[发明专利]一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统及张力调节方法

权利要求书

1.一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：包括由前至后依次设置的放卷模块、张力产生模块、浸胶量调节模块、张力稳定模块以及张力测量模块；

所述放卷模块具有交错布置的由放卷电机驱动的放卷轴，以及用来稳定的纤维束的放卷导向辊组；

所述张力产生模块具有用于纤维导向的张力产生模块导向辊，以及用于调节纤维张力的制动辊，制动辊的制动转矩有磁粉制动器控制；

所述浸胶量调节模块具有用于盛放胶液的胶槽、用于纤维上胶的浸胶辊，用于纤维导向的浸胶量调节模块导向辊，以及用来驱动浸胶辊转动的交流电机驱动组件；

所述张力稳定模块具有前后两个上下浮动的浮动辊，用于减小纤维张力的波动，对纤维起到缓冲作用；以及用于限位导向的限位导向辊D；

所述张力测量模块具有三个张力测量模块导向辊，其中，位于中间的张力测量模块导向辊通过张力传感器进行安装。

2.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：放卷导向辊组具有两组纤维导向辊，每组放卷模块导向辊为两根，相互平行；且两组放卷模块导向辊轴线相互垂直，由此通过两组放卷模块导向辊围成矩形通口，用于纤维的穿过，且限制了纤维上下左右的摆动。

3.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：胶槽下方还安装有升降台，通过升降台调节胶槽的高度。

4.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：浸胶量调节模块还具有刮胶板与精密滑台；其中，精密滑台安装于胶槽前方设计的支撑台上，精密滑台上安装有刮胶板；通过精密滑台调节刮胶板与浸胶辊间距，由刮胶板对浸胶辊表面胶液刮去，控制浸胶辊表面胶液厚度。

5.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：还具有温度调节模块，包括安装于胶槽中的电加热板，安装于浸胶辊内的电加热器，安装在浸胶量调节模块导向辊内的电加热器，采集浸胶量调节模块导向辊温度的红外传感器，以及采集胶槽内胶液温度的温度传感器。

6.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：张力稳定模块中，两个浮动辊分别由气缸与弹簧驱动。

7.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：浸胶辊、浸胶量调节模块导向辊中安装有电加热器；同时胶槽内安装有电加热板与温度传感器；浸胶辊与浸胶量调节模块导向辊的温度由各自对应的红外传感器实时采集，连同温度传感器采集到的胶液温度反馈回控制系统中，形成温度控制的闭环。

8.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：所述张力稳定模块导向辊中安装有点加热器。

9.如权利要求1所述一种碳纤维缠绕机工艺参数调节系统，其特征在于：张力产生模块前方以及张力测量模块后方分别设置有纱线导辊组，用来形成正确的纱线路径。

10.如权利要求1～9所述碳纤维缠绕机工艺参数调节系统的张力控制方法为：

首先，对放卷张力进行控制，由放卷模块中放卷电机对纤维张力进行粗略调节；

其次，使用磁粉制动器进行纤维张力控制；纤维通过磁粉制动器的作用后，张力提升至设定值附近；

最后，通过浸胶辊对纤维张力进行主动控制；由控制系统根据张力传感器、导丝头部分安装的速度传感器信号对交流伺服电机驱动组件中交流伺服电机转速进行闭环控制，通过纤维进给量的微调实现张力的精确控制；闭环控制算法采用参数自整定模糊PID控制算法，采用模糊推理的方法对交流伺服电机为执行机构的碳纤维缠绕机工艺参数调节系统PID参数进行实时调整，PID控制器通过目前纤维张力和缠绕速度值确定交流伺服电机的转速进而改变纤维张力。