CN203283953U - 计长张力器 - Google Patents
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Abstract
一种计长张力器，包括一基板，该基板上设置有张力调节机构、张力杆、第一定位轮、张力传导轮、第二定位轮、张力线轮和一控制电路，其特征在于：所述基板上还设置有一计长轮，该计长轮的轴与一编码器连接，所述张力线轮的轴与一电磁阻尼器连接，所述张力传导轮的轴与一张力传感器连接；所述张力传感器将其采集到的实际张力变化信号传送到控制电路；所述编码器的信号输出接口与所述控制电路的信号接收接口连接，将其脉冲频率传送到控制电路；所述控制电路对应于所述电磁阻尼器的输入电流设置有电流控制模块。该计长张力器通过闭环控制实现了实时控制输出的张力值以及输出线材的长度。
Description
技术领域
本实用新型涉及张力器，尤其涉及一种具有计长功能的张力器。
背景技术
目前在生产小型变压器、继电器、音圈、马达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可任意设定适当的张力，使得绕制的线圈松紧适宜、紧固饱满以及符合客户的电气性能。根据线材拉伸程度及应用的不同，有时在控制输出张力的同时还需要对线材的输出长度进行测量和控制。于是，如何提供一种能够实时控制张力器输出张力以及线材输出长度的张力器便成为本实用新型的研究课题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种既能够实时控制张力输出又能够实时测量和观察线材输出长度的计长张力器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种计长张力器，包括一基板，该基板上设置有张力调节机构、张力杆、第一定位轮、张力传导轮、第二定位轮、张力线轮和一控制电路；
所述基板上还设置有一计长轮，该计长轮的轴与一编码器连接，所述张力线轮的轴与一电磁阻尼器连接，所述张力传导轮的轴与一张力传感器连接；
所述张力传感器信号线与控制电路连接，将其采集到的实际张力变化信号传送到控制电路；
所述编码器的信号输出接口与所述控制电路的信号接收接口连接，将其脉冲频率传送到控制电路。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述编码器指的是所有能够将角位移或直线位移转换成电信号的设备或装置，无论其组成复杂或简单。所述编码器与计长轮的轴连接，用以记录计长轮转动的圈数，将该圈数与线材和计长轮贴合的弧长相乘即可得出输出的线材的长度，且所述控制电路可根据编码器的脉冲频率判断线材的线速度变化情况，在线速度发生突变时及时调节算法，实现快速响应。
2、上述方案中，所述计长轮除了能够计量线材的输出长度以外，还起到了感知绕线动作的启动和停止的作用，当计长轮感知到绕线动作启动，其信号发送至控制电路，控制电路对电磁阻尼器实施控制；同理，当计长轮感知到绕线动作停止，其信号发送至控制电路，控制电路会适量停止对电磁阻尼器的算法控制，只提供一个合适的定值电流使电磁阻尼器有一定的保持扭矩，以避免发生松线现象。
3、上述方案中，所述计长张力器的张力设定控制是闭环控制的过程，所述控制电路将设定张力值作为目标张力值，在绕线过程中，张力传感器不断采集当前的实际张力值并与目标张力值进行比较，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，从而改变输出的张力值，张力传感器将其采集到的张力变化信号输入至控制电路，编码器将其脉冲频率输入至控制电路，控制电路通过比较实际张力值和目标张力值并判断当前线速度，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，以此使得张力器输出的实际张力值逐步趋近设定的目标张力值，直至最后无限接近或等于目标张力值。
本实用新型工作原理和优点：
本实用新型中的计长轮用于计量线材输出长度的同时还具有感知绕线动作启动和停止的功能，当计长轮感知到绕线动作启动，其信号发送至控制电路，控制电路通过控制电磁阻尼器进而使得张力线轮的输出张力逐渐无限接近或基本等于设定的目标张力值，这样一来输出的张力既能迅速达到设定的张力值，同时不易导致线材被扯断；同理，当计长轮感知到绕线动作停止，其信号发送至控制电路，控制电路会适量停止对电磁阻尼器的算法控制，只提供一个合适的定值电流使电磁阻尼器有一定的保持扭矩，以避免发生线材放松现象。
本实用新型的张力设定控制是闭环控制的过程，所述控制电路将设定张力值作为目标张力值，在绕线过程中，张力传感器不断采集当前的实际张力值并与目标张力值进行比较，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，从而改变输出的张力值，张力传感器将其采集到的张力变化信号输入至控制电路，编码器将其脉冲频率输入至控制电路，控制电路通过比较实际张力值和目标张力值并判断当前线速度，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，以此使得张力器输出的实际张力值逐步趋近设定的目标张力值，直至最后无限接近或等于目标张力值。
附图说明
附图1为本实用新型结构立体示意图；
附图2为本实用新型闭环控制的流程框图。
