一种定张力卷绕装置，包含：一放料单元，可转动的固定并输出呈筒状卷绕的薄型材料，且产生一角度检测信号及一扭矩检测信号；一卷收单元供卷收该薄型材料；一张力摆动轮及一张力检测单元均设置于该放料单元及卷收单元之间，且分别产生一位移检测信号及一张力检测信号；一调控模组具有一扭矩差值计算单元及一控制单元，该扭矩差值计算单元电连接该放料单元、张力摆动轮及张力检测单元，以接收各该检测信号并计算获得一扭矩命令信号，该控制单元电连接该扭矩差值计算单元及该放料单元以接收该扭矩命令信号，并根据一速度信号或该扭矩命令信号产生一控制信号送至该放料单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种定张力卷绕装置，特别是一种根据张力摆动轮的速度变化动态调整放料的定张力卷绕装置
技术介绍
一般而言，卷绕装置已广泛应用于纺织、印染、造纸、冶金及软性电子行业，且为避免进行加工的薄型材料遭过度拉张、挤压或产生皱折，必须在加工过程中保持该薄型材料的张力处于预定的状态。然而，在放料及卷收的过程中，由于放料轮的卷径持续变小而收料轮的卷径是持续变大，因此如何控制放料轮的转矩，以维持在该放料轮及收料轮之间的薄型材料呈现预定张力，进而避免该卷绕装置中的薄型材料发生放料或卷收异常的现象，已成为此类卷绕装置的重要发展课题。如中国台湾专利第IC67182号《全自动张力递减装置》专利案所述的一种现有的卷绕装置，其是需先取得欲进行加工的薄型材料的长度、厚度及初卷的张力值，始能据以通过一卷径演算器及一自动张力控制器控制放料轮及收料轮的转速，进而使该放料轮及收料轮之间的薄型材料具有预设的张力。此外，该卷绕装置另于该放料轮及收料轮之间设有一张力检出器，以便将该薄型材料的实际张力值反馈至该卷径演算器，借以供该自动张力控制器微调该放料轮及收料轮的转速。然而，由于一般的薄型材料均具有弹性，而该薄型材料本身也可能存在制造误差， 因此在实际情况下难以精确测得该薄型材料的长度及厚度等参数。其中，若各参数的量测误差过大，也将导致该自动张力控制器的输出误差随着运作时间的增加而递增。此外，当更换它种的薄型材料进行加工作业时，也必须重新量测此种薄型材料的各参数，导致在使用上述的现有卷绕装置时极为不便。基于上述原因，有必要进一步改良上述现有的卷绕装置，以期能简化使用程序并提高薄型材料的张力的控制精确度。
技术实现思路
本专利技术提供一种定张力卷绕装置，其是根据一张力摆动轮的速度变化动态调整放料，以简化人力作业程序及避免运算误差量递增，且进行线上即时监控，为其主要专利技术目的。本专利技术提供一种定张力卷绕装置，其控制一放料单元以超前补偿扭矩量，使该放料单元所输出的薄型材料具有稳定的张力，以提高放卷及收卷稳定性，并抑制薄型材料的振动量，为其另一专利技术目的。本专利技术提供一种定张力卷绕装置的调控模组，其是便于直接使用于任何已预先设置完成的现有卷绕系统，控制此现有卷绕系统进行动态调整放料且提高放卷及收卷稳定性，为其另一专利技术目的。本专利技术的一种定张力卷绕装置，包含一放料单元、一卷收单元、一张力摆动轮、一张力检测单元及一控制单元。该放料单元具有一辊轮及一调控致动器，该辊轮是可转动并供固定及输出呈筒状卷绕的薄型材料，且该辊轮对应于本身的旋转角度输出一角度检测信号，该调控致动器连接至该辊轮并能够产生一输出扭矩施加于该辊轮，且该调控致动器对应于该输出扭矩输出一扭矩检测信号；该卷收单元是供卷收该薄型材料；该张力摆动轮设置于该放料单元及卷收单元之间，且对应本身的位移量输出一位移检测信号；该张力检测单元设置于该放料单元及卷收单元之间，并对应于所测得的张力输出一张力检测信号；该扭矩差值计算单元电连接该辊轮、调控致动器、张力摆动轮及张力检测单元以接收各该检测信号，并计算获得一扭矩命令信号；该控制单元电连接该扭矩差值计算单元及该调控致动器，以接收该扭矩命令信号，并根据一速度信号或该扭矩命令信号产生一控制信号送至该调控致动器。本专利技术的一种定张力卷绕装置的调控模组，包含一扭矩差值计算单元及一控制单元。该扭矩差值计算单元接收一角度检测信号、一扭矩检测信号、一位移检测信号及一张力检测信号，并据以计算获得一扭矩命令信号；该控制单元电连接该扭矩差值计算单元以接收该扭矩命令信号，并根据一速度信号或该扭矩命令信号产生一控制信号。本专利技术的一种定张力卷绕装置及其调控模组，另包含该扭矩差值计算单元设有一单向滤波器、一第一微分器、一第二微分器、一除法器、一扭矩计算器及一减法器，该单向滤波器连接至该张力摆动轮以截取该位移检测信号中在单一方向上的数据；该第一微分器连接该单向滤波器并对该单向滤波器的输出进行微分以获得该速度信号；该第二微分器连接该辊轮并对该角度检测信号微分以取得一角速度信号；该除法器连接该第一及第二微分器并将该速度信号除以该角速度信号；该扭矩计算器连接该除法器及张力检测单元，并将该除法器的输出乘以该张力检测信号；该减法器连接该扭矩计算器及调控致动器，并将该扭矩计算器的输出减去该扭矩检测信号而产生该扭矩命令信号。本专利技术的一种定张力卷绕装置及其调控模组，更包含该控制单元具有一补偿控制器连接至该扭矩差值计算单元的微分器及减法器，并分别接收该速度信号及扭矩命令信号，该补偿控制器于判断该速度信号与一预定速度之间的误差大于一预设范围时以该速度信号产生该控制信号，否则以该扭矩命令信号产生该控制信号。