CN205616341U - 恒力矩伺服张力器 - Google Patents

Abstract

恒力矩伺服张力器，包括机壳及安装于其上的过线机构、伺服送线机构以及磁场方向测量杆，线圈的线束由过线机构引入，经过伺服送线机构及磁场方向测量杆后送入绕线机，还包括控制电路单元和预设、显示控制电路单元参数的触摸屏，控制电路单元与伺服送线机构以及磁场方向测量杆电连接，磁场方向测量杆的电信号送入控制电路单元后，控制电路单元发出电信号，控制伺服送线机构的送线速度；本实用新型通过触摸屏预设张力值，预设值的设定使得之后的监控和微调被限定在较小的变化范围内，控制电路单元对伺服电机的速率进行调整以保证磁场方向测量杆保持在预设张力值的位置，从而实现张力的恒定，有效规避了因张力变化过大造成的绕线断裂的风险，并提高绕线机运行的稳定性和可靠性。

Description

恒力矩伺服张力器

技术领域

本实用新型涉及一种张力器，更具体的说是涉及恒力矩伺服张力器。

背景技术

随着绕线机的广泛应用和多维化发展，绕线机将适用于更多更广泛的线圈，相应线圈对精度、稳定性及机器设备的要求也相应提高，相应的，与绕线机相互配套的张力器需要适应更多种类的线圈，并能实时有效地与绕线机的速率进行匹配，不至于线圈的损坏或者张力器的能源过耗。

传统行业的张力器往往通过角度传感器测量角度大小的变化量感知绕线机主机的运行速度并控制自身伺服电机的运行速度，当绕线机速度增大时，相应的张力器的张力变大，自身伺服电机运行速度也变大以适应绕线机速度的增长，而伺服电机速度增长是与偏转的角度相关联并形成数学上的对应关系，而该过程是一个张力从一个定值到无上限极致的变化过程，如果绕线机不停止运行或者不相应减速，张力器本身就会面临张力无上限增大的困境，而当张力增大到一定数值时，就会导致绕线断裂，造成安全事故，而如果绕线机停止运行或者相应减速则会导致工业效率降低，人工成本增加的问题，不适于大规模的工业推广和应用；同时，由于传统工艺张力器在与绕线机匹配运行过程中，其张力值一直处于变化的状态，无法应对高精度线圈的绕线需求，或者需要不断地停止、调整、启动再停止、调整、启动以实现对精度的控制，从而大为增加了运营成本和故障、错误的频率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能在绕线机运行过程中保持张力器张力恒定的恒力矩伺服张力器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：恒力矩伺服张力器，包括机壳及安装于其上的过线机构、伺服送线机构以及磁场方向测量杆，线圈的线束由过线机构引入，经过伺服送线机构及磁场方向测量杆后送入绕线机，还包括控制电路单元和预设、显示控制电路单元参数的触摸屏，控制电路单元与伺服送线机构以及磁场方向测量杆电连接，磁场方向测量杆的电信号送入控制电路单元后，控制电路单元发出电信号，控制伺服送线机构的送线速度。

作为一种改进，还包括张力调节机构，该张力调节机构与磁场方向测量杆连接并由控制电路单元控制，触摸屏输入参数至控制电路单元后，控制电路单元发出电信号，控制张力调节机构带动磁场方向测量杆动作。

作为一种改进，张力调节机构包括拉伸簧、反张力臂以及控制电机，反张力臂的一端安装在机壳上并由控制电机驱动，另一端通过拉伸簧与磁场方向测量杆连接，控制电机与控制电路单元电连接并由其控制。

作为一种改进，伺服送线机构包括伺服电机及与其连接的主动送线轮，线束绕在主动送线轮上，主动送线轮转动时，带动线束向前传动。

作为一种改进，控制电路单元包括依次连接的预设单元、监控单元和微调单元；反张力臂通过预设单元与触摸屏相连，预设单元将触摸屏输入的参数对应转换成反张力臂左右移动的距离从而预设拉伸簧的拉伸长度并确定磁场方向测量杆的位置；磁场方向测量杆与监控单元相连，监控单元实时监控磁场方向测量杆的位置变化量和变化速度并将其传送给微调单元；微调单元与伺服电机相连，微调单元通过对位置变化量和变化速度的计算以改变伺服电机的运转速度。

