一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机及其控制方法技术

一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机及其卷布方法，包括机架，机架上固定设置有卷取辊，卷取辊传动连接有上压辊；还包括有机架上固定连接有衬布压辊装置。通过卷取辊与上压辊对镀铜碳纤维布进行第一次卷取，当镀铜碳纤维布经过张力检测器时，张力检测器将检测的信号经过张力放大器放大，A/D转换器与PLC处理后，发送给驱动电机并驱动电机启动，带动衬布压辊装置的齿轮转动，同时衬布辊与压布辊传动，并卷取衬布，镀铜碳纤维布运送至衬布辊与压布辊处，镀铜碳纤维布与衬布同时卷取，将镀铜碳纤维布进行第二次卷取。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机及其控制方法
本专利技术属于纺织设备
，涉及一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，还涉及一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机的控制方法。
技术介绍
碳纤维具有强度高、比模量高、质轻、耐腐蚀、耐疲劳、低膨胀、耐高温等优越性能，是工程应用上的重要材料。但其在织造的过程中，存在易起毛、易粘连、易断头等问题，对碳纤维的损耗严重。针对这个问题多数学者采用碳纤维镀铜，该方法不仅能够保持碳纤维原有的特点，解决碳纤维在织造过程中起毛、粘连等问题，还能改善碳纤维与基体金属间的润湿性及化学相容性、加强界面结合力和提高其导电性，以此拓展了碳纤维的使用范围。目前针对碳纤维织物的研究众多，但对于镀铜碳纤维织造的研究甚少。由于镀铜碳纤维的特点，其与普通织物的织造存在差别，不能完全使用普通织物的织机进行织造。一般织机在织造的过程中对碳纤维表面镀的一层铜会造成摩擦和磨损，使碳纤维表面的铜出现掉落、薄厚不均和粗糙等问题；同时，在操作过程中由于未掌握好卷取过程中的张力，导致镀铜碳纤维大量浪费，造成资源浪费，提高了生产升本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，能够避免在卷取过程中镀铜碳纤维布出现掉落、相互摩擦的问题，减少镀铜碳纤维布的使用，达到节能环保目的。本专利技术的另一目的是提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机的控制方法，能够控制卷取过程中的张力节约镀铜碳纤维布，从而达到节约能源的目的。本专利技术所采用的第一个技术方案是：一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，包括机架，机架上固定设置有卷取辊，卷取辊传动连接有上压辊；还包括有机架上固定连接有衬布压辊装置。本专利技术的第一个特点还在于，衬布压辊装置包括机架上的电机，电机通过联轴器连接有第一齿轮，第一齿轮连接有衬布辊，衬布辊传动连接有第一压布辊；第一齿轮啮合连接有第二齿轮，第二齿轮连接有卷布辊，卷布辊传动连接有第二压布辊。还包括机架固定有第一固定底座，衬布辊的两端穿设在第一固定底座上。还包括机架固定有第二固定底座，卷布辊的两端穿设在第二固定底座上。机架还连接有张力检测器，张力检测器通过导线依次连接有信号放大器和A/D转换器；A/D转换器通过导线依次与PLC控制器、D/A转换器、伺服控制器、电机连接。机架连接有伸缩辊；张力检测器设置在上压辊与伸缩辊之间。PLC控制器通过导线连接测速元件，测速元件靠近第一齿轮设置。电机采用伺服电机。本专利技术采用的另一技术方案是：步骤1，将织好的镀铜碳纤维布通过导轨输送至卷取辊，镀铜碳纤维布经卷取辊的传动下运送至上压辊，并继续向衬布压辊装置4处运动；步骤2，当镀铜碳纤维布经过张力检测器时，张力检测器检测到镀铜碳纤维布的动态张力反馈值F(t)；步骤3，通过操作面板输入设定张力值F0，与动态张力反馈值F(t)传输到PLC中，PLC计算处理得到张力偏差量e(t)，具体计算公式：e(t)＝F(t)-F0(1)步骤4，张力偏差量e(t)经过PLC中内部的PID控制器处理后得到张力控制量u(t)，即为：式中：Kp为比例增益，Ki为积分系数，Kd为微分系数，δ为比例带，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数；步骤5，测速元件检测衬布辊的瞬时转速n(t)和绕卷层数N；输入设定衬布辊的初始半径R0、单层镀铜碳纤维布的厚度h，并将初始半径R0、单层镀铜碳纤维布的厚度h、瞬时转速n(t)、绕卷层数N、传输到PLC控制器；步骤6，PLC控制器将控制量u(t)、瞬时转速n(t)、绕卷层数N、初始半径R0、单层卷材厚度h进行运算，得出瞬时理论转速n′(t)，具体计算公式为：式中，F′(t)、e′(t)为F(t)、e(t)的导数，K为卷材的弹性系数。步骤7：步骤6得出瞬时理论转速n′(t)，该理论转速通过导线将其数字信号经D/A转换器转为模拟电流信号；并将该模拟电流信号传输至伺服控制器，伺服控制器接收到信号驱动伺服电机进行调速，从而实现卷取时恒定张力的控制。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机及其控制方法，通过卷取辊与上压辊对镀铜碳纤维布进行第一次卷取，当镀铜碳纤维布经过张力检测器时，张力检测器将检测的信号经过信号放大器放大，A/D转换器与PLC处理后，发送给驱动电机并驱动电机启动，带动衬布压辊装置的齿轮转动，衬布辊与第一压布辊传动，将卷取衬布至卷布辊与第二压布辊之间；此时镀铜碳纤维布运送至衬布辊与压布辊处，镀铜碳纤维布与衬布同时卷取，镀铜碳纤维布进行第一次卷取，并确保卷取时每层镀铜碳纤维布之间都有一层衬布来减少镀铜碳纤维布之间的摩擦，控制在卷取部分时镀铜碳纤维布的张力大小；镀铜碳纤维布与衬布同时卷取一起进入卷布辊与第二压布辊进行第二次卷取，提高卷取质量；由于衬布与镀铜碳纤维布同时卷取，卷取过程中能够控制卷布辊恒定张力的输出，使得卷取过程中减少了镀铜碳纤维布的断裂，降低镀铜纤维布的浪费，达到节约资源、节能环保的目的。附图说明图1是本专利技术提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机的结构示意图；图2是本专利技术提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机的衬布压辊装置结构示意图；图3是图2的主视图；图4是图2的侧视图；图5是本专利技术提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机的控制方法流程图。图中，1.卷取辊，2.上压辊，3.张力检测器，4.衬布压辊装置，4-1.电机，4-2.第一齿轮，4-3.衬布辊，4-4.第一压布辊，4-5.第二齿轮，4-6.卷布辊，4-7.第二压布辊，4-8.第一固定底座，4-9.第二固定底座，5.伸缩辊，6.导轨。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，如图1～图3所示，包括机架，机架通过螺钉连接有卷取辊1，卷取辊1传动连接有上压辊2；还包括有机架上通过螺钉连接有衬布压辊装置4。如图2～图4所示，衬布压辊装置4包括固定在机架上的电机4-1，电机4-1的输出轴通过联轴器连接有第一齿轮4-2，第一齿轮4-2通过键连接有衬布辊4-3，衬布辊4-3传动连接有第一压布辊4-4；第一齿轮4-2啮合连接有第二齿轮4-5，第二齿轮4-5通过键连接有卷布辊4-6，卷布辊4-6传动连接有第二压布辊4-7。衬布辊4-3上设置有衬布，在卷取开始前将起始衬布牵引至衬布辊4-3上并固定，即可通过使用液体胶将衬布粘在衬布辊4-3上，再进行卷取。还包括机架通过螺钉固定有第一固定底座4-8，衬布辊4-3的两端通过键穿设在第一固定底座4-8上。还包括机架通过螺钉固定有第二固定底座4-9，卷布辊4-6的两端通过键穿设在第二固定底座4-9上。衬布压辊装置4可设置多个；每个衬布压辊装置4通过齿轮相互传动连接。通过增加衬布压辊装置4，使镀铜碳纤维布在卷取的过程的中，每层镀铜碳纤维布都加入一层衬布，减少了镀铜碳纤维布在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，包括机架，所述机架上固定设置有卷取辊(1)，所述卷取辊(1)传动连接有上压辊(2)；还包括有机架上固定连接有衬布压辊装置(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，包括机架，所述机架上固定设置有卷取辊(1)，所述卷取辊(1)传动连接有上压辊(2)；还包括有机架上固定连接有衬布压辊装置(4)。


