[发明专利]一种复卷机卷径的计算方法

说明书

本发明适用于复卷机领域，提供了一种复卷机卷径的计算方法，所述方法包括以下步骤：系统通过传感器获取复卷机的圈数N；利用圈数N得到圈数偏差值δ_N，根据当前轴的卷径、机械传动比参数K及圈数偏差值δ_N计算单位时间内的偏移长度Li，并将Li叠加到系统长度偏移Ls；各轴根据系统长度偏移Ls计算自身的单位时间内的长度偏移差δL_S，计算出各轴的卷径Dn。本发明提出基于参考距离计算卷径，其不但提高了计算的精度和稳定性，而且减少了用户参数的设定，无需设置材料厚度，初始卷径等相关参数，降低了人工成本，维护成本和设备成本。

技术领域

本发明属于复卷机领域，尤其涉及一种复卷机卷径的计算方法。

背景技术

对于复卷系统卷径计算传统方法主要有厚度积分法，线速度计算法，模拟检测法。这三种方法各有优缺点。

厚度积分法：

厚度积分法D_n＝D_n-1+2*d，设备启动前先获取初始卷径作为当前卷径。在设备运行过程中轴每转一圈(自身或者外部传感器获得电机转速乘上相关系数获得)，当前卷径就等于上一次的卷径加两倍的材料厚度。这样的方式的好处一是卷径计算结果波动小，二是不会使用到线速度，速度等相关参数，减少了相关参数由于传感器或者计算导致的误差导致卷径计算结果的误差。但是厚度积分法需要准确的材料厚度，厚度不正确会导致张力控制存在一个锥度。厚度相差较大，卷径随着累计误差越来越大，影响张力控制效果。材料变形，不均匀厚度材料，张力大小导致卷材压紧程度不一致等情况下卷径计算误差大。对于厚度不均匀的材料也不适用。对于复合材料，如合掌机也不适用。

线速度计算法：

线速度计算法是根据获取到的线速度以及电机转速通过公式计算得到。线速度计算法的好处一是通过线速度，速度实时计算，避免了卷径计算累计误差，二是简单，不需要设置厚度相关参数。但是需要实时准确的获取线速度和转速。在实际控制中各轴之间由于机械参数的误差以及主从站通讯之间的延迟很难准确，实时获取线速度，除非增加机械制造工艺和使用高速通讯方式，这无需极大的增加了机械，硬件，软件，研发成本。而转速由于材料弹性，机械加工，控制方面的原因也并不能精确，稳定的获得。

模拟检测法：

模拟检测法需要在设备上安装相应的传感器，通过传感器检测到的结果来等效计算出卷径。模拟检测法的好处一是简单，不需要设置厚度相关参数，二是卷径通过对应传感器直接测量，三是避免了卷径计算累计误差。但是增加了使用成本和机械的复杂性，人工调试的难度也增加。

根据已有技术描述知道以上方法都存在这一定的问题和难点。

厚度积分法：

一，操作麻烦，需要设置材料厚度，初始卷径等参数；

二，计算值与其他因素干扰大，如材料变形，张力大小；

三，不支持厚度不均匀的材料或工艺；

四，精度不高，具有累计误差。

线速度计算法：

一，获取线速度要实现低延迟需要较高的成本，需要高速总线；

二，转速波动难于控制，由于材料弹性，机械构造瞬时速度比较难获得。需要较多的时间滤波，时间太长导致实时性不够高，误差较大。滤波时间短，转速波动就比较大。

模拟检测法：

一，需要额外的传感器，增加了设备故障的风险；

二，增加机械结构的复杂性，不利于设备调试，维护；

三，增加了设备成本和人工成本。

发明内容