亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

一種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):10481776閱讀:522來(lái)源:國(guó)知局
一種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于物料輸送質(zhì)量監(jiān)控相關(guān)領(lǐng)域,并公開(kāi)了一種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),其包括張力測(cè)量輥、糾偏框架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和糾偏控制器,其中張力測(cè)量輥由水平聯(lián)接成一體的總張力檢測(cè)單元和張力分布檢測(cè)單元共同組成,并同時(shí)測(cè)量獲得柔性膜輸送過(guò)程中的總張力和張力分布信號(hào);糾偏控制器基于張力分布信號(hào)來(lái)計(jì)算輸出相應(yīng)的控制電壓,并控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,由此帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn);糾偏框架將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為張力測(cè)量輥的糾偏動(dòng)作,由此完成整體的糾偏過(guò)程。通過(guò)本發(fā)明,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)總張力和張力分布的同步高精度測(cè)量,并可基于張力分布信號(hào)來(lái)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)糾偏控制,相應(yīng)可顯著提高最終糾偏控制的質(zhì)量和精度。
【專利說(shuō)明】
-種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于物料輸送質(zhì)量監(jiān)控相關(guān)領(lǐng)域,更具體地,設(shè)及一種柔性膜張力糾偏控 制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 柔性膜卷繞輸送系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于造紙、印刷、食品加工、柔性電子封裝等工業(yè)領(lǐng) 域,主要包括放卷模塊、張力檢測(cè)模塊、進(jìn)給模塊、收卷模塊組成,其中張力檢測(cè)與糾偏控制 是柔性膜卷繞輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,張力檢測(cè)與控制的效果直接影響著產(chǎn)品加工的質(zhì) 量。例如,張力過(guò)大會(huì)導(dǎo)致薄膜變形甚至斷裂,張力過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致薄膜皺權(quán)、橫向漂移等,均 會(huì)降低產(chǎn)品質(zhì)量;上述柔性電子薄膜的制備過(guò)程中的張力檢測(cè)及糾偏問(wèn)題在目前的工業(yè)生 產(chǎn)中有一些研究,但始終并未獲得很好的解決。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中所提出的一些柔性膜張力檢測(cè)方案中,大多是針對(duì)柔性膜平均張力的 檢測(cè)。例如,CN 201320664096.2中公開(kāi)了一種懸臂式低張力傳感器,該傳感器只能完成柔 性膜平均張力的檢測(cè),而無(wú)法完成對(duì)柔性膜截面的張力分布的檢測(cè);又如,CN204057082U中 公開(kāi)了一種自動(dòng)檢測(cè)皮帶跑偏及予W調(diào)整的糾偏器,但糾偏器不能實(shí)時(shí)獲取張力值并緊密 結(jié)合此張力值來(lái)相應(yīng)執(zhí)行糾偏,因此同樣存在糾偏控制精度不足、生產(chǎn)效率不高等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的W上缺陷或改進(jìn)需求,本發(fā)明提供了一種柔性膜張力糾偏控制系 統(tǒng),其中通過(guò)對(duì)其關(guān)鍵組件如張力檢測(cè)漉、糾偏框架的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)置方式進(jìn)行重新設(shè)計(jì), 同時(shí)對(duì)后續(xù)糾偏控制算法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),相應(yīng)不僅可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性膜卷繞輸送過(guò)程中總 張力和張力分布的同步高精度檢測(cè),而且還可基于檢測(cè)結(jié)果來(lái)實(shí)時(shí)針對(duì)性地執(zhí)行糾偏處 理,與現(xiàn)有技術(shù)相比可顯著提高最終糾偏控制的質(zhì)量及精度,并具備結(jié)構(gòu)集成度高、信號(hào)采 集準(zhǔn)確、便于操控、適應(yīng)性和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),因而尤其適用于各類卷到卷的柔性膜料卷張 力檢測(cè)及糾偏控制應(yīng)用場(chǎng)合。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明,提供了一種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),該系統(tǒng)包括 張力測(cè)量漉、糾偏框架、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和糾偏控制器,其特征在于:
