CN114212619A - 确定卷径的方法、装置、存储介质及收放卷设备 - Google Patents

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CN114212619A CN202111486933.2A CN202111486933A CN114212619A CN 114212619 A CN114212619 A CN 114212619A CN 202111486933 A CN202111486933 A CN 202111486933A CN 114212619 A CN114212619 A CN 114212619A
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钟声
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Abstract

本申请提供一种确定卷径的方法、装置、存储介质及收放卷设备，涉及自动化技术领域，其中，该方法包括启动牵引电机和收卷电机中的一个，使得张力摆杆基于张力摆杆的重力下沉至第一位置或第一位置以下，启动牵引电机和收卷电机中的另一个，使得张力摆杆运动至第二位置，获取张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差、运动时长、收卷电机在运动时长内的第一实际输出频率以及卷料的第一线速度，基于行程差、运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径。本申请提供的技术方案实现了收放卷设备初启动时的初始卷径的自动化准确计算，提高了确定初始卷径的效率和准确性。

Description

确定卷径的方法、装置、存储介质及收放卷设备
技术领域
本申请涉及自动化技术领域，尤其涉及一种确定卷径的方法、装置、存储介质以及收放卷设备。
背景技术
收放卷设备可以对卷料进行收卷和/或放卷，如拉丝机等，是一种重要的自动化设备。在收卷和放卷过程中，通常需要根据收卷辊轮处当前的卷径，准确控制收卷电机的转速和转矩等参数，从而控制卷料所收到的张力，以免损坏材料。
现有技术中，在收放卷设备初启动时，由于卷料的线速度较小或者收卷电机转速较低，从而难以计算卷料的初始卷径。通常是由人工频繁地将初始卷径复位至一个预设的数值。但这种方式比较繁琐，需要频繁地重新设定或者复位初始卷径，效率和准确性低下。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种确定卷径的方法、装置、存储介质以及收放卷设备，实现了收放卷设备初启动时的初始卷径的自动化准确计算，提高了确定初始卷径的效率和准确性。
为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种确定卷径的方法，应用于收放卷设备，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述方法包括：
启动所述牵引电机和所述收卷电机中的一个，使得所述张力摆杆基于所述张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下；
启动所述牵引电机和所述收卷电机中的另一个，使得所述张力摆杆运动至第二位置；
获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差、运动时长、所述收卷电机在所述运动时长内的第一实际输出频率以及所述卷料的第一线速度；
基于所述行程差、所述运动时长、所述第一实际输出频率和所述第一线速度，确定所述收卷辊轮的第一卷径。
在本申请实施例中，收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，牵引电机与牵引辊轮传动连接，收卷电机和收卷辊轮传动连接，牵引辊轮用于对收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，张力摆杆位于牵引辊轮和收卷辊轮之间且放置卷料上或者悬挂在卷料下方。收放卷设备可以启动牵引电机和收卷电机中的一个，使得张力摆杆基于张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下，再启动牵引电机和收卷电机中的另一个，使得张力摆杆运动至第二位置，获取张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差、运动时长、收卷电机在该运动时长内的第一实际输出频率以及卷料的第一线速度，基于该行程差、该运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径，实现了在收放卷设备初启动时的初始卷径的自动化准确计算，与人工设置初始卷径的方式相比，提高了确定初始卷径的效率和准确性。
可选地，所述方法包括：
检测所述卷料的张力的反馈电压；
