一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法技术

一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法，包括：先对伺服电机测，获得其不同驱动电流值分别使张力器产生的输出张力值，并录入至数据表中备用；流程包括：一、确定张力控制的目标值，该目标值对应张力器输出张力值；将目标值与数据表比对，匹配到对应的伺服电机驱动电流值，并确定其为目标电流值；二、测量伺服电机的当前驱动电流值，并将其与目标电流值比较；若驱动电流值小于目标电流值，则加大当前驱动电流值；若驱动电流值大于目标电流值，则减小当前驱动电流值；若驱动电流值等于目标电流值，则控制所述伺服电机工作，实现对张力器的恒张力输出控制。本发明专利技术恒张力控制效果好，避免因张力传感器不稳定造成的控制误操作，稳定性高。

A method of constant tension output by controlling the current of servo motor

【技术实现步骤摘要】
一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法
本专利技术涉及张力器
，具体涉及一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法。
技术介绍
伺服张力器，通常被定义为主动送线的恒张力控制张力器。所谓主动送线的恒张力控制是指伺服张力器的电机在可控转矩转速范围内主动输出线速度，并将其输出的线速度始终跟随被绕制产品的线速度变化而变化，维持一个相对固定的速度差，即达到维持线材两端拉力不变的目的。常见的伺服张力器其结构包括主线轮、导向轮、张力杆、衰减张力杆和衰减弹簧。其中，张力杆的一端相对张力器的基板转动，另一端连设有出线轮。在使用状态下，线材从主线轮上引出依次绕过导向轮至出线轮，再缠绕到被绕制产品骨架上。主线轮与一电机连接作主动旋转。张力杆通过张力拉簧与衰减张力杆连接，该衰减张力杆相对于基板转动。伺服张力器的内部通常安装有角度传感器，角度传感器和电机的驱控电路电性连接，角度传感器的输出轴与一转轴的一端机械连接，转轴的另一端与张力杆的尾部机械连接，张力杆以转轴中心旋转。衰减张力杆的一端与一摆动挡块共同安装在转轴上。其中，摆动挡块与转轴紧固配合，衰减张力杆与转轴间隙配合，可以围绕转轴自由摆动。转轴与装置内部的一气缸调节组件连接。在张力器控制程序中设置了一个电机启动电压位和控制方法，经设定，当张力杆到达一定的启动角度后，电机启动旋转，并且张力杆摆动角度越大于启动角度电机旋转越快，反之当张力杆摆动小动启动角度时，电机停转。当绕线机开始绕线时，会拉动线材向产品上缠绕，此时，张力杆会向产品骨架方向倾斜，并拉伸张力弹簧。当张力杆摆动至启动角度时，触发启动电压，电机立即旋转将下方的线材送出。随着下方线材的送出，处于张力杆与骨架之间线材的张力减小，此时，张力杆在张力弹簧的作用下向反方向摆动，使张力杆摆动角度小于启动角度，依据控制算法电机会停止旋转，在电机保持扭矩的作用下，下方的线材不再被送出，而被加工产品在绕线机的作用下继续在绕线，张力杆会被线材带动向前摆动直到电机再次旋转。这个过程在绕制过程中被不断往复。实际绕线加工中，上述过程会表现得更复杂。比如，在绕线机启动绕线的瞬间加速过快时，张力杆摆动会发生过冲，摆动角度会远远大于启动角度，由此张力弹簧被拉伸很大，相对的张力弹簧的反作用力也会增加，因为控制算法中设计的张力杆摆动角度越大于启动角度电机旋转越快，所以，过冲时下方送线也越多，由此还可能出现反向过冲。因此，实际控制算法中加入了PID算法，使得缠绕过程启动后，迅速将张力杆平衡在启动角度位置，这是宏观角度所述的平衡，实际表现是张力杆围绕着启动角度上下有着轻微的波动。同时，实际控制算法中还添加了电机转速自增算法，在和PID算法的共同作用上使电机转速保持与缠绕速度匹配，并始终处于相对稳定的速度差状态下。在张力杆达到宏观平衡时，张力杆至绕制产品之间线材的拉力、电机的转矩力、张力弹簧的拉力也实现了三力平衡，此时伺服张力器输出的张力也较为恒定，这就是现有的恒张力控制。上述现有技术存在的问题：一、现有恒张力控制方案的基础上进行设定型张力器改造，技术过于复杂，实施成本高，尤其是在大张力设定张力器的设计中会有机构庞大的问题；二、采用电磁式阻尼器生产的电控张力器张力响应慢，批量生产张力范围一致差，输出张力的平衡性欠佳；三、张力传感器存在可靠性不佳的问题，可能造成张力控制的误操作，导致张力器的工作稳定性欠佳。