[0006] 所述張力測(cè)量漉由水平聯(lián)接成一體的總張力檢測(cè)單元和張力分布檢測(cè)單元共同 組成,其中該總張力檢測(cè)單元呈底座的形式,并具有應(yīng)變式傳感器用于對(duì)柔性膜輸送過(guò)程 中的總張力執(zhí)行檢測(cè);該張力分布檢測(cè)單元由模塊化的多個(gè)漉單元首尾連接而成,并可根 據(jù)柔性膜的工作段長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行數(shù)量調(diào)整;此外,各個(gè)漉單元的漉筒表面設(shè)置有一層柔性傳 感器,該柔性傳感器具有同時(shí)沿著所述漉筒的軸向和周向分布的網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列, 也即形成了呈行列排布的多個(gè)測(cè)量點(diǎn),由此用于對(duì)柔性膜輸送過(guò)程中的張力分布狀況執(zhí)行 檢測(cè);
[0007] 所述糾偏控制器用于接收來(lái)自所述張力測(cè)量漉的張力分布狀況檢測(cè)值,并對(duì)其進(jìn) 行計(jì)算處理后輸出相應(yīng)的控制電壓;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)則基于該控制電壓來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角, 并帶動(dòng)與其輸出軸相連的所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn);
[0008] 所述糾偏框架聯(lián)接在所述張力測(cè)量漉與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間,并用于將該傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為該張力測(cè)量漉的糾偏動(dòng)作,由此完成整體的糾偏過(guò)程。
[0009] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地,對(duì)于所述總張力檢測(cè)單元而言,其優(yōu)選基于下列公式(一)來(lái) 計(jì)算輸出柔性膜輸送過(guò)程中的總張力信號(hào)Fo,其中K表示預(yù)設(shè)的總張力比例系數(shù),Uo表示由 所述應(yīng)變式傳感器采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值:
[0010] Fo = KUo (一)
[0011] 而對(duì)于所述張力分布檢測(cè)單元(12)而言,其優(yōu)選基于W下的公式(二)來(lái)計(jì)算輸出 柔性膜輸送過(guò)程中的張力分布信號(hào):
[0012] Fi = KiUi (二)
[0013] 其中,i = l,2, ...,n且表示所述柔性傳感器的網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列沿著所述漉 筒周向的編號(hào)也即列編號(hào),F(xiàn)袖應(yīng)表示各列測(cè)量點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的張力值;Κι分別表示為各列測(cè)量 點(diǎn)所預(yù)設(shè)的張力分布比例系數(shù),化則表示由各列測(cè)量點(diǎn)采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值。
[0014] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述柔性傳感器優(yōu)選由兩片聚醋薄膜共同組成,其中一片聚 醋薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照行分布的帶狀導(dǎo)體也即橫向?qū)w組,另外一片聚醋薄膜的 內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照列分布的帶狀導(dǎo)體也即縱向?qū)w組,運(yùn)兩片聚醋薄膜的外表面則分 別涂布有壓敏半導(dǎo)體材料涂層;W此方式,當(dāng)運(yùn)兩片聚醋薄膜疊合成一體時(shí),所述橫向?qū)w 組和縱向?qū)w組彼此交叉的點(diǎn)相應(yīng)形成所述網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列。
[0015] 作為進(jìn)一步優(yōu)選地,所述糾偏控制器優(yōu)選基于W下過(guò)程來(lái)計(jì)算處理后輸出相應(yīng)的 控制電壓:
[0016] (a)根據(jù)所述張力分布檢測(cè)單元所實(shí)時(shí)輸出的張力分布信號(hào)Fi,F(xiàn)2,F(xiàn)3. . .Fi, . .Fn, 采用W下公式(Ξ)求出張力分布的不均勻度V。:
[0017]
[0018] (b)將步驟(a)所求出的不均勻度V。與預(yù)設(shè)的閥值Vnmax進(jìn)行比較,其中當(dāng)V。小于 VcMax時(shí),繼續(xù)采用W下公式(四)來(lái)求出糾偏轉(zhuǎn)角Θ :
[0019]
