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180-5003-0233
一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法與流程
本發(fā)明屬于復(fù)卷機(jī)領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法。
背景技術(shù):
對(duì)于復(fù)卷系統(tǒng)卷徑計(jì)算傳統(tǒng)方法主要有厚度積分法,線(xiàn)速度計(jì)算法,模擬檢測(cè)法。這三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。
厚度積分法:
厚度積分法dn=dn-1+2*d,設(shè)備啟動(dòng)前先獲取初始卷徑作為當(dāng)前卷徑。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中軸每轉(zhuǎn)一圈(自身或者外部傳感器獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速乘上相關(guān)系數(shù)獲得),當(dāng)前卷徑就等于上一次的卷徑加兩倍的材料厚度。這樣的方式的好處一是卷徑計(jì)算結(jié)果波動(dòng)小,二是不會(huì)使用到線(xiàn)速度,速度等相關(guān)參數(shù),減少了相關(guān)參數(shù)由于傳感器或者計(jì)算導(dǎo)致的誤差導(dǎo)致卷徑計(jì)算結(jié)果的誤差。但是厚度積分法需要準(zhǔn)確的材料厚度,厚度不正確會(huì)導(dǎo)致張力控制存在一個(gè)錐度。厚度相差較大,卷徑隨著累計(jì)誤差越來(lái)越大,影響張力控制效果。材料變形,不均勻厚度材料,張力大小導(dǎo)致卷材壓緊程度不一致等情況下卷徑計(jì)算誤差大。對(duì)于厚度不均勻的材料也不適用。對(duì)于復(fù)合材料,如合掌機(jī)也不適用。
線(xiàn)速度計(jì)算法:
線(xiàn)速度計(jì)算法是根據(jù)獲取到的線(xiàn)速度以及電機(jī)轉(zhuǎn)速通過(guò)公式計(jì)算得到。線(xiàn)速度計(jì)算法的好處一是通過(guò)線(xiàn)速度,速度實(shí)時(shí)計(jì)算,避免了卷徑計(jì)算累計(jì)誤差,二是簡(jiǎn)單,不需要設(shè)置厚度相關(guān)參數(shù)。但是需要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的獲取線(xiàn)速度和轉(zhuǎn)速。在實(shí)際控制中各軸之間由于機(jī)械參數(shù)的誤差以及主從站通訊之間的延遲很難準(zhǔn)確,實(shí)時(shí)獲取線(xiàn)速度,除非增加機(jī)械制造工藝和使用高速通訊方式,這無(wú)需極大的增加了機(jī)械,硬件,軟件,研發(fā)成本。而轉(zhuǎn)速由于材料彈性,機(jī)械加工,控制方面的原因也并不能精確,穩(wěn)定的獲得。
模擬檢測(cè)法:
模擬檢測(cè)法需要在設(shè)備上安裝相應(yīng)的傳感器,通過(guò)傳感器檢測(cè)到的結(jié)果來(lái)等效計(jì)算出卷徑。模擬檢測(cè)法的好處一是簡(jiǎn)單,不需要設(shè)置厚度相關(guān)參數(shù),二是卷徑通過(guò)對(duì)應(yīng)傳感器直接測(cè)量,三是避免了卷徑計(jì)算累計(jì)誤差。但是增加了使用成本和機(jī)械的復(fù)雜性,人工調(diào)試的難度也增加。
根據(jù)已有技術(shù)描述知道以上方法都存在這一定的問(wèn)題和難點(diǎn)。
厚度積分法:
一,操作麻煩,需要設(shè)置材料厚度,初始卷徑等參數(shù);
二,計(jì)算值與其他因素干擾大,如材料變形,張力大??;
三,不支持厚度不均勻的材料或工藝;
四,精度不高,具有累計(jì)誤差。
線(xiàn)速度計(jì)算法:
一,獲取線(xiàn)速度要實(shí)現(xiàn)低延遲需要較高的成本,需要高速總線(xiàn);
二,轉(zhuǎn)速波動(dòng)難于控制,由于材料彈性,機(jī)械構(gòu)造瞬時(shí)速度比較難獲得。需要較多的時(shí)間濾波,時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致實(shí)時(shí)性不夠高,誤差較大。濾波時(shí)間短,轉(zhuǎn)速波動(dòng)就比較大。
模擬檢測(cè)法:
一,需要額外的傳感器,增加了設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn);
二,增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,不利于設(shè)備調(diào)試,維護(hù);
三,增加了設(shè)備成本和人工成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,旨在解決上述現(xiàn)有計(jì)算卷徑計(jì)算方法的缺陷。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,所述方法包括以下步驟:
s1:系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)n;
s2:利用圈數(shù)n得到圈數(shù)偏差值δn,根據(jù)當(dāng)前軸的卷徑、機(jī)械傳動(dòng)比參數(shù)k及圈數(shù)偏差值δn計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li,并將li疊加到系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls;
s3:各軸根據(jù)系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)度差δls,計(jì)算出各軸的卷徑dn。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟s2包括以下步驟:
s21:通過(guò)當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長(zhǎng);
s22:利用當(dāng)前軸的周長(zhǎng)與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li;
s23:將偏移長(zhǎng)度li與系統(tǒng)初始長(zhǎng)度l0相加得出系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟s22中,所述偏移長(zhǎng)度li需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls中。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在所述步驟s23中單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li通過(guò)圈數(shù)偏差值δn計(jì)算獲得。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在所述步驟s2中所述單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li可以通過(guò)外部傳感器獲得。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟s3包括以下步驟:
