一種恒力矩伺服張力器的制造方法
【專利摘要】一種恒力矩伺服張力器，包括機(jī)殼及安裝于其上的過線機(jī)構(gòu)、伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿，線圈的線束由過線機(jī)構(gòu)引入，經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)及磁場方向測量桿后送入繞線機(jī)，還包括控制電路單元和預(yù)設(shè)、顯示控制電路單元參數(shù)的觸摸屏，控制電路單元與伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿電連接，磁場方向測量桿的電信號送入控制電路單元后，控制電路單元發(fā)出電信號，控制伺服送線機(jī)構(gòu)的送線速度；本發(fā)明通過觸摸屏預(yù)設(shè)張力值，預(yù)設(shè)值的設(shè)定使得之后的監(jiān)控和微調(diào)被限定在較小的變化范圍內(nèi)，控制電路單元對伺服電機(jī)的速率進(jìn)行調(diào)整以保證磁場方向測量桿保持在預(yù)設(shè)張力值的位置，從而實現(xiàn)張力的恒定，有效規(guī)避了因張力變化過大造成的繞線斷裂的風(fēng)險，并提高繞線機(jī)運行的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】
一種恒力矩伺服張力器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種張力器，更具體的說是涉及一種恒力矩伺服張力器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著繞線機(jī)的廣泛應(yīng)用和多維化發(fā)展，繞線機(jī)將適用于更多更廣泛的線圈，相應(yīng)線圈對精度、穩(wěn)定性及機(jī)器設(shè)備的要求也相應(yīng)提高，相應(yīng)的，與繞線機(jī)相互配套的張力器需要適應(yīng)更多種類的線圈，并能實時有效地與繞線機(jī)的速率進(jìn)行匹配，不至于線圈的損壞或者張力器的能源過耗。
[0003]傳統(tǒng)行業(yè)的張力器往往通過角度傳感器測量角度大小的變化量感知繞線機(jī)主機(jī)的運行速度并控制自身伺服電機(jī)的運行速度，當(dāng)繞線機(jī)速度增大時，相應(yīng)的張力器的張力變大，自身伺服電機(jī)運行速度也變大以適應(yīng)繞線機(jī)速度的增長，而伺服電機(jī)速度增長是與偏轉(zhuǎn)的角度相關(guān)聯(lián)并形成數(shù)學(xué)上的對應(yīng)關(guān)系，而該過程是一個張力從一個定值到無上限極致的變化過程，如果繞線機(jī)不停止運行或者不相應(yīng)減速，張力器本身就會面臨張力無上限增大的困境，而當(dāng)張力增大到一定數(shù)值時，就會導(dǎo)致繞線斷裂，造成安全事故，而如果繞線機(jī)停止運行或者相應(yīng)減速則會導(dǎo)致工業(yè)效率降低，人工成本增加的問題，不適于大規(guī)模的工業(yè)推廣和應(yīng)用；同時，由于傳統(tǒng)工藝張力器在與繞線機(jī)匹配運行過程中，其張力值一直處于變化的狀態(tài)，無法應(yīng)對高精度線圈的繞線需求，或者需要不斷地停止、調(diào)整、啟動再停止、調(diào)整、啟動以實現(xiàn)對精度的控制，從而大為增加了運營成本和故障、錯誤的頻率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種能在繞線機(jī)運行過程中保持張力器張力恒定的恒力矩伺服張力器。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種恒力矩伺服張力器，包括包括機(jī)殼及安裝于其上的過線機(jī)構(gòu)、伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿，線圈的線束由過線機(jī)構(gòu)引入，經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)及磁場方向測量桿后送入繞線機(jī)，還包括控制電路單元和預(yù)設(shè)、顯示控制電路單元參數(shù)的觸摸屏，控制電路單元與伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿電連接，磁場方向測量桿的電信號送入控制電路單元后，控制電路單元發(fā)出電信號，控制伺服送線機(jī)構(gòu)的送線速度。
[0006]作為一種改進(jìn)，還包括張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與磁場方向測量桿連接并由控制電路單元控制，觸摸屏輸入?yún)?shù)至控制電路單元后，控制電路單元發(fā)出電信號，控制張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)帶動磁場方向測量桿動作。