以上附图中：1、基板；2、计长轮；3、张力线轮；4、张力传导轮；5、第一定位轮；6、第二定位轮；7、张力杆；8、拉簧；9、拉簧杆；10、出线轮；11、线材；12、LED显示器；13、调节旋钮；14、羊毛圈组件；15、控线瓷件。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：计长张力器
参见附图1和附图2所示，包括一基板1，该基板1上设置有张力调节机构、张力杆7、第一定位轮5、张力传导轮4、第二定位轮6、张力线轮3和一控制电路，该控制电路中包括一单片机，所述张力调节机构主要由一拉簧8和一拉簧杆9组成，所述拉簧杆9通过一拉簧杆座相对于所述基板1摆动设置，所述拉簧杆9和张力杆7的轴均平行于所述基板1布置，所述张力杆7的一端转动设置在所述基板1上，张力杆7的另一端设有一出线轮10，所述拉簧8设于拉簧杆9和张力杆7之间。
所述基板1上还设置有一羊毛圈组件14和一控线瓷件15，所述羊毛圈组件14由多个羊毛垫片同轴布置而成，所述控线瓷件15为环状结构。
所述计长张力器还包括一张力设定机构，该张力设定机构包括调节旋钮13和一LED显示器12，所述调节旋钮13与所述控制电路连接，并将设定的张力目标值在LED显示器12上显示出来。
所述基板1上还设置有一计长轮2，该计长轮2的轴与一编码器连接，所述张力线轮3的轴与一电磁阻尼器连接，所述张力传导轮4的轴与一张力传感器连接。
所述张力传感器的信号输出至所述控制电路，将其采集到的实际张力变化信号传送到控制电路；
所述编码器的信号输出接口与所述控制电路的信号接收接口连接，将其脉冲频率传送到控制电路。
所述控制电路对应于所述电磁阻尼器的输入电流设置有电流控制模块，该电流控制模块由PID算法构成，控制电路输出的控制信号通过PID算法转换后对实际输入到电磁阻尼器的电流进行控制。
线材11穿过所述控线瓷件15后依次绕过所述羊毛圈组件14、计长轮2、张力线轮3、第一定位轮5、张力传导轮4、第二定位轮6和出线轮10.
所述编码器是将角位移或直线位移转换成电信号的设备或装置，无论其组成复杂或简单。所述编码器与计长轮2的轴连接，用以记录计长轮2转动的圈数，将该圈数与线材11和计长轮2贴合的弧长相乘即可得出输出的线材11的长度，且所述控制电路中的单片机可根据编码器的脉冲频率判断线材11的线速度变化情况，在线速度发生突变时及时调节算法，实现快速响应。
所述计长轮2除了能够计量线材11的输出长度以外，还起到了感知绕线动作的启动和停止的作用，当计长轮2感知到绕线动作启动，其信号发送至控制电路，控制电路对电磁阻尼器实施控制；同理，当计长轮2感知到绕线动作停止，其信号发送至控制电路，控制电路会适量停止对电磁阻尼器的算法控制，只提供一个合适的定值电流使电磁阻尼器有一定的保持扭矩，以避免发生线材11放松现象。
所述计长张力器的张力设定控制是闭环控制的过程，所述控制电路将设定张力值作为目标张力值，在绕线过程中，张力传感器不断采集当前的实际张力值并与目标张力值进行比较，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，从而改变输出的张力值，张力传感器将其采集到的张力变化信号输入至控制电路，编码器将其脉冲频率输入至控制电路，控制电路通过比较实际张力值和目标张力值并判断当前线速度，再通过PID算法对实际输入到电磁阻尼器的电流实施控制，改变电磁阻尼器的输出扭矩，以此使得张力器输出的实际张力值逐步趋近设定的目标张力值，直至最后无限接近或等于目标张力值。
所述线材11绕过各轮体的顺序可根据实际需要调整，如可先绕过张力线轮3后再绕过计长轮2，或者依次绕过第一定位轮5、张力传导轮4、第二定位轮6、张力线轮3计长轮2和出线轮10，也可达到相同效果。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种计长张力器，包括一基板（1），该基板（1）上设置有张力调节机构、张力杆（7）、第一定位轮（5）、张力传导轮（4）、第二定位轮（6）、张力线轮（3）和一控制电路，其特征在于：
所述基板（1）上还设置有一计长轮（2），该计长轮（2）的轴与一编码器连接，所述张力线轮（3）的轴与一电磁阻尼器连接，所述张力传导轮（4）的轴与一张力传感器连接；
所述张力传感器的信号线与控制电路连接，将其采集到的实际张力变化信号传送到控制电路；
所述编码器的信号输出接口与所述控制电路的信号接收接口连接，将其脉冲频率传送到控制电路。
2.根据权利要求1所述的计长张力器，其特征在于：所述张力调节机构主要由一拉簧（8）和一拉簧杆（9）组成，所述拉簧杆（9）通过一拉簧杆座相对于所述基板（1）摆动设置，所述拉簧杆（9）和张力杆（7）的轴均平行于所述基板（1）布置，所述拉簧（8）设于拉簧杆（9）和张力杆（7）之间。
3.根据权利要求1所述的计长张力器，其特征在于：所述基板（1）上还设置有一羊毛圈组件（14）和一控线瓷件（15），所述羊毛圈组件（14）由多个羊毛垫片同轴布置而成，所述控线瓷件（15）为环状结构。
4.根据权利要求1所述的计长张力器，其特征在于：所述控制电路中包括单片机。
5.根据权利要求1所述的计长张力器，其特征在于：还包括一张力设定机构，该张力设定机构包括调节旋钮（13）和LED显示器（12），所述调节旋钮（13）与所述控制电路连接，并将设定的张力目标值在LED显示器（12）上显示出来。
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