若所述张力的反馈电压为第一电压，则确定所述张力摆杆处于所述第一位置，所述第一电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第一位置时的第一张力对应；
若所述张力的反馈电压为第二电压，则确定所述张力摆杆处于所述第二位置，所述第二电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第二位置时的第二张力对应。
可选地，所述获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的运动时长，包括：
将检测到所述第一电压的时刻至检测到所述第二电压的时刻之间的时长，确定为所述运动时长。
可选地，所述方法还包括：
若检测到所述卷料的张力的反馈电压的变化率恒定，则获取所述卷料的第二线速度、所述收卷电机的第二实际输出频率；
基于所述第二线速度和所述第二实际输出频率，确定所述收卷辊轮的第二卷径。
可选地，所述方法还包括：
基于所述第二卷径和所述第二线速度，确定所述收卷电机的第一目标输出频率；
基于所述目标输出频率控制所述收卷电机的实时输出频率。
可选地，所述获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差，包括：
获取预设的所述行程差。
可选地，所述收放卷设备还包括两个换向轮，所述两个换向轮设置在所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间，所述张力摆杆设置在所述两个换向轮之间。
可选地，所述方法还包括：
若检测到所述卷料的张力的变化率恒定，则获取所述第二线速度、所述第二实际输出频率。
可选地，所述方法还包括：
检测所述卷料的张力；
若所述卷料的张力为第一张力，则确定所述张力摆杆处于所述第一位置；
若所述卷料的张力为第二张力，则确定所述张力摆杆处于所述第二位置。
可选地，所述获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的运动时长，包括：
将检测到第一张力的时刻至检测到第二张力的时刻之间的时长，确定为所述运动时长。
第二方面，本申请实施例提供一种确定卷径的装置，应用于收放卷设备，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述装置包括：
启动模块，用于启动所述牵引电机和所述收卷电机中的一个，使得所述张力摆杆基于所述张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下；启动所述牵引电机和所述收卷电机中的另一个，使得所述张力摆杆运动至第二位置；
获取模块，用于获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差、运动时长、所述收卷电机在所述运动时长内的第一实际输出频率以及所述卷料的第一线速度；
确定模块，用于基于所述行程差、所述运动时长、所述第一实际输出频率和所述第一线速度，确定所述收卷辊轮的第一卷径。
可选地，所述装置还包括：
检测模块，用于检测所述卷料的张力的反馈电压；
确定模块，还用于若所述张力的反馈电压为第一电压，则确定所述张力摆杆处于所述第一位置，所述第一电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第一位置时的第一张力对应；若所述张力的反馈电压为第二电压，则确定所述张力摆杆处于所述第二位置，所述第二电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第二位置时的第二张力对应。
可选地，所述获取模块具体用于：
将检测到所述第一电压的时刻至检测到所述第二电压的时刻之间的时长，确定为所述运动时长。
可选地，所述获取模块，还用于若检测到所述卷料的张力的反馈电压的变化率恒定，则获取所述卷料的第二线速度、所述收卷电机的第二实际输出频率；
所述确定模块，还用于基于所述第二线速度和所述第二实际输出频率，确定所述收卷辊轮的第二卷径。
可选地，所述确定模块，还用于基于所述第二卷径和所述第二线速度，确定所述收卷电机的第一目标输出频率；
所述装置还包括：
控制模块，用于基于所述目标输出频率控制所述收卷电机的实时输出频率。
可选地，所述获取模块具体用于：
获取预设的所述行程差。
可选地，所述收放卷设备还包括两个换向轮，所述两个换向轮设置在所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间，所述张力摆杆设置在所述两个换向轮之间。
可选地，所述获取模块还用于：
若检测到所述卷料的张力的变化率恒定，则获取所述第二线速度、所述第二实际输出频率。
可选地，所述检测模块，还用于检测所述卷料的张力；
所述确定模块，还用于若所述卷料的张力为第一张力，则确定所述张力摆杆处于所述第一位置；若所述卷料的张力为第二张力，则确定所述张力摆杆处于所述第二位置。
可选地，所述获取模块具体用于：
