SU979251A1

SU979251A1 - Tension control

Info

Publication number: SU979251A1
Application number: SU813306808A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Жуковский; Игорь Николаевич Быкадоров
Original assignee: Предприятие П/Я А-1081
Priority date: 1981-06-26
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1982-12-07

Description

(З) РЕГУЛЯТОР НАТЯЖЕНИЯ(H) TENSION REGULATOR

1one

Изобретение относитс к регул торам нат жени , конкретнее, к регул т торам нат жени длинномерных материалов при автоматизации процесса изготовлени изделий из композиционных материалов методом намоток, в том числе в химическом машиностроении при изготовлении емкостей методом намотки пропитанного св зующим ленточного материала на уделенную вращающуюс jo оправку переменного радиуса.The invention relates to tension regulators, more specifically, to tension regulators for lengthy materials in automating the process of manufacturing articles made of composite materials by the winding method, including chemical engineering in the manufacture of containers by winding a binder material impregnated onto a rotating jo mandrel. variable radius.

Известен регул тор нат жени , содержащий блок управлени электродвигателем с исполнительным механизмом, датчики нат жени , установленные со- 5 ответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнени , входы которого соответственно подключены к датчику нат жени , установленному после исполнительного ме- 2о ханизма, и к задатчику нат жени , и датчик скорости материала l.A tension regulator is known, which contains a control unit for an electric motor with an actuator, tension sensors installed, respectively, 5 before and after the actuator, a comparison element, the inputs of which are respectively connected to a tension sensor installed after the actuator, and to the tension adjuster, and a material speed sensor l.

Недостатком известного регул тора вл етс невысока точность регулировани нат жени , так как при намотке на оправку переменного радиуса наличие задатчика скорости прот жки материала на регулируемом участке (т.е. стремление создать посто нную скорость движени материала) приводит к по влению в тракте прот жки после опорного механизма петель и рывков ленты при переходе точки контакта с цилиндрической части на днище и обратно , что вызовет резкое изменение величины регулируемого нат жени , которого исполнительный механизм, поставленный между датчиками нат жени , ликвидировать не сможет, так как принцип работы его основываетс на предположении посто нства заданной скорости прот жки, что в реальной системе не наблюдаетс ввиду того, что скорость прот жки - существенно переменна величина, определ ема положением точки контакта.The disadvantage of the known regulator is the low accuracy of the tension control, since when winding a variable radius onto the mandrel, the presence of the material pull speed in the regulated area (i.e. the desire to create a constant material speed) leads to the appearance in the pull path after the support mechanism of the loops and jerks of the tape when the contact point passes from the cylindrical part to the bottom and back, which will cause an abrupt change in the magnitude of the adjustable tension, which the actuator, nny tension between the sensors, can not eliminate, since its working principle is based on the assumption persistence given speed of tape transport, which in a real system is not observed because the tape transport speed - essentially the variable value defined by the position of the contact point.

