双驱电缆收盘系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种双驱电缆收盘系统，其特征在于：包括双驱收线机构、张力控制单元；所述双驱收线机构包括排线器光杆（1）、辅助轴（2）、第一主轴（3）、第二主轴（4）；所述辅助轴（3）与排线器光杆（1）链条传动连接，与第一主轴（3）、第二主轴（4）飞轮传动连接；利用自行车飞轮原理，设计了一种具有辅助轴的三轴传动机构，在辅助轴焊接两个传动方向相反的飞轮，由链条分别连接带动线盘的两个主轴，并由辅助轴带动排线器随动；在保证双主轴正常运行、排线器随动的前提下，避开使用手动离合器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及卷绕、盘绕或放置细丝状材料，尤其涉及一种智能控制的电缆收盘系统。
技术介绍
随着通信、网络技术的飞速发展，以及“信息高速公路”建设，具有高频高速特点的通信系统和计算机网络增长迅猛。作为传输媒介的数据线缆被广泛应用于机场、智能化楼宇等局域网数字通信系统，用来传输音频模拟信号、宽带数据和电视信号等。为了实现高频大容量信号的传输，对数据线缆的性能指标，如信号衰减、特性阻抗、结构回波损耗、近端串扰、电容等提出了越来越严格的技术要求。因此，如何有效地提高线缆的制造精度、稳定性和均匀性，获取高性能的数据线缆十分关键。线缆卷取设备是线缆生产线的重要辅助设备，其工作状态直接影响线材的质量；对卷取设备及其控制系统的研究一直备受关注。目前国内常见的电缆收线机大多为单驱或双驱的双盘卷取机，通常采用手动控制的双离合器结构。由于操作不便、离合器易坏及维修耗时等问题，迫切需要切实可行的替代方案。同时，与造纸、印刷、漂染、塑料膜制作等行业的卷绕过程类似，线缆产业在卷绕长尺寸材料时，为获得高性能指标，稳定的张力至关重要。卷绕过程中，速度的变化、卷径的变化和机械损耗的变化等因素均可造成对张力的扰动。张力过强会使线缆变细和变形、增大设备负荷；张力过弱则会使线缆松垮、同心度变差，同样影响其质量。可见，线缆制造中的张力控制是一个十分重要的环节。随着能源问题的日益突出，过程系统的高效节能问题引起重视。实现稳定、高效、低功耗的线缆收盘过程，切实提高线缆产品性能，是线缆生产无法回避的重要技术问题。收线是电缆生产过程中的一道重要工序，通常由收排线机完成。收排线机包括收线和排线两个部分。收线时由电机提供动力，通过机械传动使收线轴带动线盘转动。排线器则控制电缆线在线盘上的往复行进交替和合适的排线间距，并需要和收线速度保持一致。目前市场上收排线机的种类很多，有单轴式、双轴式、悬挂龙门式、摇摆式、无轴式等。国内电缆行业中最常见的是双轴收排线机，可分为双轴单电机驱动、双轴双电机驱动等形式。采用单力矩电机带动线盘及排线器，由两个相互联系的手动离合器控制收线盘。这类收线机结构简单，但操作不够便捷，离合器开关频率高、易损坏、维修复杂。双驱动收线机则用两个力矩电机分别带动两个收线盘，由两个独立的手动离合器控制收线盘，使收线机的操作相对灵活。由于这类收线机的排线器无法随动，需独立的驱动电机；同时，独立驱动的排线器将始终按照自己预定的速度行进，无法顾及力矩电机是否停转、线盘内已收线量的大小，导致收线直径越大时线间越松散。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种排线器无需电机、智能控制电机转速的双驱电缆收盘系统。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种双驱电缆收盘系统，其特征在于包括双驱收线机构、张力控制单元；所述双驱收线机构包括排线器光杆、辅助轴、第一主轴、第二主轴；所述辅助轴与排线器光链条传动连接，与第一主轴、第二主轴飞轮传动连接；所述张力控制单元包括张力传感器、信号转换模块、电机驱动模块、主控模块、电机；所述张力传感器通过信号转换模块与主控模块连接，采集电缆张力信号并传递给主控模块；所述主控模块通过电机驱动模块与电机连接，用于接收并处理张力信号后控制电机转动，所述电机与第一主轴、第二主轴连接。本技术的第一优选方案在于，所述电机为两个，分别与第一主轴、第二主轴连 接。本技术的第二优选方案在于，所述主控模块基于Nios II软核处理器。本技术的第三优选方案在于，所述主控模块外接键盘。本技术的第四优选方案在于，所述主控模块外设拓展接口。