将检测到第一张力的时刻至检测到第二张力的时刻之间的时长，确定为所述运动时长。
第三方面，本申请实施例提供一种收放卷设备，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述收放卷设备还包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在收放卷设备上运行时，使得收放卷设备执行上述第一方面中任一项所述的确定卷径的方法。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种收放卷设备的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种确定卷径的方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种张力的反馈电压的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种确定卷径的装置的结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的另一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请施例中的技术方案，下面首先对本申请实施例的应用场景予以介绍。
请参照图1，为本申请实施例所提供的一种收放卷设备100的结构示意图。如图1所示，该收放卷设备100包括牵引辊轮110、牵引电机120、收卷辊轮130、收卷电机140、张力摆杆150和多个换向轮160(图1中仅示出2个)，其中，多个换向轮160为可选项。
牵引电机120与牵引辊轮110传动连接，从而能够带动牵引辊轮110转动。收卷电机140与收卷辊轮130传动连接，从而能够带收卷辊轮130转动。多个换向轮160可以设置在牵引辊轮110和收卷辊轮130之间。
收放卷设备100可以用于对卷料对进行收卷和/或放卷。在收卷时，牵引辊轮110带动被收卷的卷料，经过多个转向轮160朝向收卷辊轮130运动，收卷轮130收卷该卷料。在放卷时，收卷辊轮130放卷该卷料，牵引辊轮110牵引该卷料经过多个转向轮160运动传出该收放卷设备100。
其中，卷料可以为能够卷曲成卷状的物料，如电线、丝线和布匹等等。
张力摆杆150可以位于在任意两个换向轮160之间，且放置在卷料上或者悬挂在卷料下方，当卷料的张力较小时，张力摆杆150可以依靠自身重力下沉至较低的位置1。当卷料的张力较大时，张力摆杆150可以被抬升至较高的位置2。张力摆杆150从位置1运动至位置2的行程差为2*(L1-L2)，其中，L1表示张力摆杆150在位置1时卷料在张力摆杆150至相邻的换向轮160之间的长度，L1表示张力摆杆150在位置2时卷料在张力摆杆150至相邻的换向轮160之间的长度。在一些实施例中，若收放卷设备100不包括换向轮160，则L1表示张力摆杆150在位置1时卷料在张力摆杆150至牵引轮110(或收卷轮130)之间的长度；L2表示张力摆杆150在位置2时卷料在张力摆杆150至牵引轮110(或收卷轮130)之间的长度。
需要说明的是，本申请实施例对张力摆杆150的材质、形状和结构等均不作具体限定。在一些实施例中，可以由用户基于卷料的材质，选择适当重力的张力摆杆150，使得在不损坏卷料的情况下，张力摆杆150能够下沉至位置1，也能够被抬升为位置2。
还需要说明的是，本申请实施例对位置1与位置2之间的距离不进行限定。
本申请实施例所提供的确定卷径的方法可以应用于如图1所示的收放卷设备100。
在一些实施例中，收放卷设备100可以包括控制装置(图1未示出)，该控制装置可以包括处理器和存储器。
处理器可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器可以包括应用处理器(application processor，AP)，控制器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中；控制器可以是收放卷设备100的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
存储器，可以用于存储指令和数据。在一些实施例中，存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器刚用过或循环使用的指令或数据。
在一些实施例中，收放卷设备100可以包括多个传感器，传感器可以将物理信号转换为易于处理器处理的数字信号，比如将卷料所受的张力或张力摆杆所在的位置转换为相应的电压信号等。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
请参照图2，为本申请实施例所提供的一种确定卷径的方法的流程图。需要说明的是，该方法并不以图2以及以下所述的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，该方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该方法包括如下步骤：
