【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纤维生产，尤其涉及一种同轴双锭收卷设备及其收卷张力控制方法。
技术介绍
1、在碳纤维的收卷过程中，要求将纱线均匀缠绕在收卷卷筒上，而收卷过程中纱线的张力变化会影响其在卷筒上的收卷质量；现有的碳纤维收卷机采用单轴单锭的收卷机构，只能实现一根碳纤维的连续收卷，收卷效率较低；当采用同轴双锭收卷机构提高碳纤维的收卷效率时，现有的张力机构无法满足其正常收卷。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种同轴双锭收卷设备及其收卷张力控制方法，可有效解决
技术介绍
中的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种同轴双锭收卷设备，包括安装架和设置其上的导纱机构、张力机构、排纱机构和收卷机构，所述导纱机构和所述张力机构均设置在所述排纱机构上方，所述排纱机构对应所述收卷机构设置在其水平一侧；
4、所述收卷机构包括收卷轴和沿其轴向依次套设其上的第一卷筒和第二卷筒，所述收卷轴通过动力装置驱动转动；
5、所述排纱机构包括直线模组和设置其上的第一导纱架和第二导纱架，所述第一导纱架和所述第二导纱架分别与所述第一卷筒和所述第二卷筒对应设置，并通过所述直线模组驱动沿其长度方向移动，所述直线模组与所述收卷轴平行设置；
6、所述张力机构包括第一张力组件和第二张力组件，所述第一张力组件和所述第二张力组件分别与所述第一导纱架和所述第二导纱架对应设置，并通过连杆相连，所述第二张力组件与气缸相连。
7、进一步的，所述第一张
8、所述第二张力组件包括第二支座和设置其上的第二摆杆，所述第二摆杆与所述第二支座转动连接，并在连接处设置有第二导向轮，在所述第二摆杆上位于所述第二导向轮两侧分别设置有第二张力轮和第二配重块。
9、进一步的，所述第一张力组件设置在所述第二张力组件上方，所述连杆两端分别与所述第一摆杆和所述第二摆杆相连，且连接处分别为所述第一张力轮和所述第二张力轮的安装位置；
10、所述气缸设置在所述第二张力组件下方，且其输出轴与所述第二摆杆相连，所述气缸输出轴与所述第二摆杆的连接处位于所述第二张力轮和所述第二导向轮之间。
11、进一步的，所述导纱机构包括第一导入轮、第二导入轮和导出轮，所述第一导入轮和所述第二导入轮分别对应所述第一张力轮和所述第二张力轮设置在其斜上方；
12、所述第二导向轮对应所述第二卷筒的中部位置设置，且位于所述第二导纱架上方，所述导出轮设置在所述第一导向轮远离所述第一张力轮的一侧，所述导出轮对应所述第一卷筒中部位置设置，且位于所述第一导纱架上方。
13、进一步的，在所述第一摆杆和所述第二摆杆上均设置有角度传感器，且两所述角度传感器分别位于两摆杆与所述第一支座和所述第二支座的连接处。
14、进一步的，在所述第一摆杆和所述第二摆杆上分别对应所述第一配重块和所述第二配重块开设有第一安装孔和第二安装孔；
15、所述第一安装孔和所述第二安装孔分别沿所述第一摆杆和所述第二摆杆的长度方向设置。
16、一种同轴双锭收卷设备的收卷张力控制方法，采用上述同轴双锭收卷设备，包括以下步骤：
17、调节第一张力组件和第二张力组件中第一摆杆和第二摆杆分别与第一支座和第二支座的连接位置，再调节两摆杆第一配重块和第二配重块的安装位置；
18、人工上纱使第一根碳纤维依次绕设通过第一导入轮、第一张力轮、第一导向轮、导入轮和第一导纱架至第一卷筒；
19、将第二根碳纤维依次绕设通过第二导入轮、第二张力轮、第二导向轮和第二导纱架至第二卷筒；
20、建立卷筒收卷卷径d与碳纤维张力值f5间的函数模型，并对应不同卷径区间设定气缸对第二张力组件的拉力f1；
21、在对第一卷筒和第二卷筒完成初步人工绕纱后，启动动力装置驱动收卷轴同步收卷两根碳纤维；
22、通过传感器检测收卷轴上碳纤维绕卷卷径，并反馈至控制中心，通过角度传感器分别检测第一摆杆和第二摆杆的摆动角度，通过控制中心控制气缸拉力。
23、进一步的，在碳纤维收卷过程中，任一卷径区间均对应设定一个气缸拉力值；
24、在卷径区间内，通过控制中心控制动力装置调节收卷轴转速，使该卷径区间内收卷轴转速与卷径呈反比设置；
25、当收卷过渡至下一卷径区间内后，通过控制中心调节气缸拉力值f1，具体通过如下公式：
26、f1＝2f2l2/l1；
27、f5＝f2cosθ；
28、其中，f2表示碳纤维作用于在张力轮上的合力，θ为f2与f5间的夹角，l1和l2分别为气缸拉力和张力轮上合力的力臂。
29、进一步的，在卷筒收卷卷径d与碳纤维张力值f5间的函数模型建立过程中：
30、首先设定张力-卷径函数模型如下：
31、
32、再分别代入收卷轴上空卷卷筒和满卷卷筒在收卷过程中，碳纤维作用于张力轮上的张力值f5空卷和f5满卷，计算得到模型公式系数k和b；
33、最后得到碳纤维张力值f5与卷筒收卷卷径d函数模型：
34、
35、进一步的，当角度传感器检测到第一摆杆或者第二摆杆出现大角度摆动后，通过控制中心触发警报，并停机进行人工处理。
36、本专利技术的有益效果为：