s31:各軸根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)長(zhǎng)度ls的長(zhǎng)度偏移差δls計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)復(fù)卷機(jī)的平均卷徑
s32:利用平均卷徑計(jì)算出各軸的卷徑dn。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述步驟s32中,所述平均卷徑需要通過(guò)濾波處理后,再用于計(jì)算卷徑dn。
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。
本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出基于參考距離計(jì)算卷徑,其不但提高了計(jì)算的精度和穩(wěn)定性,而且減少了用戶(hù)參數(shù)的設(shè)定,無(wú)需設(shè)置材料厚度,初始卷徑等相關(guān)參數(shù),降低了人工成本,維護(hù)成本和設(shè)備成本。更重要的是,本算法適合各種材料,多種設(shè)備,不受材料形變,材料復(fù)合,張力大小的影響。且可以實(shí)時(shí)計(jì)算,實(shí)時(shí)糾正因材料變形,張力大小改變卷松緊度導(dǎo)致的卷徑變化。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的主流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,下面描述中使用的詞語(yǔ)“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向,詞語(yǔ)“底面”和“頂面”、“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
圖1示出了本發(fā)明提供的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,所述方法包括以下步驟:
s1:系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)n;
s2:利用圈數(shù)n得到圈數(shù)偏差值δn,根據(jù)當(dāng)前軸的卷徑、機(jī)械傳動(dòng)比參數(shù)k及圈數(shù)偏差值δn計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li,并將li疊加到系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls;
s3:各軸根據(jù)系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)度差δls,計(jì)算出各軸的卷徑dn。
優(yōu)先地,所述步驟s2包括以下步驟:
s21:通過(guò)當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長(zhǎng);
s22:利用當(dāng)前軸的周長(zhǎng)與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li;
s23:將偏移長(zhǎng)度li與系統(tǒng)初始長(zhǎng)度l0相加得出系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls。
優(yōu)先地,所述步驟s22中,所述偏移長(zhǎng)度l0需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移li中。
優(yōu)先地,在所述步驟s23中單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li通過(guò)圈數(shù)偏差值δn計(jì)算獲得。
優(yōu)先地,在所述步驟s2中所述單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li可以通過(guò)外部傳感器獲得。
優(yōu)先地,所述步驟s3包括以下步驟:
s31:各軸根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)長(zhǎng)度ls的長(zhǎng)度偏移差δls計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)復(fù)卷機(jī)的平均卷徑
s32:利用平均卷徑計(jì)算出各軸的卷徑dn。
優(yōu)先地,所述步驟s32中,所述平均卷徑需要通過(guò)濾波處理后,再用于計(jì)算卷徑dn。
優(yōu)先地,所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。
本發(fā)明提供了一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,本方法不需要獲取材料的厚度或者復(fù)卷機(jī)的線(xiàn)速度信息,通過(guò)復(fù)卷機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)長(zhǎng)度計(jì)算各軸的卷徑值。所以在本發(fā)明提供的計(jì)算方法中,最主要的是獲得系統(tǒng)長(zhǎng)度值,并利用系統(tǒng)長(zhǎng)度值去計(jì)算各軸的卷徑值。
本方法通過(guò)設(shè)置在復(fù)卷機(jī)上的傳感器,獲取復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)n的實(shí)時(shí)信息。要計(jì)算其他軸的卷徑dn時(shí),先選取主軸并獲取當(dāng)前主軸單位時(shí)間內(nèi)起始時(shí)間的圈數(shù)和當(dāng)前時(shí)間的圈數(shù),則此時(shí)復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)偏差值δn等于當(dāng)前時(shí)間的圈數(shù)減去起始時(shí)間的圈數(shù),接著,先計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li,其中周長(zhǎng)c(n)由選取的主軸計(jì)算而得。