S201，收放卷设备启动牵引电机和收卷电机中的一个，使得张力摆杆基于张力摆杆的重力下沉至第一位置或第一位置以下。
当收卷时，收放卷设备可以先启动牵引电机，此时由于收卷电机未启动，那么张力摆杆可以基于该张力摆杆自身的重力，下压或下拉卷料，从而下沉至第一位置或第一位置以下。
当放卷时，收放卷设备可以先启动收卷电机，此时由于牵引电机未启动，那么张力摆杆也可以下沉至第一位置或第一位置以下。
需要说明的是，在收卷和放卷时，收卷电机和牵引电机旋转的方向可以相反。
以图1所示的收放卷设备为例。当收卷时，牵引电机可以按照顺时针方向旋转，从而带动牵引辊轮将卷料传送至收卷辊轮处，且由于当前收卷电机未启动，那么张力摆杆可以基于自身重力下压或下拉卷料，从而下沉至位置1(即第一位置)。当放卷时，收卷电机可以按照逆时针方向旋转，从而带动收卷辊轮将卷料传送至收卷辊轮处，且由于当前牵引电机未启动，那么张力摆杆可以基于自身重力下压或下拉卷料，从而下沉至位置1。
在一些实施例中，由于当卷料抬升张力摆杆时需要通过张力克服张力摆杆的重力，那么张力摆杆在不同位置时，卷料的张力也会不同，也即是，张力摆杆所在的位置以及张力摆杆在该位置时卷料所受的张力是对应的，因此，可以预先设置第一电压范围，第一电压范围与张力摆杆摆动的位置范围以及张力摆杆在该位置范围摆动时卷料所受的张力范围对应，那么检测卷料的张力的反馈电压，该反馈电压即可以指示张力摆杆当前所处的位置以及卷料在该张力摆杆处于该位置时的张力。
其中，收放卷设备可以通过前述中的DSP控制相应的硬件(如传感器等)采集张力的反馈电压。
在一些实施例中，第一电压范围可以包括第一电压和第二电压，其中，第一电压小于第二电压，第一电压用于指示第一位置以及卷料在张力摆杆处于第一位置时的第一张力，第二电压用于指示第二位置以及卷料在张力摆杆处于第二位置(如图1中的位置2)时的第二张力，其中，第一位置可以低于第二位置，第一张力可以小于第二张力。
需要说明的是，第一电压范围的大小、第一电压和第二电压可以由用户事先基于卷料的材质确定。当卷料所能承受的张力范围越大，第一电压范围也越大，第二电压以及第一电压与第二电压的差值也越大；当卷料所能承受的张力范围越小，第一电压范围也越小，第二电压以及第一电压与第二电压的差值也越小。例如，对于某一张力承受范围较小的卷料，第一电压范围可以为[0V(伏),0.5V]，其中，0.1V可以为第一电压，从而与第一位置以及卷料在张力摆杆处于第一位置时的第一张力对应，0.5V可以作为第二电压，从而与第二位置以及卷料在张力摆杆处于第二位置时的第二张力对应。或者，对于某一张力承受范围较大的卷料，第一电压范围可以为[0V,5V]，其中，0V可以为第一电压，5V或者4.9V可以作为第二电压。
在一些实施例中，由于第一电压用于指示卷料在张力摆杆处于第一位置时的第一张力，因此，收放卷设备可以检测卷料的张力的反馈电压，若该反馈电压小于或等于第一电压，则可以确定张力摆杆当前处于第一位置或第一位置以下。
在一些实施例中，收放卷设备也可以直接检测卷料的张力，若卷料的张力为第一张力，则确定张力摆杆处于第一位置。若卷料的张力小于第一张力，则确定张力摆杆处于第一位置以下。
在一些实施例中，收放卷设备可以在启动牵引电机或收卷电机中的一个的第一时长之后，确定张力摆杆当前处于第一位置或第一位置以下。
需要说明的是，第一时长可以由收放卷设备事先确定。本申请实施例不对第一时长的大小以及设置方式进行限定。
S202，收放卷设备启动牵引电机和收卷电机中的另一个，使得张力摆杆运动至第二位置。
当收卷时，收放卷设备可以在启动牵引电机之后，确定张力摆杆下沉至第一位置或第一位置以下时，启动收卷电机，其中，收卷电机与牵引电机的旋转方向相同。
当放卷时，收放卷设备可以先启动收卷电机，确定张力摆杆下沉至第一位置或第一位置以下时，启动牵引电机，其中，收卷电机与牵引电机的旋转方向相同。
以图1所示的收放卷设备为例。当收卷时，在张力摆杆下沉至位置1时，启动收卷电机使得收卷电机也顺时针旋转，从而收紧卷料，使得卷料抬升张力摆杆运动至位置2(即第二位置)。当放卷时，在张力摆杆下沉至位置1时，启动牵引电机使得牵引电机也按照逆时针方向旋转，也可以调节收卷电机的旋转速度，从而收紧卷料，使得卷料抬升张力摆杆运动至位置2。
在一些实施例中，收放卷设备可以在启动牵引电机和收卷电机中的一个之后，检测到卷料当前的张力的反馈电压小于或等于第一电压时，启动牵引电机和收卷电机中的另一个；或者，检测到卷料当前的张力小于或等于第一张力时，启动牵引电机和收卷电机中的另一个；或者，收放卷设备可以在启动牵引电机和收卷电机中的一个之后的延时达到第一时长时，启动牵引电机和收卷电机中的另一个。
在一些实施例中，由于第二电压用于指示卷料在张力摆杆处于第二位置时的第二张力，因此，收放卷设备可以检测卷料当前的张力的反馈电压，若该反馈电压等于第二电压，则可以确定张力摆杆当前处于第二位置。