[0020] 其中,imax表示在所測(cè)張力值非零的所有測(cè)量列中,列號(hào)最大的一列的列編號(hào)。d表 示所述柔性傳感器的軸向分布密度,W測(cè)量點(diǎn)之間的距離來(lái)表示;imaxd則表示柔性膜邊沿 實(shí)際所在的位置,X0表示纏繞在所述張力測(cè)量軸上的柔性膜自身的基準(zhǔn)邊沿位置,imaxd-XO 則表示糾偏量ΔΕ;Η表示所述張力測(cè)量漉與其導(dǎo)向漉之間的距離;
[0021] 而當(dāng)V。大于或等于V?ax時(shí),則將糾偏轉(zhuǎn)角Θ直接設(shè)定等于與所述張力測(cè)量軸自身的 最大轉(zhuǎn)角emax;
[0022] (C)所述糾偏控制器根據(jù)步驟(b)所求出的糾偏轉(zhuǎn)角Θ來(lái)輸出相應(yīng)的控制電壓,進(jìn) 而所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)則基于該控制電壓來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,并帶動(dòng)與其輸出軸相連的所述傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)。
[0023] 總體而言,通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,主要具備W下的 技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0024] 1、本發(fā)明中通過(guò)將檢測(cè)漉設(shè)計(jì)為包括水平互聯(lián)成一體的總張力檢測(cè)組件和張力 分布檢測(cè)組件,并對(duì)它們各自的具體結(jié)構(gòu)組成及其相互聯(lián)接方式進(jìn)行改進(jìn),相應(yīng)能夠在實(shí) 現(xiàn)柔性膜總張力測(cè)量的同時(shí),還能夠針對(duì)柔性膜張力分布狀況執(zhí)行高精度測(cè)量,而且張力 分布檢測(cè)組件的模塊化設(shè)計(jì)使得本發(fā)明能夠適應(yīng)于不同尺寸及位置的柔性膜,并具備便于 裝配和靈活調(diào)整、整體集成度高等優(yōu)點(diǎn);
[0025] 2、本發(fā)明中還針對(duì)柔性傳感器的結(jié)構(gòu)組成方式進(jìn)行了研究,相應(yīng)能夠高精度執(zhí)行 各種不同的張力分布檢測(cè)需求,相應(yīng)與現(xiàn)有設(shè)備相比能夠更為全面地完成沿著柔性膜截面 方向的張力分布檢測(cè),進(jìn)而在輸送過(guò)程中更為準(zhǔn)確地執(zhí)行相應(yīng)控制并達(dá)到顯著提高產(chǎn)品生 產(chǎn)質(zhì)量的效果;
[0026] 3、本發(fā)明中通過(guò)基于張力分布信號(hào)來(lái)執(zhí)行糾偏控制,同時(shí)對(duì)其算法作出了進(jìn)一步 的研究和設(shè)計(jì),測(cè)試表明與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠可顯著提高最終糾偏控制的質(zhì)量及精度,并 具備結(jié)構(gòu)集成度高、信號(hào)采集準(zhǔn)確、便于操控、適應(yīng)性和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),因而尤其適用于 各類卷到卷的柔性膜料卷張力檢測(cè)及糾偏控制應(yīng)用場(chǎng)合。
[0027] 在本文所有使用到的符號(hào)中:
[0028] Fo-總張力信號(hào)K-總張力比例系數(shù)化-應(yīng)變式傳感器采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值i-柔 性傳感器的壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列列編號(hào)Fi-第i列測(cè)量點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的張力值Κι-第i列測(cè)量點(diǎn)預(yù)設(shè)的 張力分布比例系數(shù)化-第i列測(cè)量點(diǎn)采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值V。-分布張力不均勻度V?ax-預(yù) 設(shè)的不均勻度閥值Θ-根據(jù)分布張力計(jì)算得出的糾偏轉(zhuǎn)角0max-張力測(cè)量漉最大糾偏轉(zhuǎn)角 imax-所測(cè)張力值非零的最大列標(biāo)d-柔性傳感器的軸向間距X0-基板邊沿需要到達(dá)的位置Δ E-基板在張力漉上的軸向糾偏量H-張力測(cè)量漉與其導(dǎo)向漉之間的距離V廣基板進(jìn)入張力軸 速度V2-基板離開(kāi)張力軸的速度V3-基板在張力漉上的偏移速度kl,k2,k3,k4和Τι,T2,T4分別 為傳遞函數(shù)放大系數(shù)和時(shí)間常數(shù)
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是按照本發(fā)明所構(gòu)建的柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)的整體構(gòu)造示意圖;
[0030] 圖2a是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的張力測(cè)量漉的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0031] 圖化是按照本發(fā)明所述張力測(cè)量漉的單個(gè)漉單元;