本技术的技术优势在于I、利用自行车飞轮原理，设计了一种具有辅助轴的三轴传动机构，在辅助轴焊接两个传动方向相反的飞轮，由链条分别连接带动线盘的两个主轴，并由辅助轴带动排线器随动；在保证双主轴正常运行、排线器随动的前提下，避开使用手动离合器。2、设计功能强大的张力控制系统，可通过控制电机控制卷线、放线过程中的张力控制，增强收线质量。附图说明图I为本实施例双驱收线机构示意图。图2为本实施例张力控制系统具体实施方式参考图I、图2，一种双驱电缆收盘系统，包括双驱收线机构、张力控制单元；双驱收线机构包括排线器光杆I、辅助轴2、第一主轴3、第二主轴4 ;辅助轴3与排线器光杆I链条传动连接，与第一主轴3、第二主轴4飞轮传动连接；张力控制单元包括张力传感器、信号转换模块、电机驱动模块、主控模块、电机；张力传感器通过信号转换模块与主控模块连接，采集电缆张力信号并传递给主控模块；主控模块通过电机驱动模块与电机连接，用于接收并处理张力信号后控制电机转动。电机为两个，分别与第一主轴、第二主轴连接，采用直流力矩电动机属于低速直流伺服电动机，它的特点是堵转力矩大，空载转速低，不需要任何减速装置可直接驱动负载，过载能力强，长期堵转时能产生足够大的转矩而不损坏。该电机可作为位置和低速随动系统中的执行元件，不用齿轮而直接驱动负载，既消除了齿隙又缩短了传动链，并具有反应速度快、特性线性度好、共振频率高等优点，因而提高了系统的稳定性及静态动态精度。张力传感器采用霍尼韦尔FSG15N1A力传感器。FS系列力传感器能够在小型商用级别封装下提供精确、可靠的力传感功能。此型力传感器是利用矽压阻元件的压阻效应制成的，内含技术成熟的经特殊微切削矽传感芯片，低功耗、无放大、无补偿的惠斯顿电桥力传感器，当矽质半导体感测元件受到外界力挤压造成体积收缩时，其电阻值将随力增加而逐渐增大。电机驱动模块采用采用PWM脉宽调制功率放大器。其基本原理是利用大功率场效应管开关特性来调制固定电压的直流电源，按一定固定频率来接通和断开，并根据需要改变一个周期内接通和断开时间的长短，改变力矩电机电枢上电压的占空比来改变平均电压的大小，从而控制力矩电机输出力矩。由于通断电时间间隔很短，在瞬时上功率放大器或处于通电状态或处在断电状态，但是在一个较长的时间上看放大器一直处于通电状态，只是平均电压在不断改变，因此不会造成抖动。主控模块基于Nios II软核处理器的SOPC方案实现张力控制模块。Nios II嵌入式处理器是一款通用的RISC结构的CPU，具 有完善的软件开发套件，包括编译器、集成开发环境(IDE)、JTAG调试器、实时操作系统(RTOS)和TCP / IP协议栈。设计者能够用SOPC Builder系统开发工具很容易地创建专用的处理器系统，并能够根据系统的需求添加Nios II处理器的数量，可以轻松地将Nios II处理器嵌入到他们的系统中。SOPC系统是指将硬件系统(包括微处理器、存储器、用户逻辑以及I / 0等)和软件设计都在一个可编程的芯片(FPGA)中实现，实现整个复杂系统的功能。算法的C / C++程序运行在Nios II处理器上。而Nios II处理器是可定制的，并且可以通过自定制指令和硬件加速器来提高算法的运算速度，提升系统性能。这种方案实现的系统具有很高的性能，而且开发周期短，开发难度相对较小。SOPC设计包括硬件和软件两部分，两部分进行协同设计，实现系统的功能。其中，硬件设计主要基于Quartus II和SOPC Builder，软件设计则基于Nios II IDE。主控模块包括具有软核的FPGA模块、具有光电编码器和光耦的电机接口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双驱电缆收盘系统，其特征在于：包括双驱收线机构、张力控制单元；所述双驱收线机构包括排线器光杆（1）、辅助轴（2）、第一主轴（3）、第二主轴（4）；所述辅助轴（3）与排线器光杆（1）链条传动连接，与第一主轴（3）、第二主轴（4）飞轮传动连接；所述张力控制单元包括张力传感器、信号转换模块、电机驱动模块、主控模块、电机；所述张力传感器通过信号转换模块与主控模块连接，采集电缆张力信号并传递给主控模块；所述主控模块通过电机驱动模块与电机连接，用于接收并处理张力信号后控制电机转动，所述电机与第一主轴（3）、第二主轴连接（4）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新华，何剑春，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：实用新型
国别省市：