在一些实施例中，收放卷设备也可以直接检测卷料当前的张力，若该张力等于第二张力，则可以确定张力摆杆当前处于第二位置。
在一些实施例中，收放卷设备可以在张力摆杆处于第一位置时，按照预设的第二时长，通过比例积分(proportional integral，PI)调节控制收卷电机的旋转速度，使得卷料的张力线性增大，直至张力摆杆运动至第二位置处。
通过线性增大卷料的张力，既能够防护材料应力不受外力突变而造成损伤，也能够实现自动主动控制卷料的张力而不需要人工控制，提高控制张力的效率和准确性。
需要说明的是，第二时长可以为2s(秒)-3s，当然，在实际应用中，运动时长还可以是其他数值，本申请实施例不对第二时长的数值大小进行限定。
例如，一种卷料张力的控制曲线可以如图3所示。在图3中，在0.2s时，张力摆杆下沉至第一位置，卷料的张力的反馈电压为0V，此时收放卷设备按照目标值所指示的曲线，控制收卷电机的旋转速度，使得卷料的张力按照实际值对应的曲线线性增大，直至达到3s时，张力摆杆被上抬至第二位置，卷料的张力的反馈电压为0.5V。
S203，收放卷设备获取张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差、运动时长、收卷电机在该运动时长内的第一实际输出频率以及卷料的第一线速度。
由前述图1可知，张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差可以为固定值，因此，在一些实施例中，收放卷设备可以获取预设的行程差。当然，在实际应用中，也可以通过测量来确定该行程差。
运动时长可以用于指示张力摆杆从第一位置运动至第二位置的时长。在一些实施例中，收放卷设备可以将检测到第一电压信号的时刻至检测到第二电压信号的时刻之间的时长，确定为运动时长。在另一些实施例中，收放卷设备可以将检测到第一张力的时刻至检测到第二张力的时刻之间的时长，确定为运动时长。在另一些实施例中，收放卷设备可能是先设置第二时长，再按照第二时长控制卷料的张力并带动张力摆杆从第一位置运动至第二位置，因此该运动时长可以为前述中的第二时长。
收卷电机的第一实际输出频率用于指示收卷电机和收卷辊轮的旋转速度，第一实际输出频率的大小可以与该旋转速度的大小成正比。收放卷设备可以从收卷电机获取第一实际输出频率。
在一些实施例中，为了消除第一实际输出频率的数值波动，收放卷设备可以对获取的原始频率进行一阶惯性滤波，得到第一实际输出频率。
卷料的第一线速度可以用于指示卷料运动的快慢程度。在一些实施例中，由于在收卷和放卷的过程中，是通过控制收卷电机的旋转速度来控制卷料的张力，而牵引电机的旋转速度相对比较稳定，卷料在靠近牵引辊轮处的线速度比靠近收卷辊轮处的线速度更加稳定，因此，为了提高第一线速度的准确性，进而提高后续确定卷径的准确性，收放卷设备可以从靠近牵引电机的位置获取卷料的第一线速度。在一些实施例中，收放卷设备可以从牵引辊轮与张力摆杆之间的区域，获取第一线速度。
在一些实施例中，为了提高确定第一线速度的准确性，进而提高后续确定卷径的准确性，收放卷设备可以基于预设的第三线速度，对测量得到的原始线速度进行修正，将修正后的原始线速度确定为第三线速度。
其中，第三线速度可以为事先设定的收放卷设备在收卷或放卷过程正常的线速度，由于原始线速度是实际测量的数值，因此由于测量误差的原因，原始线速度可能与第三线速度不相同，所以可以获取与原始线速度差值最小的第三线速度，将与原始线速度差值最小的第三线速度确定为第一线速度。
例如，在某时刻，收放卷设备检测到的原始速度为99m/min(米/每分钟)，而预设的多个第三线速度包括50m/min和100m/min，100m/min与99m/min之间的差值最小，那么收放卷设备当前准确的第一线速度应该为100m/min。
S204，收放卷设备基于行程差、运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径。
收放卷设备可以基于行程差、运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径，从而实现了在收放卷设备初启动时的初始卷径的自动化准确计算，与人工设置初始卷径的方式相比，提高了确定初始卷径的效率和准确性。
在一些实施例中，收放卷设备可以参照下述公式(1)，基于收卷电机与收卷辊轮的机械传动比、收卷电机的电机极对数、行程差、运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径。
Figure BDA0003396976170000141