[0007]作為一種改進(jìn)，張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括拉伸簧、反張力臂以及控制電機(jī)，反張力臂的一端安裝在機(jī)殼上并由控制電機(jī)驅(qū)動，另一端通過拉伸簧與磁場方向測量桿連接，控制電機(jī)與控制電路單元電連接并由其控制。
[0008]作為一種改進(jìn)，伺服送線機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)及與其連接的主動送線輪，線束繞在主動送線輪上，主動送線輪轉(zhuǎn)動時，帶動線束向前傳動。
[0009]作為一種改進(jìn)，控制電路單元包括依次連接的預(yù)設(shè)單元、監(jiān)控單元和微調(diào)單元;反張力臂通過預(yù)設(shè)單元與觸摸屏相連，預(yù)設(shè)單元將觸摸屏輸入的參數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成反張力臂左右移動的距離從而預(yù)設(shè)拉伸簧的拉伸長度并確定磁場方向測量桿的位置;磁場方向測量桿與監(jiān)控單元相連，監(jiān)控單元實時監(jiān)控磁場方向測量桿的位置變化量和變化速度并將其傳送給微調(diào)單元;微調(diào)單元與伺服電機(jī)相連，微調(diào)單元通過對位置變化量和變化速度的計算以改變伺服電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度。
[0010]作為一種改進(jìn)，過線機(jī)構(gòu)包括瓷眼，線束穿過瓷眼后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。
[0011 ]作為一種改進(jìn):過線機(jī)構(gòu)包括羊毛氈，線束穿過羊毛氈后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。
[0012]作為一種改進(jìn)，過線機(jī)構(gòu)包括過線導(dǎo)輪，線束穿過過線導(dǎo)輪后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。
[0013]作為一種改進(jìn)，過線機(jī)構(gòu)包括過線輪組，安裝在伺服送線機(jī)構(gòu)與磁場方向測量桿之間，線束經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)后，穿過過線輪組再引入磁場方向測量桿。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過觸摸屏可以預(yù)設(shè)張力器的張力值，即預(yù)設(shè)反張力臂的位置使拉升簧處于一個預(yù)設(shè)的張力值上，而該預(yù)設(shè)值可以根據(jù)所繞的線圈、線圈的精度進(jìn)行提前設(shè)定，增強(qiáng)了本發(fā)明的適應(yīng)性，同時預(yù)設(shè)值的設(shè)定使得之后的監(jiān)控和微調(diào)被限定在較小的變化范圍內(nèi)，提高了穩(wěn)定性，在預(yù)設(shè)完成后，因繞線機(jī)本身速度變化造成的磁場方向測量桿產(chǎn)生相應(yīng)的變化量可以通過監(jiān)控單元實時監(jiān)控反饋給微調(diào)單元，微調(diào)單元通過對伺服電機(jī)的速率進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償因繞線機(jī)速度變化造成磁場方向測量桿位置的變化以保證磁場方向測量桿保持在預(yù)設(shè)張力值的位置，從而實現(xiàn)張力的恒定，有效規(guī)避了因張力變化過大造成的繞線斷裂的風(fēng)險，并提高繞線機(jī)運行的穩(wěn)定性和可靠性，使得繞線機(jī)能持續(xù)、高效地運行而不會因繞線速度過快，張力增長達(dá)到限值而需要進(jìn)行人工再調(diào)整甚至停轉(zhuǎn)，有效保證了張力器的工作效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1所示為本發(fā)明的一種恒力矩伺服張力器的一種具體實施例。