[发明专利]一种适应旋转体内应用的恒张力放卷控制系统

说明书

本发明公开了一种旋转体内用原材料放卷恒张力控制系统，包括设置在旋转内的发电机、功率控制单元、机内运算单元、电源管理单元和蓄电池和设在外的机外运算单元，内外运算单元通过无线通讯交换数据后，功率控制单元通过改变发电机的输出的转矩，从而实现放线恒张力控制。本发明中在利用电源管理单元将发电机的电能升降稳压后为蓄电池充电，这样在发电机不发电时，恒张力放卷控制系统就可以通过蓄电池进行供电，从而根本上解决了旋转体内控制对象的供电问题，实现能量的合理利用，彻底解决设备启动初期或止前，张力控制及电源电压不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及钢丝绳生产技术领域，具体涉及一种适合成股、成绳设备旋转体内平台(小船)上应用的，原材料从工字轮导开时的放卷张力控制系统。

背景技术

在钢丝绳制品的生产过程中，张力控制尤为关键。尤其对于钢丝绳的捻股捻绳设备，单丝(股)张力大小的稳定性和各单丝(股)之间的张力的一致性，直接影响了产品的质量。

在钢丝绳生产过程中，捻股广泛采用管绞机，成绳设备广泛采用框篮式成绳机，设备通过管或弓的高速旋转成股成绳。成股的半成品是单丝，成绳的半成品是单股，半成品绕制在工字轮上，生产时将工字轮置于高速旋转管或弓的内部，被外部设备拖动拉出放卷导开。拉出放卷导开的张力是最重要的控制点，张力取决于设备施加于半成品卷绕工字轮上的阻力，传统方式采用机械摩擦制动形成，可靠性差，工字轮的大小，引起通条性张力不一致，同时，各工位的机械摩擦制动力难以一致，这些都将引起股绳产品的质量缺陷。

业内一直缺少一种可靠的单丝或者单股张力的控制方法，最大原因在于：控制对象位于高速旋转的管或弓的内部，而可用的控制手段都要用电源，电源难以进入。也有尝试用电刷和受电器进行电源传递的，但控制对象较多，而且彼此都隔离，电刷和受电器只能单独设置，因而数量较多，而且这种电源传递结构无法封闭，在钢丝绳生产过程中，产生的粉尘很容易附着在电刷和受电器之间，引起电刷和受电器很快磨损，甚至引起短路。同时，机械震动使受电过程中，电刷一直在上下运动，因而可靠性很低，故障率太高，从而无法得到真正应用。因此一种可靠的单丝或者单股张力的控制方法，这已经是行业难题，一直无法解决，一直是本行业存在的最大质量隐患。

专利号为2013103306404的发明专利“一种机械运动控制方法及装置”公开了一种基于电磁感应将机械运动的机械能转换为感应电能并存储输出或消耗，在存储输出或消耗该感应电能时，通过控制存储输出或消耗时的电流，进而控制机械的运动参量的方法，利用这种方法控制张力，在钢丝制品行业的其他非调整旋转内部控制对象的相关设备中，已经广泛应用，这种方法，因为本身只需要控制电源，电能需求很小，同时，这种方法将机械运动的机械能转换为感应电能，产生感应电能，合理利用，适当处理可以作为内部控制电源，因而利用这种方法，可能解决以上问题。

但是，当控制对象位于高速旋转的管或弓的内部时，发明专利2013103306404的机械运动控制方法虽然使自发电用于控制成为可能，但是，并没有解决作为执行器的发电机和运算单元不在同一个空间的矛盾，具体如下：

作为执行器的发电机,“转子与受控机械的运动端直接或间接连接，所述发电机的输出端与功率控制单元电连接。”同时,“运算单元用于根据机械运动的控制目标值和感应电的电参量反馈值，计算存储输出或消耗感应电的电流控制目标值，并输出到所述功率控制单元”

而且“所述运算单元包括用于输入机械运动控制目标值和控制指令的I/O端口或上位机、用于根据机械运动控制目标值计算感应电的电流控制目标值”可见，如果将该专利中的方法应用于控制对象位于高速旋转的管或弓的内部的情况下，发电机必需设置于高速旋转管或弓的内部,功率控制单元与之电连接；同时，运算单元计和功率控制单元存在电信号的连接；

而且，运算单元又需要接收控制目标值等等指令，这些信息主要来自于高速旋转的管或弓的外部，可见运算单元又必须和置于高速旋转的管或弓的外部的设备存在电信号的连接。