其中，D表示第一卷径；p表示收卷电机的电机极对数；i表示收卷电机与收卷辊轮的机械传动比；π表示圆周率；V表示第一线速度；t2表示张力摆杆运动至第二位置的时刻，t1张力摆杆从第一位置开始向第二位置运动的时刻；t2-t1表示张力摆杆从第一位置运动至第二位置的运动时长；L1表示张力摆杆在位置1时卷料在张力摆杆至相邻的换向轮之间的长度；L2表示张力摆杆在位置2时卷料在张力摆杆至相邻的换向轮之间的长度；2*(L1-L2)表示张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差；Fe表示收卷电机的第一实际输出频率，通过对Fe进行积分，可以改善由于Fe瞬时值过大或者对Fe滤波导致的数值真实性变差的问题，从而提高确定第一卷径的准确性。在一些实施例中，若收放卷设备不包括换向轮，则L1表示张力摆杆在位置1时卷料在张力摆杆至牵引轮(或收卷轮)之间的长度；L2表示张力摆杆在位置2时卷料在张力摆杆至牵引轮(或收卷轮)之间的长度。
S205，若收放卷设备检测到卷料的张力的反馈电压的变化率恒定，则获取卷料的第二线速度、收卷电机的第二实际输出频率，基于第二线速度和第二实际输出频率，确定收卷辊轮的第二卷径。
当卷料当前张力的反馈电压的变化率恒定(即卷料当前的张力的变化率)恒定时，说明当前收放卷设备已经启动成功，相对于收放卷设备初启动时，卷料当前的线速度和收卷电机当前的转速都已经增大，因此在后续收卷或放卷过程中，可以通过卷料的第二线速度以及收卷电机的第二实际输出频率确定收卷辊轮的第二卷径。
需要说明的是，当张力的反馈电压的变化率(或张力的变化率)恒定为0时，表示张力的电压(或张力)恒定。
还需要说明的是，反馈电压的变化率恒定，可以指不同时刻的反馈电压的差值小于预设的差值阈值，相似的，张力的变化率恒定，可以指不同时刻的张力的差值小于预设的差值阈值。其中，收卷设备可以事先确定该差值阈值，当该差值阈值越小，对张力恒定的判断条件也就越严格。本申请实施例不对差值阈值的大小以及收卷设备确定该差值阈值的方式进行限定。
例如，如图3所示，在收放卷设备启动第3s之后，张力的反馈电压为恒定值0.5V，即表示当前卷料的张力恒定，因此可以确定收放卷设备启动成功。
在一些实施例中，为了消除第二实际输出频率的数值波动，收放卷设备可以对获取的原始频率进行一阶惯性滤波，得到第二实际输出频率。
在一些实施例中，收放卷设备可以参照下述公式(2)，基于收卷电机与收卷辊轮的机械传动比、收卷电机的电机极对数、第二实际输出频率和第二线速度，确定收卷辊轮的第二卷径。
Figure BDA0003396976170000151
其中，D表示第二卷径；p表示收卷电机的电机极对数；i表示收卷电机与收卷辊轮的机械传动比；π表示圆周率；V表示第二线速度；Fe表示收卷电机的第二实际输出频率。
结合前述S201-S204以及S205可知，收放卷设备可以在初启动的低速运动阶段以及启动完成的中高速运动阶段时，分别采用不同的卷径计算方式，从而在收卷和放卷全程，都可以准确地确定卷径，极大地提高了确定卷径的准确性。
需要说明的是，在一些实施例中，也可以按照S205来确定收放卷设备初启动时的初始卷径，但将S205和S201-S204对比可知，在S201-S204中，通过在收放卷设备中增加张力摆杆，并基于张力摆杆引入张力摆杆的运动时长以及行程差等新的参数来进行初始卷径计算，由于张力摆杆的行程差和运动时长可以是固定值或者容易准确测量的数值，因此使得按照S201-S204所计算的初始卷径更加准确性。
另外，若在S204之后，收放卷设备检测到卷料当前者张力的变化率仍然不是恒定值，可以发出失败提示信号，该失败提示信号可以用于提示用户收放卷设备启动失败。
S206，收放卷设备基于第二卷径和第二线速度，确定收卷电机的第一目标输出频率，基于第一目标输出频率控制收卷电机的实时输出频率。
由于在收卷和放卷过程中，卷径具备不突变性，因此可以基于第二卷径和第二线速度确定第一目标输出频率，第一目标输出频率可以作为用于控制收卷电机的实时输出频率的前馈频率，收卷设备可以基于第一目标输出频率和比例积分微分(proportionintegral differential，PID)调节，控制电机的实时输出频率尽可能地接近第一目标输出频率。
在一些实施例中，为了确保第二卷径的准确性，收放卷设备可以基于当前的第二卷径以及历史中确定的第二卷径，确定当前的卷径变化率，若该卷进变化率大于或等于预设的变化率阈值，则确定第二卷径为异常数据，从而不确定第一目标输出频率。
在一些实施例中，为了确保第二卷径的准确性，收放卷设备可以对第二卷径确定进行一阶惯性滤波。
在一些实施例中，收放卷设备可以参照下述公式(3)。基于收卷电机与收卷辊轮的机械传动比、收卷电机的电机极对数、第二实际输出频率、第二卷径和第二线速度，确定第一目标输出频率。
Figure BDA0003396976170000161
其中，Fres表示第一目标输出频率；D表示第二卷径，在一些实施例中，D也可以表示第一卷径；p表示收卷电机的电机极对数；i表示收卷电机与收卷辊轮的机械传动比；π表示圆周率；V表示第二线速度；Fe表示收卷电机的第二实际输出频率。
在一些实施例中，在S206之后，可以间隔第三时长再次执行S205以确定新的第二卷径，还可以再次执行S206以确定新的第一目标输出频率。
其中，第三时长可以由收放卷设备事先确定。本申请实施例不对第三时长的数值大小以及收放卷设备确定第三时长的方式进行限定。
需要说明的是，前述S205和S206为可选的步骤。