2.如权利要求1所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，所述衬布压辊装置(4)包括机架上的电机(4-1)，所述电机(4-1)通过联轴器连接有第一齿轮(4-2)，所述第一齿轮(4-2)连接有衬布辊(4-3)，所述衬布辊(4-3)传动连接有第一压布辊(4-4)；所述第一齿轮(4-2)啮合连接有第二齿轮(4-5)，所述第二齿轮(4-5)连接有卷布辊(4-6)，所述卷布辊(4-6)传动连接有第二压布辊(4-7)。


3.如权利要求2所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，还包括机架固定有第一固定底座(4-8)，所述衬布辊(4-3)的两端穿设在所述第一固定底座(4-8)上。


4.如权利要求2所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，还包括机架固定有第二固定底座(4-9)，所述卷布辊(4-6)的两端穿设在所述第二固定底座(4-9)上。


5.如权利要求2所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，所述机架还连接有张力检测器(3)，所述张力检测器(3)通过导线依次连接有信号放大器和A/D转换器；
所述A/D转换器通过导线依次与PLC控制器、D/A转换器、伺服控制器、电机(4-1)连接。


6.如权利要求5所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，所述机架连接有伸缩辊(5)；
所述张力检测器(3)设置在所述上压辊(2)与所述伸缩辊(5)之间。


7.如权利要求6所述的一种适用于镀铜碳纤维布的卷取机，其特征在于，所述PLC控制器通过导线连接测速元件，测速元件靠近所述第一齿轮(4-2)设置。

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，曹玲玲，彭镇，韩文东，
申请(专利权)人：西安工程大学，绍兴市柯桥区西纺纺织产业创新研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61