本专利技术的一种定张力卷绕装置及其调控模组，更包含该控制单元具有一单向滤波器、一微分器及一补偿控制器，该单向滤波器连接至该张力摆动轮以滤除该位移检测信号中在水平方向上的分量，该微分器连接该单向滤波器并对该单向滤波器的输出进行微分以获得该速度信号，该补偿控制器连接至该微分器及该扭矩差值计算单元的减法器，并分别接收该速度信号及扭矩命令信号，该补偿控制器于判断该速度信号与一预定速度之间的误差大于一预设范围时以该速度信号产生该控制信号，否则以该扭矩命令信号产生该控制信号。附图说明图1 本专利技术较佳实施例的定张力卷绕装置的系统架构图。图2 本专利技术较佳实施例的定张力卷绕装置的扭矩差值计算单元的系统架构图。图3 本专利技术较佳实施例的定张力卷绕装置的控制单元的系统架构图。主要元件符号说明1 放料单元12 调控致动器3 张力摆动轮2卷收单元4张力检测单元51单向滤波器53第二微分器55扭矩计算器6控制单元62微分器11 辊轮 5 扭矩差值计算单元52 第一微分器54 除法器 56 减法器61单向滤波器63补偿控制器S0角度检测信号Ss位移检测信号Smc扭矩命令信号Sco角速度信号Sme扭矩检测信号 Stl张力检测信号 Sv速度信号 Sc控制信号具体实施例方式为让本专利技术上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本专利技术的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下请参照图1所示，其为本专利技术较佳实施例的定张力卷绕装置的系统架构图，该定张力卷绕装置包含一放料单元1、一卷收单元2、一张力摆动轮3、一张力检测单元4、一扭矩差值计算单元5及一控制单元6，其中该扭矩差值计算单元5及控制单元6共同构成一调控模组，该调控模组借助该放料单元1、张力摆动轮3及张力检测单元4所产生的数个检测信号以反馈控制的方式控制该放料单元1，进而保持该放料单元1及卷收单元2之间的薄型材料具有固定的张力。请再参照图1所示，本专利技术较佳实施例的定张力卷绕装置的放料单元1供呈筒状卷绕的薄型材料可转动的设置，以便输出该薄型材料。该放料单元1包含一辊轮11及一调控致动器12，该辊轮11是可转动并供该筒状的薄型材料套设固定，且该辊轮11是对应于其本身的旋转角度θ输出一角度检测信号S0 ；该调控致动器12连接至该辊轮11，以便产生一输出扭矩MR并施加于该辊轮11，且该调控致动器12对应于该输出扭矩MR输出一扭矩检测信号S,其中，该调控致动器12为可输出旋转动力的装置，例如可由一马达构成。该卷收单元2则供卷收该薄型材料，以将该薄型材料恢复为呈筒状卷绕，借此使该薄型材料在该放料单元1及卷收本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2010.12.01 TW 991418001.一种定张力卷绕装置，其特征在于，包含一个放料单元，具有一个辊轮及一个调控致动器，该辊轮系可转动并供固定及输出呈筒状卷绕的薄型材料，且该辊轮对应于本身的旋转角度输出角度检测信号，该调控致动器连接至该辊轮并能够产生输出扭矩施加于该辊轮，且该调控致动器对应于该输出扭矩输出扭矩检测信号；一个卷收单元，供卷收上述薄型材料；一个张力摆动轮，设置于该放料单元及卷收单元之间，并对应本身的位移量输出位移检测信号；一个张力检测单元，设置于该放料单元及卷收单元之间，并对应于所测得的张力输出张力检测信号；一个扭矩差值计算单元，电连接该辊轮、调控致动器、张力摆动轮及张力检测单元以接收各该检测信号，并计算获得扭矩命令信号；及一个控制单元，电连接该扭矩差值计算单元及该调控致动器，以接收该扭矩命令信号， 并根据速度信号或该扭矩命令信号产生控制信号送至该调控致动器。2.根据权利要求1所述的定张力卷绕装置，其特征在于，该扭矩差值计算单元设有一个单向滤波器、一个第一微分器、一个第二微分器、一个除法器、一个扭矩计算器及一个减法器，该单向滤波器连接至该张力摆动轮以截取该位移检测信号中在单一方向上的数据； 该第一微分器连接该单向滤波器并对该单向滤波器的输出进行微分以获得该速度信号；该第二微分器连接该辊轮并对该角度检测信号微分以取得一角速度信号；该除法器连接该第一及第二微分器并将该速度信号除以该角速度信号；该扭矩计算器连接该除法器及张力检测单元，并将该除法器的输出乘以该张力检测信号；该减法器连接该扭矩计算器及调控致动器，并将该扭矩计算器的输出减去该扭矩检测信号而产生该扭矩命令信号。3.根据权利要求2所述的定张力卷绕装置，其特征在于，该控制单元具有一个补偿控制器连接至该扭矩差值计算单元的微分器及减法器，并分别接收该速度信号及扭矩命令信号，该补偿控制器于判断该速度信号所对应的垂直速度与预定速度之间的误差大于预设范围时以该速度信号产生该控制信号，否则以该扭矩命令信号产生该控制信号。4.根据权利要求1或2所述的定张力卷绕装置，其特征在于，该控制单元具有一个单向滤波器、一个微分器及一个补偿控制器，该单向滤波器连接至该张力摆动轮以截取该位移检...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘冠志，林崇田，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：
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