在本申请实施例中，收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，牵引电机与牵引辊轮传动连接，收卷电机和收卷辊轮传动连接，牵引辊轮用于对收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，张力摆杆放置于牵引辊轮和收卷辊轮之间的卷料上。收放卷设备可以启动牵引电机和收卷电机中的一个，使得张力摆杆基于张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下，再启动牵引电机和收卷电机中的另一个，使得张力摆杆运动至第二位置，获取张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差、运动时长、收卷电机在该运动时长内的第一实际输出频率以及卷料的第一线速度，基于该行程差、该运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径，实现了在收放卷设备初启动时的初始卷径的自动化准确计算，与人工设置初始卷径的方式相比，提高了确定初始卷径的效率和准确性。
其次，由于能够通过前述S201-S204实现卷径计算，因此能够实现收卷电机的无编码器开环运行，通过张力摆杆实现了对卷料的张力的准确控制，也降低了对收卷电机的控制要求，减少了收放卷设备初启动时的调试难度和时间，降低了对编码器和变频器的要求。由于不需要通过人工设置和复位的方式设置初始卷径，减少了对收放卷设备的维护，使得收放卷设备可以实现可靠防呆，且张力摆杆相关的运动时长或者行程差等参数一经设置可以多次使用，提高了收放卷设备与卷料的匹配性，改善了更换卷料或者漏操作导致的卷料损坏的问题。
另外，也通过前述S205实现卷径计算，因此也能够兼容收卷电机的带编码器闭环运行，提高了收放卷设备的适应性，降低了成本。
基于同一发明构思，作为对上述方法的实现，本申请实施例提供了一种确定卷径的装置，该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。
该装置可以应用于收放卷设备，收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，牵引电机与牵引辊轮传动连接，收卷电机和收卷辊轮传动连接，牵引辊轮用于对收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，张力摆杆位于牵引辊轮和收卷辊轮之间且放置卷料上或者悬挂在卷料下方。
请参照图4，为本申请实施例提供的确定卷径的装置400的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的装置400包括：
启动模块401，用于启动牵引电机和收卷电机中的一个，使得张力摆杆基于张力摆杆的重力下沉至第一位置或第一位置以下；启动牵引电机和收卷电机中的另一个，使得张力摆杆运动至第二位置；
获取模块402，用于获取张力摆杆从第一位置运动至第二位置的行程差、运动时长、收卷电机在运动时长内的第一实际输出频率以及卷料的第一线速度；
确定模块403，用于基于行程差、运动时长、第一实际输出频率和第一线速度，确定收卷辊轮的第一卷径。
可选地，装置还包括：
检测模块，用于检测卷料的张力的反馈电压；
确定模块403，还用于若张力的反馈电压为第一电压，则确定张力摆杆处于第一位置，第一电压与卷料在张力摆杆处于第一位置时的第一张力对应；若张力的反馈电压为第二电压，则确定张力摆杆处于第二位置，第二电压与卷料在张力摆杆处于第二位置时的第二张力对应。
可选地，获取模块402具体用于：
将检测到第一电压的时刻至检测到第二电压的时刻之间的时长，确定为运动时长。
可选地，获取模块402，还用于若检测到卷料的张力的反馈电压的变化率恒定，则获取卷料的第二线速度、收卷电机的第二实际输出频率；
确定模块403，还用于基于第二线速度和第二实际输出频率，确定收卷辊轮的第二卷径。
可选地，确定模块403，还用于基于第二卷径和第二线速度，确定收卷电机的第一目标输出频率；
装置还包括：
控制模块，用于基于目标输出频率控制收卷电机的实时输出频率。
可选地，获取模块402具体用于：
获取预设的行程差。
可选地，收放卷设备还包括两个换向轮，两个换向轮设置在牵引辊轮和收卷辊轮之间，张力摆杆设置在两个换向轮之间。
可选地，获取模块402还用于：
若检测到卷料的张力的变化率恒定，则获取第二线速度、第二实际输出频率。
可选地，检测模块，还用于检测卷料的张力；
确定模块403，还用于若卷料的张力为第一张力，则确定张力摆杆处于第一位置；若卷料的张力为第二张力，则确定张力摆杆处于第二位置。
可选地，获取模块402具体用于：
将检测到第一张力的时刻至检测到第二张力的时刻之间的时长，确定为运动时长。