包括機(jī)殼I及安裝于其上的過線機(jī)構(gòu)、伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿5，線圈的線束2由過線機(jī)構(gòu)引入，經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)及磁場方向測量桿5后送入繞線機(jī)，還包括控制電路單元9和預(yù)設(shè)、顯示控制電路單元9參數(shù)的觸摸屏8，控制電路單元9與伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿5電連接，磁場方向測量桿5的電信號送入控制電路單元9后，控制電路單元9發(fā)出電信號，控制伺服送線機(jī)構(gòu)的送線速度;本設(shè)計通過控制電路單元9和觸摸屏8的引入，并有控制電路單元9與伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿5電連接，從而使得控制電路單元9能通過觸摸屏8根據(jù)不同線圈的線束2的不同精密度要求對磁場方向測量桿5的位置進(jìn)行初始化設(shè)定，并能借由控制電路單元9對送線過程中的磁場方向測量桿5位置變化情況進(jìn)行監(jiān)測并將微調(diào)結(jié)果反饋給伺服送線機(jī)構(gòu)以調(diào)整伺服送線機(jī)構(gòu)送線速度從而保證運行過程中磁場方向測量桿5仍能于初始位置并保持相對恒定。
[0018]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，還包括張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與磁場方向測量桿5連接并由控制電路單元9控制，觸摸屏8輸入?yún)?shù)至控制電路單元9后，控制電路單元9發(fā)出電信號，控制張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)帶動磁場方向測量桿5動作，該設(shè)計使得控制電路單元9、張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和觸摸屏8形成對應(yīng)關(guān)聯(lián)的關(guān)系，即實現(xiàn)對觸摸屏8圖形界面上具象數(shù)值的調(diào)整即可通過控制電路單元9中的數(shù)學(xué)換算對應(yīng)表現(xiàn)在張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上張力的相應(yīng)變化，從而實現(xiàn)對磁場方向測量桿5位置的初始化，簡單易于操作。
[0019]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括拉伸簧6、反張力臂7以及控制電機(jī)，反張力臂7的一端安裝在機(jī)殼I上并由控制電機(jī)驅(qū)動，另一端通過拉伸簧6與磁場方向測量桿5連接，控制電機(jī)與控制電路單元9電連接并由其控制，該設(shè)計使得觸摸屏8上參數(shù)調(diào)整直接反饋予控制電路單元9并通過控制電機(jī)具體實現(xiàn)對反張力臂7擺動的控制，并通過反張力臂7和拉伸簧6的連接關(guān)系將控制電機(jī)產(chǎn)生的動力有效轉(zhuǎn)換成拉伸簧6的張力，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。
[0020]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，伺服送線機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)3及與其連接的主動送線輪4，線束2繞在主動送線輪4上，主動送線輪4轉(zhuǎn)動時，帶動線束2向前傳動，本設(shè)計使得伺服電機(jī)3和主動送線輪4相互關(guān)聯(lián)，并將線圈的線束2繞在主動送線輪4上從而實現(xiàn)主動送線輪4的轉(zhuǎn)動速度和線束2送線的傳動速度之間形成直接對應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系，邏輯關(guān)系清晰，數(shù)學(xué)對應(yīng)關(guān)系簡單。
[0021]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，控制電路單元9包括依次連接的預(yù)設(shè)單元91、監(jiān)控單元92和微調(diào)單元93;反張力臂7通過預(yù)設(shè)單元91與觸摸屏8相連，預(yù)設(shè)單元91將觸摸屏8輸入的參數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成反張力臂7左右移動的距離從而預(yù)設(shè)拉伸簧6的拉伸長度并確定磁場方向測量桿5的位置;磁場方向測量桿5與監(jiān)控單元92相連，監(jiān)控單元92實時監(jiān)控磁場方向測量桿5的位置變化量和變化速度并將其傳送給微調(diào)單元93;微調(diào)單元93與伺服電機(jī)3相連，微調(diào)單元93通過對位置變化量和變化速度的計算以改變伺服電機(jī)3的運轉(zhuǎn)速度;本設(shè)計通過觸摸屏8和預(yù)設(shè)單元91相連，預(yù)設(shè)單元91與反張力臂7相連，實現(xiàn)對觸摸屏8圖形界面上具象數(shù)值的調(diào)整即可通過預(yù)設(shè)單元91的數(shù)學(xué)換算實現(xiàn)對反張力臂7左右位置的調(diào)整，并根據(jù)不同的實踐經(jīng)驗對不同類型的繞線線圈進(jìn)行工作最佳狀態(tài)的預(yù)設(shè)值設(shè)定，即調(diào)整反張力臂7的位置，確定相對應(yīng)的拉升簧6拉伸程度，從而使得某一線圈的線束2在繞線時其張力器上的張力值得以預(yù)先確定，這種預(yù)先設(shè)定的值，具體可通過行業(yè)的實踐經(jīng)驗和數(shù)學(xué)對應(yīng)關(guān)系獲得，而本設(shè)計通過預(yù)設(shè)張力值使得后續(xù)的調(diào)整幅度變小、頻率變緩，有利于提高工業(yè)效益;進(jìn)一步的，本設(shè)計摒棄了傳統(tǒng)行業(yè)中簡單的偏轉(zhuǎn)角度和伺服電機(jī)3運轉(zhuǎn)速度的對應(yīng)關(guān)系，而采用監(jiān)控單元92對磁場方向測量桿5進(jìn)行實時監(jiān)控，將磁場方向測量桿5相對于預(yù)設(shè)位置的位置變化量和變化速度實時記錄并傳遞給微調(diào)單元93，微調(diào)單元93據(jù)此進(jìn)行計算并調(diào)整伺服電機(jī)3運轉(zhuǎn)速度以補(bǔ)償誤差，具體實現(xiàn)可以是磁場方向變化的偏移量大小所對應(yīng)的速度大小的控制量和實際位置速度的結(jié)算結(jié)果取差值，該差值經(jīng)PID控制器調(diào)整后輸出電壓控制信號，電壓控制信號經(jīng)功率放大后驅(qū)動伺服電機(jī)3改變轉(zhuǎn)速;通過誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ行б?guī)避了因磁場方向測量桿5偏轉(zhuǎn)角度和伺服電機(jī)3運轉(zhuǎn)速度對應(yīng)關(guān)系中，因繞線機(jī)增速導(dǎo)致磁場方向測量桿5不斷偏轉(zhuǎn)而不斷拉伸拉伸簧6導(dǎo)致張力不斷增大的問題，使得經(jīng)微調(diào)單元93計算后所得的伺服電機(jī)3運轉(zhuǎn)速度得以補(bǔ)償因繞線機(jī)速度變化造成的磁場方向測量桿5的位置變化，從而保證磁場方向測量桿5整體位置的恒定，而相應(yīng)的連接磁場方向測量桿5的拉升簧6的拉伸程度也保持恒定，即實現(xiàn)了張力的恒定，避免了因張力變化過大造成的繞線斷裂，并提高繞線機(jī)運行的穩(wěn)定性和可靠性，有效保證了張力器的工作效率。
[0022]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，過線機(jī)構(gòu)包括瓷眼11，線束2穿過瓷眼11后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)，本設(shè)計通過在線束2在進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)前穿過瓷眼11的設(shè)計使得線束在經(jīng)由伺服送線機(jī)構(gòu)帶動傳動時，特別是高速傳動時不至于擺幅過大，有效控制了因線束2擺幅過大造成的誤差，提高的設(shè)備運行的精確度和安全性。
[0023]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，過線機(jī)構(gòu)包括羊毛氈12，所述線束2穿過羊毛氈12后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)，本設(shè)計通過在讓線束2穿過羊毛氈12有效實現(xiàn)了對線束2的夾緊作用，進(jìn)一步降低告訴運轉(zhuǎn)時線束2因摩擦力、沒有依附等原因造成的晃動的情況，同時，通過羊毛氈12的線束2均能得到一次清灰，即過羊毛氈12的線束2上的臟污能有效被羊毛氈12截留，進(jìn)一步提高了設(shè)備運行的精密程度和并有裨益于本發(fā)明運行過稱中控制、微調(diào)的精確性。
[0024]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，過線機(jī)構(gòu)包括過線導(dǎo)輪13，線束2穿過過線導(dǎo)輪13后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)，過線導(dǎo)論13的設(shè)計能調(diào)整、改變出入線的方向和角度，便于更合理的進(jìn)行繞線。
[0025]作為一種改進(jìn)的【具體實施方式】，過線機(jī)構(gòu)包括過線輪組14，安裝在伺服送線機(jī)構(gòu)與磁場方向測量桿5之間，線束2經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)后，穿過過線輪組14再引入磁場方向測量桿5，過線輪組14的設(shè)計使得線束2在高速傳動的過程所產(chǎn)生的壓力能通過穿過過線輪組14予以平復(fù)，減少因運行速度過快對線束2造成的壓力，保證設(shè)備運行的安全和精確性。