作为一种改进，过线机构包括瓷眼，线束穿过瓷眼后进入伺服送线机构。

作为一种改进：过线机构包括羊毛毡，线束穿过羊毛毡后进入伺服送线机构。

作为一种改进，过线机构包括过线导轮，线束穿过过线导轮后进入伺服送线机构。

作为一种改进，过线机构包括过线轮组，安装在伺服送线机构与磁场方向测量杆之间，线束经过伺服送线机构后，穿过过线轮组再引入磁场方向测量杆。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过触摸屏可以预设张力器的张力值，即预设反张力臂的位置使拉升簧处于一个预设的张力值上，而该预设值可以根据所绕的线圈、线圈的精度进行提前设定，增强了本实用新型的适应性，同时预设值的设定使得之后的监控和微调被限定在较小的变化范围内，提高了稳定性，在预设完成后，因绕线机本身速度变化造成的磁场方向测量杆产生相应的变化量可以通过监控单元实时监控反馈给微调单元，微调单元通过对伺服电机的速率进行调整以补偿因绕线机速度变化造成磁场方向测量杆位置的变化以保证磁场方向测量杆保持在预设张力值的位置，从而实现张力的恒定，有效规避了因张力变化过大造成的绕线断裂的风险，并提高绕线机运行的稳定性和可靠性，使得绕线机能持续、高效地运行而不会因绕线速度过快，张力增长达到限值而需要进行人工再调整甚至停转，有效保证了张力器的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示为本实用新型的恒力矩伺服张力器的一种具体实施例。包括机壳1及安装于其上的过线机构、伺服送线机构以及磁场方向测量杆5，线圈的线束2由过线机构引入，经过伺服送线机构及磁场方向测量杆5后送入绕线机，还包括控制电路单元9和预设、显示控制电路单元9参数的触摸屏8，控制电路单元9与伺服送线机构以及磁场方向测量杆5电连接，磁场方向测量杆5的电信号送入控制电路单元9后，控制电路单元9发出电信号，控制伺服送线机构的送线速度；本设计通过控制电路单元9和触摸屏8的引入，并有控制电路单元9与伺服送线机构以及磁场方向测量杆5电连接，从而使得控制电路单元9能通过触摸屏8根据不同线圈的线束2的不同精密度要求对磁场方向测量杆5的位置进行初始化设定，并能借由控制电路单元9对送线过程中的磁场方向测量杆5位置变化情况进行监测并将微调结果反馈给伺服送线机构以调整伺服送线机构送线速度从而保证运行过程中磁场方向测量杆5仍能于初始位置并保持相对恒定。

作为一种改进的具体实施方式，还包括张力调节机构，该张力调节机构与磁场方向测量杆5连接并由控制电路单元9控制，触摸屏8输入参数至控制电路单元9后，控制电路单元9发出电信号，控制张力调节机构带动磁场方向测量杆5动作，该设计使得控制电路单元9、张力调节机构和触摸屏8形成对应关联的关系，即实现对触摸屏8图形界面上具象数值的调整即可通过控制电路单元9中的数学换算对应表现在张力调节机构上张力的相应变化，从而实现对磁场方向测量杆5位置的初始化，简单易于操作。

作为一种改进的具体实施方式，张力调节机构包括拉伸簧6、反张力臂7以及控制电机，反张力臂7的一端安装在机壳1上并由控制电机驱动，另一端通过拉伸簧6与磁场方向测量杆5连接，控制电机与控制电路单元9电连接并由其控制，该设计使得触摸屏8上参数调整直接反馈予控制电路单元9并通过控制电机具体实现对反张力臂7摆动的控制，并通过反张力臂7和拉伸簧6的连接关系将控制电机产生的动力有效转换成拉伸簧6的张力，结构简单，易于实现。