37、在本专利技术中，收卷机构中的同一收卷轴上设置有两锭卷筒，实现两根碳纤维纱线的同步收卷，提高收卷效率；在直线模组上设置有两个导纱架，分别实现两卷筒轴向的均匀排纱，张力机构中对应两收卷卷筒设置有两个张力组件，用于分别调节两根碳纤维纱线的张力，其中，第一张力组件和第二张力组件通过连杆相连，还与气缸相连，通过一个气缸实现整体张力机构的调控，维持碳纤维纱线的恒张力收卷过程，确保收卷质量。
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1.一种同轴双锭收卷设备，其特征在于，包括安装架(1)和设置其上的导纱机构(2)、张力机构(3)、排纱机构(4)和收卷机构(5)，所述导纱机构(2)和所述张力机构(3)均设置在所述排纱机构(4)上方，所述排纱机构(4)对应所述收卷机构(5)设置在其水平一侧；
2.根据权利要求1所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述第一张力组件(31)包括第一支座(311)和设置其上的第一摆杆(312)，所述第一摆杆(312)与所述第一支座(311)转动连接，并在连接处设置有第一导向轮(313)，在所述第一摆杆(312)上位于所述第一导向轮(313)两侧分别设置有第一张力轮(314)和第一配重块(315)；
3.根据权利要求2所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述第一张力组件(31)设置在所述第二张力组件(32)上方，所述连杆(33)两端分别与所述第一摆杆(312)和所述第二摆杆(322)相连，且连接处分别为所述第一张力轮(314)和所述第二张力轮(324)的安装位置；
4.根据权利要求3所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述导纱机构(2)包括第一导入轮(
5.根据权利要求2所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，在所述第一摆杆(312)和所述第二摆杆(322)上均设置有角度传感器，且两所述角度传感器分别位于两摆杆与所述第一支座(311)和所述第二支座(321)的连接处。
6.根据权利要求2所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，在所述第一摆杆(312)和所述第二摆杆(322)上分别对应所述第一配重块(315)和所述第二配重块(325)开设有第一安装孔(312a)和第二安装孔(322a)；
7.一种同轴双锭收卷设备的收卷张力控制方法，其特征在于，采用上述权利要求1～6任一项所述的同轴双锭收卷设备，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的同轴双锭收卷设备的收卷张力控制方法，其特征在于，在碳纤维收卷过程中，任一卷径区间均对应设定一个气缸拉力值；
9.根据权利要求7所述的同轴双锭收卷设备的收卷张力控制方法，其特征在于，在卷筒收卷卷径D与碳纤维张力值F5间的函数模型建立过程中：
10.根据权利要求7所述的同轴双锭收卷设备的收卷张力控制方法，其特征在于，当角度传感器检测到第一摆杆或者第二摆杆出现大角度摆动后，通过控制中心触发警报，并停机进行人工处理。
...【技术特征摘要】
1.一种同轴双锭收卷设备，其特征在于，包括安装架(1)和设置其上的导纱机构(2)、张力机构(3)、排纱机构(4)和收卷机构(5)，所述导纱机构(2)和所述张力机构(3)均设置在所述排纱机构(4)上方，所述排纱机构(4)对应所述收卷机构(5)设置在其水平一侧；
2.根据权利要求1所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述第一张力组件(31)包括第一支座(311)和设置其上的第一摆杆(312)，所述第一摆杆(312)与所述第一支座(311)转动连接，并在连接处设置有第一导向轮(313)，在所述第一摆杆(312)上位于所述第一导向轮(313)两侧分别设置有第一张力轮(314)和第一配重块(315)；
3.根据权利要求2所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述第一张力组件(31)设置在所述第二张力组件(32)上方，所述连杆(33)两端分别与所述第一摆杆(312)和所述第二摆杆(322)相连，且连接处分别为所述第一张力轮(314)和所述第二张力轮(324)的安装位置；
4.根据权利要求3所述的同轴双锭收卷设备，其特征在于，所述导纱机构(2)包括第一导入轮(21)、第二导入轮(22)和导出轮(23)，所述第一导入轮(21)和所述第二导入轮(22)分别对应所述第一张力轮(314...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉祥，蒋国中，刘勇俊，陈香伟，周豪，张子宁，王晨宇，
申请(专利权)人：常州市新创智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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