[0026]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種恒力矩伺服張力器，包括機(jī)殼(I)及安裝于其上的過線機(jī)構(gòu)、伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿(5)，線圈的線束(2)由過線機(jī)構(gòu)引入，經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)及磁場方向測量桿(5)后送入繞線機(jī)，其特征在于:還包括控制電路單元(9)和預(yù)設(shè)、顯示控制電路單元(9)參數(shù)的觸摸屏(8)，所述控制電路單元(9)與伺服送線機(jī)構(gòu)以及磁場方向測量桿(5)電連接，磁場方向測量桿(5)的電信號送入控制電路單元(9)后，控制電路單元(9)發(fā)出電信號，控制伺服送線機(jī)構(gòu)的送線速度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:還包括張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與所述磁場方向測量桿(5)連接并由控制電路單元(9)控制，觸摸屏(8)輸入?yún)?shù)至控制電路單元(9)后，控制電路單元(9)發(fā)出電信號，控制張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)帶動磁場方向測量桿(5)動作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括拉伸簧(6)、反張力臂(7)以及控制電機(jī)，反張力臂(7)的一端安裝在機(jī)殼(I)上并由控制電機(jī)驅(qū)動，另一端通過拉伸簧(6)與所述磁場方向測量桿(5)連接，控制電機(jī)與所述控制電路單元(9)電連接并由其控制。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述伺服送線機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)(3)及與其連接的主動送線輪(4)，線束(2)繞在主動送線輪(4)上，主動送線輪(4)轉(zhuǎn)動時，帶動線束(2)向前傳動。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述控制電路單元(9)包括依次連接的預(yù)設(shè)單元(91)、監(jiān)控單元(92)和微調(diào)單元(93);所述反張力臂(7)通過預(yù)設(shè)單元(91)與觸摸屏(8)相連，預(yù)設(shè)單元(91)將觸摸屏(8)輸入的參數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)換成反張力臂(7)左右移動的距離從而預(yù)設(shè)拉伸簧(6)的拉伸長度并確定磁場方向測量桿(5)的位置;所述磁場方向測量桿(5)與監(jiān)控單元(92)相連，所述監(jiān)控單元(92)實時監(jiān)控磁場方向測量桿(5)的位置變化量和變化速度并將其傳送給微調(diào)單元(93);所述微調(diào)單元(93)與伺服電機(jī)(3)相連，所述微調(diào)單元(93)通過對位置變化量和變化速度的計算以改變伺服電機(jī)(3)的運轉(zhuǎn)速度。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述過線機(jī)構(gòu)包括瓷眼(11)，所述線束(2)穿過瓷眼(11)后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述過線機(jī)構(gòu)包括羊毛氈(12)，所述線束(2)穿過羊毛氈(12)后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述過線機(jī)構(gòu)包括過線導(dǎo)輪(13)，所述線束(2)穿過過線導(dǎo)輪(13)后進(jìn)入伺服送線機(jī)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種恒力矩伺服張力器，其特征在于:所述過線機(jī)構(gòu)包括過線輪組(14)，安裝在伺服送線機(jī)構(gòu)與磁場方向測量桿(5)之間，所述線束(2)經(jīng)過伺服送線機(jī)構(gòu)后，穿過過線輪組(14)再引入磁場方向測量桿(5)。
【文檔編號】B65H54/28GK105836528SQ201610333970
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】李翔, 劉兵
【申請人】杭州響尾蛇科技有限公司