作为一种改进的具体实施方式，伺服送线机构包括伺服电机3及与其连接的主动送线轮4，线束2绕在主动送线轮4上，主动送线轮4转动时，带动线束2向前传动，本设计使得伺服电机3和主动送线轮4相互关联，并将线圈的线束2绕在主动送线轮4上从而实现主动送线轮4的转动速度和线束2送线的传动速度之间形成直接对应的数学关系，逻辑关系清晰，数学对应关系简单。

作为一种改进的具体实施方式，控制电路单元9包括依次连接的预设单元91、监控单元92和微调单元93；反张力臂7通过预设单元91与触摸屏8相连，预设单元91将触摸屏8输入的参数对应转换成反张力臂7左右移动的距离从而预设拉伸簧6的拉伸长度并确定磁场方向测量杆5的位置；磁场方向测量杆5与监控单元92相连，监控单元92实时监控磁场方向测量杆5的位置变化量和变化速度并将其传送给微调单元93；微调单元93与伺服电机3相连，微调单元93通过对位置变化量和变化速度的计算以改变伺服电机3的运转速度；本设计通过触摸屏8和预设单元91相连，预设单元91与反张力臂7相连，实现对触摸屏8图形界面上具象数值的调整即可通过预设单元91的数学换算实现对反张力臂7左右位置的调整，并根据不同的实践经验对不同类型的绕线线圈进行工作最佳状态的预设值设定，即调整反张力臂7的位置，确定相对应的拉升簧6拉伸程度，从而使得某一线圈的线束2在绕线时其张力器上的张力值得以预先确定，这种预先设定的值，具体可通过行业的实践经验和数学对应关系获得，而本设计通过预设张力值使得后续的调整幅度变小、频率变缓，有利于提高工业效益；进一步的，本设计摒弃了传统行业中简单的偏转角度和伺服电机3运转速度的对应关系，而采用监控单元92对磁场方向测量杆5进行实时监控，将磁场方向测量杆5相对于预设位置的位置变化量和变化速度实时记录并传递给微调单元93，微调单元93据此进行计算并调整伺服电机3运转速度以补偿误差,具体实现可以是磁场方向变化的偏移量大小所对应的速度大小的控制量和实际位置速度的结算结果取差值，该差值经PID控制器调整后输出电压控制信号，电压控制信号经功率放大后驱动伺服电机3改变转速；通过误差补偿的方法有效规避了因磁场方向测量杆5偏转角度和伺服电机3运转速度对应关系中，因绕线机增速导致磁场方向测量杆5不断偏转而不断拉伸拉伸簧6导致张力不断增大的问题，使得经微调单元93计算后所得的伺服电机3运转速度得以补偿因绕线机速度变化造成的磁场方向测量杆5的位置变化，从而保证磁场方向测量杆5整体位置的恒定，而相应的连接磁场方向测量杆5的拉升簧6的拉伸程度也保持恒定，即实现了张力的恒定，避免了因张力变化过大造成的绕线断裂，并提高绕线机运行的稳定性和可靠性，有效保证了张力器的工作效率。

作为一种改进的具体实施方式，过线机构包括瓷眼11，线束2穿过瓷眼11后进入伺服送线机构,本设计通过在线束2在进入伺服送线机构前穿过瓷眼11的设计使得线束在经由伺服送线机构带动传动时，特别是高速传动时不至于摆幅过大，有效控制了因线束2摆幅过大造成的误差，提高的设备运行的精确度和安全性。