因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本专利技术所要研究解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法，所述伺服电机用于驱动张力器的主线轮转动，所述方法包括：事先，对所述伺服电机进行检测，以获得该伺服电机的不同驱动电流值分别能够使所述张力器产生的输出张力值，并将各所述输出张力值作为不同的目标设定值，与各所述驱动电流值一同录入至一数据表中备用；张力器的恒输出张力控制流程包括：第一步、预先确定此次张力控制的目标值，该目标值对应张力器的输出张力值；将所述目标值与所述数据表中的数据进行比对，在数据表中找到该目标值对应的所述目标设定值，从而匹配到对应的伺服电机驱动电流值，并确定该伺服电机驱动电流值为目标电流值（I）；第二步、测量所述伺服电机的当前驱动电流值（I1），并将当前驱动电流值（I1）与所述目标电流值（I）进行比较；若当前驱动电流值（I1）小于所述目标电流值（I），则通过一驱动器加大当前驱动电流值；若当前驱动电流值（I1）大于所述目标电流值（I），则通过所述驱动器减小当前驱动电流值；若当前驱动电流值（I1）等于所述目标电流值（I），则控制所述伺服电机工作，从而实现对张力器的恒张力输出控制。上述技术方案中的有关内容解释如下：1．上述方案中，对所述伺服电机进行检测，以获得该伺服电机的不同驱动电流值分别能够使所述张力器产生的输出张力值的方法包括：在所述伺服电机的扭矩范围内，从小到大逐步增加伺服电机的负载力，同时通过电流仪侦测驱动电流值，将单位负载及与其对应的驱动电流值存储到一控制电路的存储器中形成所述数据表，作为控制伺服电机的扭矩和张力器输出张力的标准，同时计算得出单位电流量对应的负载力或张力，用于张力精度控制。2．上述方案中，所述伺服电机通过一驱动器驱动工作，该驱动器的母线电流值对应所述驱动电流值。3．上述方案中，采用SVPWM算法通过所述母线电流值算得到所述伺服电机的扭矩。本专利技术的工作原理及优点如下：本专利技术提供了一种控制方案，用伺服电机替换电磁式阻尼器，利用伺服电机力矩环高响应控制特性，通过控制伺服电机输入电流来控制其实时扭矩，从而实现张力器恒输出张力的方法。相比现有技术而言，本专利技术通过将伺服电机作为伺服型磁滞器，利用伺服电机扭矩越大，电流越大，即扭矩和电流成正比例关系的特点。通过伺服电机在被动拖动时侦测驱动器提供的母线电流，并将其转换成对应的输出张力值，再利用此输出张力值对伺服张力器进行设定、控制。本专利技术的优点包括：一、利用了伺服电机的高响应性能和电机性能的一致性，彻底克服了原来采用电磁式阻尼器生产的电控张力器张力响应慢，批量生产张力范围一致差的不足。极大地提高了输出张力的平衡性，可以达到主动送线张力控制方案的恒张力控制效果。二、张力设定控制中完全避开了张力传感器的自身因素，避免了因张力传感器不稳定造成的张力控制误操作，保证了设定型张力器的工作稳定性。附图说明附图1为本专利技术实施例的流程框图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例：以下将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。本文的用语只为描述特定实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法，所述伺服电机用于驱动张力器的主线轮转动，其特征在于：所述方法包括：/n事先，对所述伺服电机进行检测，以获得该伺服电机的不同驱动电流值分别能够使所述张力器产生的输出张力值，并将各所述输出张力值作为不同的目标设定值，与各所述驱动电流值一同录入至一数据表中备用；/n张力器的恒输出张力控制流程包括：/n第一步、预先确定此次张力控制的目标值，该目标值对应张力器的输出张力值；/n将所述目标值与所述数据表中的数据进行比对，在数据表中找到该目标值对应的所述目标设定值，从而匹配到对应的伺服电机驱动电流值，并确定该伺服电机驱动电流值为目标电流值（I）；/n第二步、测量所述伺服电机的当前驱动电流值（I1），并将当前驱动电流值（I1）与所述目标电流值（I）进行比较；/n若当前驱动电流值（I1）小于所述目标电流值（I），则通过一驱动器加大当前驱动电流值；/n若当前驱动电流值（I1）大于所述目标电流值（I），则通过所述驱动器减小当前驱动电流值；/n若当前驱动电流值（I1）等于所述目标电流值（I），则控制所述伺服电机工作，从而实现对张力器的恒张力输出控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过控制伺服电机电流实现张力器恒张力输出的方法，所述伺服电机用于驱动张力器的主线轮转动，其特征在于：所述方法包括：
事先，对所述伺服电机进行检测，以获得该伺服电机的不同驱动电流值分别能够使所述张力器产生的输出张力值，并将各所述输出张力值作为不同的目标设定值，与各所述驱动电流值一同录入至一数据表中备用；
张力器的恒输出张力控制流程包括：
第一步、预先确定此次张力控制的目标值，该目标值对应张力器的输出张力值；
将所述目标值与所述数据表中的数据进行比对，在数据表中找到该目标值对应的所述目标设定值，从而匹配到对应的伺服电机驱动电流值，并确定该伺服电机驱动电流值为目标电流值（I）；
第二步、测量所述伺服电机的当前驱动电流值（I1），并将当前驱动电流值（I1）与所述目标电流值（I）进行比较；
若当前驱动电流值（I1）小于所述目标电流值（I），则通过一驱动器加大当前驱动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹤，
申请(专利权)人：苏州创易技研股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32