得到偏移長(zhǎng)度li后,與系統(tǒng)初始長(zhǎng)度l0相加便可以計(jì)算系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移即系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移其他軸都依據(jù)此系統(tǒng)長(zhǎng)度為準(zhǔn),將系統(tǒng)長(zhǎng)度運(yùn)用到其他軸的計(jì)算中。各軸根據(jù)自身的單位時(shí)間內(nèi)得系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls計(jì)算長(zhǎng)度偏移差δls=lst-lst-1,推導(dǎo)得δls=pi*(dt+dt+1+...+dt+δn),則平均卷徑因此各軸的卷徑通過(guò)主軸計(jì)算出系統(tǒng)的長(zhǎng)度偏移值,并作為系統(tǒng)的偏移值算出各軸的卷徑值,即消除了材料帶來(lái)的影響也簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。將計(jì)算得出的各軸在單位時(shí)間內(nèi)的卷徑值制作成集合g(δnn,l),方便系統(tǒng)實(shí)時(shí)查詢(xún)、監(jiān)控并實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)器進(jìn)行調(diào)整。
其中,機(jī)械傳動(dòng)比參數(shù)k是一個(gè)機(jī)械參數(shù),在運(yùn)算中做比例系數(shù),上述推導(dǎo)基于默認(rèn)k=1的條件下,同樣的,在將l0及l(fā)i疊加至ls時(shí)及利用平均卷徑計(jì)算各軸的卷徑dn均時(shí),數(shù)值需要經(jīng)過(guò)濾波處理,因?yàn)槿?shù)信息因?qū)崟r(shí)性等問(wèn)題會(huì)存在波動(dòng)。在實(shí)時(shí)性要求較高的情況下,加入濾波處理可以減少長(zhǎng)度的計(jì)算誤差。所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
技術(shù)特征:
1.一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:
s1:系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)n;
s2:利用圈數(shù)n得到圈數(shù)偏差值δn,根據(jù)當(dāng)前軸的卷徑、機(jī)械傳動(dòng)比參數(shù)k及圈數(shù)偏差值δn計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li,并將li疊加到系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls;
s3:各軸根據(jù)系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)度差δls,計(jì)算出各軸的卷徑dn。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述步驟s2包括以下步驟:
s21:通過(guò)當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長(zhǎng);
s22:利用當(dāng)前軸的周長(zhǎng)與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li;
s23:將偏移長(zhǎng)度li與系統(tǒng)初始長(zhǎng)度l0相加得出系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述步驟s22中,所述偏移長(zhǎng)度li需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移ls中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,在所述步驟s23中單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li通過(guò)圈數(shù)偏差值δn計(jì)算獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,在所述步驟s2中所述單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度li可以通過(guò)外部傳感器獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述步驟s3包括以下步驟:
s31:各軸根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的系統(tǒng)長(zhǎng)度ls的長(zhǎng)度偏移差δls計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)復(fù)卷機(jī)的平均卷徑
s32:利用平均卷徑計(jì)算出各軸的卷徑dn。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述步驟s32中,所述平均卷徑需要通過(guò)濾波處理后,再用于計(jì)算卷徑dn。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,其特征在于,所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于復(fù)卷機(jī)領(lǐng)域,提供了一種復(fù)卷機(jī)卷徑的計(jì)算方法,所述方法包括以下步驟:系統(tǒng)通過(guò)傳感器獲取復(fù)卷機(jī)的圈數(shù)N;利用圈數(shù)N得到圈數(shù)偏差值δN,根據(jù)當(dāng)前軸的卷徑、機(jī)械傳動(dòng)比參數(shù)K及圈數(shù)偏差值δN計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)的偏移長(zhǎng)度Li,并將Li疊加到系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移Ls;各軸根據(jù)系統(tǒng)長(zhǎng)度偏移Ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)度偏移差δLS,計(jì)算出各軸的卷徑Dn。本發(fā)明提出基于參考距離計(jì)算卷徑,其不但提高了計(jì)算的精度和穩(wěn)定性,而且減少了用戶(hù)參數(shù)的設(shè)定,無(wú)需設(shè)置材料厚度,初始卷徑等相關(guān)參數(shù),降低了人工成本,維護(hù)成本和設(shè)備成本。
技術(shù)研發(fā)人員:李剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者:深圳市百盛傳動(dòng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:2020.04.24
技術(shù)公布日:2020.08.07