作为一种改进的具体实施方式，过线机构包括羊毛毡12，所述线束2穿过羊毛毡12后进入伺服送线机构，本设计通过在让线束2穿过羊毛毡12有效实现了对线束2的夹紧作用，进一步降低告诉运转时线束2因摩擦力、没有依附等原因造成的晃动的情况，同时，通过羊毛毡12的线束2均能得到一次清灰，即过羊毛毡12的线束2上的脏污能有效被羊毛毡12截留，进一步提高了设备运行的精密程度和并有裨益于本实用新型运行过称中控制、微调的精确性。

作为一种改进的具体实施方式，过线机构包括过线导轮13，线束2穿过过线导轮13后进入伺服送线机构，过线导论13的设计能调整、改变出入线的方向和角度，便于更合理的进行绕线。

作为一种改进的具体实施方式，过线机构包括过线轮组14，安装在伺服送线机构与磁场方向测量杆5之间，线束2经过伺服送线机构后，穿过过线轮组14再引入磁场方向测量杆5，过线轮组14的设计使得线束2在高速传动的过程所产生的压力能通过穿过过线轮组14予以平复，减少因运行速度过快对线束2造成的压力，保证设备运行的安全和精确性。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.恒力矩伺服张力器，包括机壳(1)及安装于其上的过线机构、伺服送线机构以及磁场方向测量杆(5)，线圈的线束(2)由过线机构引入，经过伺服送线机构及磁场方向测量杆(5)后送入绕线机，其特征在于：还包括控制电路单元(9)和预设、显示控制电路单元(9)参数的触摸屏(8)，所述控制电路单元(9)与伺服送线机构以及磁场方向测量杆(5)电连接，磁场方向测量杆(5)的电信号送入控制电路单元(9)后，控制电路单元(9)发出电信号，控制伺服送线机构的送线速度。

2.根据权利要求1所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：还包括张力调节机构，该张力调节机构与所述磁场方向测量杆(5)连接并由控制电路单元(9)控制，触摸屏(8)输入参数至控制电路单元(9)后，控制电路单元(9)发出电信号，控制张力调节机构带动磁场方向测量杆(5)动作。

3.根据权利要求2所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述张力调节机构包括拉伸簧(6)、反张力臂(7)以及控制电机，反张力臂(7)的一端安装在机壳(1)上并由控制电机驱动，另一端通过拉伸簧(6)与所述磁场方向测量杆(5)连接，控制电机与所述控制电路单元(9)电连接并由其控制。

4.根据权利要求3所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述伺服送线机构包括伺服电机(3)及与其连接的主动送线轮(4)，线束(2)绕在主动送线轮(4)上，主动送线轮(4)转动时，带动线束(2)向前传动。

5.根据权利要求4所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述控制电路单元(9)包括依次连接的预设单元(91)、监控单元(92)和微调单元(93)；所述反张力臂(7)通过预设单元(91)与触摸屏(8)相连，预设单元(91)将触摸屏(8)输入的参数对应转换成反张力臂(7)左右移动的距离从而预设拉伸簧(6)的拉伸长度并确定磁场方向测量杆(5)的位置；所述磁场方向测量杆(5)与监控单元(92)相连，所述监控单元(92)实时监控磁场方向测量杆(5)的位置变化量和变化速度并将其传送给微调单元(93)；所述微调单元(93)与伺服电机(3)相连，所述微调单元(93)通过对位置变化量和变化速度的计算以改变伺服电机(3)的运转速度。

6.根据权利要求1所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述过线机构包括瓷眼(11)，所述线束(2)穿过瓷眼(11)后进入伺服送线机构。

7.根据权利要求1或6所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述过线机构包括羊毛毡(12)，所述线束(2)穿过羊毛毡(12)后进入伺服送线机构。

8.根据权利要求1或6所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述过线机构包括过线导轮(13)，所述线束(2)穿过过线导轮(13)后进入伺服送线机构。

9.根据权利要求1或6所述的恒力矩伺服张力器，其特征在于：所述过线机构包括过线轮组(14)，安装在伺服送线机构与磁场方向测量杆(5)之间，所述线束(2)经过伺服送线机构后，穿过过线轮组(14)再引入磁场方向测量杆(5)。