本实施例提供的确定卷径的装置400可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种收放卷设备。图5为本申请实施例提供的收放卷设备500的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的收放卷设备500包括：存储器510和处理器520，存储器510用于存储计算机程序；处理器520用于在调用计算机程序时执行上述方法实施例所述的方法。
本实施例提供的收放卷设备500可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在收放卷设备500上运行时，使得收放卷设备500执行时实现上述方法实施例所述的方法。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种确定卷径的方法，其特征在于，应用于收放卷设备，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述方法包括：
启动所述牵引电机和所述收卷电机中的一个，使得所述张力摆杆基于所述张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下；
启动所述牵引电机和所述收卷电机中的另一个，使得所述张力摆杆运动至第二位置；
获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差、运动时长、所述收卷电机在所述运动时长内的第一实际输出频率以及所述卷料的第一线速度；
基于所述行程差、所述运动时长、所述第一实际输出频率和所述第一线速度，确定所述收卷辊轮的第一卷径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
检测所述卷料的张力的反馈电压；
若所述张力的反馈电压为第一电压，则确定所述张力摆杆处于所述第一位置，所述第一电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第一位置时的第一张力对应；
若所述张力的反馈电压为第二电压，则确定所述张力摆杆处于所述第二位置，所述第二电压与所述卷料在所述张力摆杆处于所述第二位置时的第二张力对应。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的运动时长，包括：
将检测到所述第一电压的时刻至检测到所述第二电压的时刻之间的时长，确定为所述运动时长。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若检测到所述卷料的张力的反馈电压的变化率恒定，则获取所述卷料的第二线速度、所述收卷电机的第二实际输出频率；
基于所述第二线速度和所述第二实际输出频率，确定所述收卷辊轮的第二卷径。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述第二卷径和所述第二线速度，确定所述收卷电机的第一目标输出频率；
基于所述目标输出频率控制所述收卷电机的实时输出频率。
6.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差，包括：
获取预设的所述行程差。
7.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述收放卷设备还包括两个换向轮，所述两个换向轮设置在所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间，所述张力摆杆设置在所述两个换向轮之间。
8.一种确定卷径的装置，其特征在于，应用于收放卷设备，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述装置包括：
启动模块，用于启动所述牵引电机和所述收卷电机中的一个，使得所述张力摆杆基于所述张力摆杆的重力下沉至第一位置或所述第一位置以下；启动所述牵引电机和所述收卷电机中的另一个，使得所述张力摆杆运动至第二位置；
获取模块，用于获取所述张力摆杆从所述第一位置运动至所述第二位置的行程差、运动时长、所述收卷电机在所述运动时长内的第一实际输出频率以及所述卷料的第一线速度；
确定模块，用于基于所述行程差、所述运动时长、所述第一实际输出频率和所述第一线速度，确定所述收卷辊轮的第一卷径。
9.一种收放卷设备，其特征在于，所述收放卷设备包括牵引辊轮、牵引电机、收卷辊轮、收卷电机和张力摆杆，所述牵引电机与所述牵引辊轮传动连接，所述收卷电机和所述收卷辊轮传动连接，所述牵引辊轮用于对所述收卷辊轮收卷或放卷的卷料进行牵引，所述张力摆杆位于所述牵引辊轮和所述收卷辊轮之间且放置所述卷料上或者悬挂在所述卷料下方；所述收放卷设备还包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于在调用所述计算机程序时执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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