Цель изобретени - повышение точности регулировани нат жени . Поставленна цель достигаетс благодар тому, что регул тор нат жени содержащий блок управлени электродвигателем с исполнительным механизмом , датчики нат жени , установленные соответственно до и после исполнительного механизма, элемент сравнени , входы которого соответственно подключены к датчику нат жени , установленному после исполнительного механизма , и к задатчику нат жени , и датчик скорости материала, имеет вычислительный блок и ключ, при этом выходы обоих датчиков нат жени и датчика скорости материала св заны с соответствующими входами вычислитель ного блока, выходом подключенного к потенциальному входу ключа, управл ю щий вход которого соединен с выходом элемента сравнени , а выход - с входом блока управлени . На чертеже представлена структурна схема регул тора. Датчики 1 и 2 нат жени -гибкого материала установлены соответственно до и после исполнительного механизма 3. На участке регулировани нат жени установлен датчик 5 скорости материала , наматываемого на оправку 6. Выходы датчика 2 и задатчика 7 нат жени св заны с входами элемента 8 сравнени . Входывычислительного бло ка 9 соединены с входами датчиков 1, 2 и 5, а его выход через ключ 10 под ключен к блоку 11 управлени электро двигателем 12, вал которого соединен с исполнительным механизмом 3. Кроме того, выходэлемента 8 сравнени св зан с управл ющим входом ключа 10 Исполнительный механизм 3 регул тора нат жени представл ет собой проточенный по образующей вал, через который пропускаетс гибкий материал Возможность регулировани величины нат жени обусловлена наличием функциональной св зи между углом поворота исполнительного механизма, обеспе чивающего требуемый угол охвата мате риалом поверхности исполнительного механизма, и величиной нат жени , с которым осуществл етс намотка. Изме нение угла охвата осуществл етс за счет принудительного поворота исполнительного механизма электродвигателеи 12 путем изменени значени и ка момента электродвигател , управл емого по цепи кор . Вычислительный блок 9 производит расчет функции, св зывающей угол пота исполнительного механизма со остью движени укладываемого матеа и его нат жением v.(T,-T,)|-(ri-T;) I 2S R-2R- J соответственно коэффициент Пуассона и модуль упругости дл наматываембго материала; радиус исполнительного механизма; коэффициент трени гибкого материала с поверхностью исполнительного механизма; площадь поперечного сечени нераст нутого материала; скорость движени материала в тракте; 1 соответственно нат жение и скорость изменени нат жени на участках материала до и после исполнительного механизма; скорость изменени yi- ла охвата гибким материалом поверхности исполнительного механизма , определ ема скоростью поворота исполнительного механизма. Регул тор работает следующим обра , С датчика 2 нат жени , установлено на регулируемом участке k, сиг , пропорциональный нат жению T.j, тупает в элемент 8 сравнени , где вниваетс с сигналом, пропорциоьным требуемому значениюнат жени и поступающим от задатчика 7 нат Tjj, то в элементе 8 и . Если Тл внени вырабатываетс сигнал, завающий ключ 10, и угол поворота олнительного механизма 3 (а оледоельно , и угол охвата материалом ерхности исполнительного механизне мен етс . При T 1 TO с элемента 8 сравнени аетс сигнал, открывающий ключ 10 и несущий информацию о том, увеличивать или уменьшать угол охвата материалом поверхности исполнительного механиз (при Tj Т, - уменьшать. - увеличивать). при Т -: TOThe purpose of the invention is to improve the accuracy of the tension control. The goal is achieved due to the fact that the tension regulator containing an electric motor control unit with an actuator, tension sensors installed respectively before and after the actuator, a comparison element, the inputs of which are respectively connected to the tension sensor installed after the actuator and the tension adjuster, and the material speed sensor, has a computing unit and a key, while the outputs of both the tension sensors and the material speed sensor are associated with The current inputs of the computing unit, the output of the key connected to the potential input, the control input of which is connected to the output of the reference element, and the output - to the input of the control unit. The drawing shows a block diagram of the controller. Sensors 1 and 2 of tension-flexible material are installed respectively before and after actuator 3. At the tension control section, a speed sensor 5 of material wound on the mandrel 6 is installed. The outputs of the sensor 2 and tension adjuster 7 are connected to the inputs of the reference element 8. The input of the computing unit 9 is connected to the inputs of sensors 1, 2 and 5, and its output through the switch 10 is connected to the control unit 11 of the electric motor 12, the shaft of which is connected to the actuator 3. In addition, the output of the comparison element 8 is connected to the control input key 10 The actuator 3 of the tension regulator is a shaft machined along the generatrix through which the flexible material is passed. The possibility of adjusting the tension is caused by the presence of a functional connection between the angle of rotation of the actuator the method, which provides the required angle of coverage of the actuator surface with the material, and the amount of tension with which the winding is performed. The change in the angle of coverage is accomplished by forcing the actuator of the electric motor 12 to change by changing the value and time of the electric motor controlled by the core circuit. Computing unit 9 calculates the function that associates the sweat angle of the actuator with the motion of the laid mate and its tension v. (T, -T,) | - (ri-T;) I 2S R-2R-J, respectively, Poisson’s ratio and elastic modulus for winding material; actuator radius; coefficient of friction of the flexible material with the surface of the actuator; cross-sectional area of unstretched material; the speed of movement of the material in the path; 1, respectively, tension and rate of change of tension on the material sections before and after the actuator; the rate of change of yielding the flexible material to the surface of the actuator, determined by the speed of rotation of the actuator. The regulator operates as follows: C, tension sensor 2, is installed in the regulated area k, sig, proportional to the tension Tj, stumbles into the comparison element 8, where it senses the signal proportional to the required tension value and comes from the setpoint 7 nat Tjj, then element 8 and. If TL output produces a signal that charges the key 10, and the angle of rotation of the additional mechanism 3 (and, rather, the angle of coverage of the surface of the actuator changes. At T 1 TO, the signal opening the key 10 and carrying information about increase or decrease the angle of coverage of the actuator surface with the material (at Tj T, decrease, increase) at T -: TO

В вычислительном блоке 9 вырабатываетс сигнал, который через открытый ключ 10 поступает в блок 11 управлени . Управл ющее воздействие, величина которого пропорциональна нат жению , замеренному датчиками 1 и 2, и скорости прот жки материала, а знак определ етс соотношением между требуемым и действительным значением нат жени на регулируемом участке, по- ступает на электродвигатель 12, заставл его измен ть угол поворота исполнительного механизма 3, что ведет к регули{зовани10 уровн нат жени , с которым ведетс намотка. In the computing unit 9, a signal is generated, which through the public key 10 enters the control unit 11. A control action, the magnitude of which is proportional to the tension measured by sensors 1 and 2, and the speed of material pulling, and the sign is determined by the ratio between the required and actual tension values in the controlled area, is applied to the electric motor 12, causing it to change the angle rotation of the actuator 3, which leads to regulation of the tension level with which winding is carried out.

Экономический эффект от использовани предлагаемого регул тора определ етс высокой точностью регулировани The economic effect of using the proposed controller is determined by the high precision of the regulation

нат жени .tension

Claims

1. USSR author's certificate No. 628069, cl. 65 N 77/00, 1977 (prototype).