系统控制器为plc控制器或工控机。绕线系统控制器包括人机交互输入端，人机交互输入端用于输入设定的张力值。绕线系统控制器还包括其他功能，例如对张力器保持恒张力状态进行控制的功能。绕线系统控制器可以与一台张力器连接，也可以分别与若干台张力器连接，因此可以设定指定机位张力器的张力值，也可以对区域内的若干个张力器进行统一设置。这个值的依据是客户绕制产品所要遵循的KPI值。

张力器包括通讯模组、张力调节电路7和张力调节组件8。通讯模组、张力调节电路7和张力调节组件8均固定连接于基板1。绕线系统控制器与通讯模组通讯连接，通讯模组与张力调节电路7电连接，张力调节电路7与张力调节组件8电连接，张力调节电路7用于控制张力调节组件8。通讯连接包括但不限于电连接、5g连接和蓝牙连接等。plc控制器或工控机通过通讯模组向张力调节电路7发送指令，张力调节电路7也通过通讯模组向plc控制器或工控机发送实时数据。

绕线系统控制器通过通讯模组将设定的张力值指令发送给指定的一台或多台张力器，并可以通过通讯模组接收张力器上传的实际的张力值并显示出来。绕线系统控制器的输入端也可以设置误差补偿值和设定张力的上、下限范围值。

通讯模组还可以与本绕线系统之外的远程数据系统或控制系统实现双向通讯，满足远程系统的数据采集和控制。

张力器还包括基板1、拉簧杆2、张力杆3、张力弹簧4和张力调节组件8，张力调节组件8为张力调节电机组件，拉簧杆2一端通过轴活动连接于基板1，拉簧杆2另一端固定连接于张力弹簧4，张力弹簧4远离拉簧杆2一端固定连接于张力杆3，张力杆3靠近张力弹簧4一端通过轴活动连接于基板1，张力杆3可以绕轴旋转，张力杆3远离张力弹簧4一端固定连接有出线轮5，线经出线轮5之后连接于绕线机和绕线骨架。张力调节组件8固定连接于基板1，张力调节组件8用于驱动拉簧杆2绕轴旋转。电机的转子与拉簧杆2的一端连接。张力调节电路7接收plc控制器或工控机传输过来的设定的张力值信号，根据设定的张力值信号控制张力调节组件8，进而控制线的张力。电机通过控制拉簧杆2来控制张力弹簧4，使张力控制更加精准。

张力器还包括显示屏，显示屏固定连接于基板1，显示屏与张力调节电路电连接。显示屏具有显示本机张力信息的功能和对本机进行张力设定输入的功能。显示屏同样可以设置误差补偿值和设定张力的上、下限范围值。显示器上显示内容根据客户需求而定，可以是设定的张力值也可以是实际的张力值，或是同时显示。

张力器还包括角度位移传感器9，角度位移传感器9固定连接于张力杆3靠近基板1的一端的一侧，角度位移传感器9与张力调节电路7电连接，角度位移传感器9用于测量张力杆3位移的角度。

进一步地，张力器还包括力传感器6，力传感器6固定连接于基板1，力传感器6与线连接，力传感器6用于测量线的实际的张力值，力传感器6与张力调节电路7电连接。张力调节电路7接收力传感器6传输的实际的张力值信号。张力调节电路7还包括张力判断模块，张力判断模块用于判断接收的实际的张力值是否与设定的张力值相等，在不相等的情况下进行纠正。力传感器将获取的力信息转化为电信号输送给单片机，由单片机程序进行处理和利用。当PCL绕线系统控制器或工控机发送设定的张力值时，力传感器和张力判断模块随即开始工作，张力判断模块开始进行判断。

一种设定型张力控制方法，包括以下步骤：

S1.在输入端输入设定的张力值；

S2.绕线系统控制器通过通讯模组将设定的张力值信号传输至张力调节电路7，张力调节电路7根据设定的张力值控制张力调节组件8拉动拉簧杆2；

S3.力传感器6测量绕线的实际的张力值，力传感器6将实际的张力值信号传输至张力调节电路7，张力调节电路7内的张力判断模块判断实际的张力值是否与设定的张力值相等，若相等，则张力调节电路7控制张力调节组件8固定拉簧杆2，进入恒张力控制过程。若不相等，则张力调节电路7继续控制张力调节组件8拉动拉簧杆2，并重复此步骤直至实际的张力值与设定的张力值相等。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种设定型张力控制系统，包括张力器，所述张力器包括张力调节组件，其特征在于：还包括绕线系统控制器，所述绕线系统控制器包括输入端，所述输入端用于输入设定的张力值，所述张力器还包括通讯模组和张力调节电路，所述绕线系统控制器与所述通讯模组通讯连接，所述通讯模组与所述张力调节电路电连接，所述张力调节电路与所述张力调节组件电连接，所述张力调节电路用于控制所述张力调节组件。

2.根据权利要求1所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述绕线系统控制器为plc控制器或工控机。

3.根据权利要求2所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述张力器还包括力传感器，所述力传感器用于测量实际的张力值，所述力传感器与所述张力调节电路电连接。

4.根据权利要求3所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述张力调节电路还包括张力判断模块，所述张力判断模块用于判断实际的张力值是否与设定的张力值相等。

5.根据权利要求4所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述张力器还包括基板、拉簧杆、张力杆和张力弹簧，所述拉簧杆一端通过轴活动连接于所述基板，所述拉簧杆另一端固定连接于所述张力弹簧，所述张力弹簧远离拉簧杆一端固定连接于所述张力杆，所述张力杆靠近所述张力弹簧一端活动连接于所述基板，所述张力杆远离所述张力弹簧一端固定连接有出线轮，所述张力调节组件固定连接于所述基板，所述张力调节组件用于驱动所述拉簧杆绕轴旋转。

6.根据权利要求5所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述张力器还包括显示屏，所述显示屏与所述张力调节电路电连接。

7.根据权利要求6所述的一种设定型张力控制系统，其特征在于：所述张力器还包括角度位移传感器，所述角度位移传感器固定连接于所述张力杆靠近基板的一端的一侧，所述角度位移传感器与所述张力调节电路电连接，所述角度位移传感器用于测量所述张力杆位移的角度。

8.一种设定型张力控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.在输入端输入设定的张力值；

S2.绕线系统控制器通过通讯模组将设定的张力值信号传输至张力调节电路，张力调节电路根据设定的张力值控制张力调节组件；

S3.力传感器测量绕线的实际的张力值，力传感器将实际的张力值信号传输至张力调节电路，张力调节电路内的张力判断模块判断实际的张力值是否与设定的张力值相等，若相等，则张力调节电路控制张力调节组件固定拉簧杆，若不相等，则张力调节电路继续控制张力调节组件拉动拉簧杆，并重复此步骤直至实际的张力值与设定的张力值相等。

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