[0032] 圖3a是更為具體地顯示圖2中所示的總張力檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)分解示意圖;
[0033] 圖3b是更為具體地顯示圖2中所示的張力分布檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)分解示意圖;
[0034] 圖4是柔性傳感器執(zhí)行張力分布檢測(cè)時(shí)的原理示意圖;
[0035] 圖5是用于示范性顯示張力測(cè)量漉執(zhí)行糾偏操作時(shí)的過(guò)程說(shuō)明圖;
[0036] 圖6是整個(gè)糾偏控制過(guò)程的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 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,W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。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用w解釋本發(fā)明,并 不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0038] 圖1是按照本發(fā)明所構(gòu)建的柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)的整體構(gòu)造示意圖。如圖1所 示,該柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng)主要包括張力測(cè)量漉1、糾偏框架2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)4 和糾偏控制器5等組件,下面將對(duì)其逐一進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0039] 可同時(shí)參照?qǐng)D2,所述張力測(cè)量漉由水平聯(lián)接成一體的總張力檢測(cè)單元1A和張力 分布檢測(cè)單元2B共同組成,并對(duì)它們各自的具體結(jié)構(gòu)組成及其設(shè)置方式分別進(jìn)行了針對(duì)性 設(shè)計(jì),相應(yīng)期望達(dá)到不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性膜卷繞輸送過(guò)程中總張力的測(cè)量,還能夠?qū)ρ刂?性膜截面方向的張力分布狀況執(zhí)行同步高精度測(cè)量的效果。
[0040] 更具體而言,如圖3a所示,該總張力檢測(cè)單元譬如呈底座的形式,并包括法蘭10、 套筒13和底座忍軸11等組成單元。其中,法蘭10譬如可由兩個(gè)半圓環(huán)組合而成,彼此通過(guò)螺 釘連接,并通過(guò)螺釘?shù)膹埦o力將套筒13鎖緊固定于法蘭10的內(nèi)圈。法蘭10的內(nèi)圈還設(shè)置有 環(huán)形臺(tái)階,套筒13的外圈相應(yīng)設(shè)置環(huán)形槽,由此通過(guò)該環(huán)形槽與環(huán)形臺(tái)階之間的配合,使得 套筒水平固定于法蘭10,由此實(shí)現(xiàn)軸向定位。底座忍軸11同樣呈水平布置,并同軸安裝于套 筒13的內(nèi)部,譬如其左端可通過(guò)螺釘與套筒13的左側(cè)內(nèi)壁相連,其右端經(jīng)由鎖緊套14與張 力分布檢測(cè)組件2水平聯(lián)接。此外,為了執(zhí)行柔性膜輸送過(guò)程中總張力的檢測(cè),所述底座忍 軸11的中段外圈沿著周向方向設(shè)置有應(yīng)變式傳感器110,用于執(zhí)行總張力的實(shí)時(shí)檢測(cè)。
[0041] 考慮到包角一定時(shí),柔性膜對(duì)張力測(cè)量棍的壓力與傳感器的電壓值呈線性關(guān)系, 因此應(yīng)變式傳感器所測(cè)的總張力信號(hào)Fo可基于W下公式來(lái)計(jì)算:
[0042] Fo = KUo
[0043] 其中,K表示預(yù)設(shè)的總張力比例系數(shù),Uo表示由所述應(yīng)變式傳感器采集且經(jīng)過(guò)放大 的電壓值。
[0044] 同樣如圖3b所示,該張力分布檢測(cè)單元由模塊化的多個(gè)漉單元首尾連接而成,可 根據(jù)柔性膜的工作段長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行數(shù)量調(diào)整,并且相鄰的漉單元之間優(yōu)選可通過(guò)磁性方式彼 此相連,W適應(yīng)不同寬度及位置柔性膜的張力檢測(cè)需求。此外,在最尾端的漉單元的右端, 還可W設(shè)置有端蓋22,用于完成組裝后的張力分布檢測(cè)組件的密封保護(hù)。具體如圖中所示, 組成張力分布檢測(cè)組件的單個(gè)漉單元可包括包括漉筒201和同軸設(shè)置于該漉筒內(nèi)部的漉忍 軸200,其中該漉筒201與該漉忍軸200的左右兩端均通過(guò)軸承202實(shí)現(xiàn)連接安裝,譬如軸承 202的外圈與漉筒201相連,軸承202內(nèi)圈與漉忍軸210相連,由此使得所述漉筒可繞其軸線 發(fā)生旋轉(zhuǎn);而對(duì)于所述漉筒201而言,它進(jìn)一步包括內(nèi)筒、傳感器基座和多個(gè)柔性傳感器,其 中該內(nèi)筒內(nèi)圈的左右兩端與所述軸承202的外圈連接,該內(nèi)筒的外圈與所述傳感器基座的 內(nèi)圈連接,該傳感器基座的外圈表面設(shè)置有用于安裝柔性傳感器的多個(gè)槽,各個(gè)柔性傳感 器則同時(shí)沿著所述漉筒的軸向和周向分布,并具有網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列,也即形成了呈 行列排布的多個(gè)測(cè)量點(diǎn),由此用于對(duì)柔性膜輸送過(guò)程中的張力分布狀況執(zhí)行檢測(cè)。此外,各 個(gè)漉單元的端部還設(shè)置有信號(hào)采集模塊203,由此執(zhí)行各個(gè)漉單元所對(duì)應(yīng)區(qū)域的張力及其 分布檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)采集及發(fā)射,同時(shí)執(zhí)行軸承202的密封。
[0045] 按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,所述柔性傳感器可設(shè)計(jì)為由兩片聚醋薄膜共同組 成,其中一片聚醋薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照行分布的帶狀導(dǎo)體也即橫向?qū)w組,另外 一片聚醋薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照列分布的帶狀導(dǎo)體也即縱向?qū)w組,運(yùn)兩片聚醋薄 膜的外表面則分別涂布有壓敏半導(dǎo)體材料涂層,運(yùn)些帶狀導(dǎo)體自身的寬度W及行間距等可 W根據(jù)不同的測(cè)量需要來(lái)進(jìn)行調(diào)整;W此方式,當(dāng)運(yùn)兩片聚醋薄膜疊合成一體時(shí),所述橫向 導(dǎo)體組和縱向?qū)w組彼此交叉的點(diǎn)相應(yīng)形成所述網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列;并且當(dāng)外力作用 到測(cè)量點(diǎn)上時(shí),半導(dǎo)體的阻值會(huì)隨外力的變化而成比例變化,由此來(lái)反映測(cè)量點(diǎn)的壓力值。
[0046] 圖4是柔性傳感器執(zhí)行張力分布檢測(cè)時(shí)的原理示意圖。如圖4中所示,可W在漉內(nèi) 設(shè)置柔性膜信號(hào)采集電路,柔性膜信號(hào)采集電路譬如包括放大電路和控制電路,柔性膜纏 繞在測(cè)量漉上后,每一列上的測(cè)量點(diǎn)形成了一圈測(cè)量點(diǎn),按列編號(hào)表示每周測(cè)量點(diǎn)。每個(gè)周 向分布的一列測(cè)量點(diǎn)也即按列編號(hào)的測(cè)量點(diǎn)可W反映出該列位置上經(jīng)過(guò)放大的壓力值,每 一列電壓信號(hào)化是該列上所有測(cè)量點(diǎn)之間放大后的電壓之和,包角大小不同,電壓值也不 同,因此對(duì)于不同包角,系數(shù)Κι的值不同,而當(dāng)包角一定時(shí),旋轉(zhuǎn)時(shí)受壓測(cè)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)不變, 列電壓化不變。相應(yīng)地,在所述控制電路作用下,可W通過(guò)控制列選擇開(kāi)關(guān),由此進(jìn)行循環(huán) 逐圈掃描。將采樣電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后得到每一圈上的放大后的電壓值。
[0047] 同樣根據(jù)壓力與電壓成線性關(guān)系,相應(yīng)推導(dǎo)得出可基于W下的公式來(lái)計(jì)算輸出柔 性膜輸送過(guò)程中的張力分布信號(hào)Fi,F2,的...Fi, . .Fn:
[004引 Fi = KiUi
[0049] 其中,i = l,2,. . .,n且表示所述柔性傳感器的網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列沿著所述漉 筒周向的編號(hào)也即列編號(hào),F(xiàn)袖應(yīng)表示各列測(cè)量點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的張力值;Κι分別表示為各列測(cè)量 點(diǎn)所預(yù)設(shè)的張力分布比例系數(shù),化則表示由各列測(cè)量點(diǎn)采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值。相應(yīng)地, 假設(shè)第i列張力值大于0,而第i+1列張力值等于0,則說(shuō)明基板邊沿位于第i列傳感器上,由 此可W進(jìn)行基板位置的計(jì)算。
[0050] 再次返回圖1,糾偏控制器5用于接收來(lái)自上述張力測(cè)量漉的張力分布狀況檢測(cè) 值,并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算處理后輸出相應(yīng)的控制電壓;驅(qū)動(dòng)電機(jī)4則基于該控制電壓來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng) 的轉(zhuǎn)角,并帶動(dòng)與其輸出軸相連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3同步旋轉(zhuǎn);糾偏框架2則聯(lián)接在張力測(cè)量漉1與 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3之間,并用于將該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為張力測(cè)量漉的糾偏動(dòng)作,由此完成 整體的糾偏過(guò)程。
[0051] 具體如圖5中所示,示范性顯示了張力測(cè)量漉執(zhí)行糾偏操作時(shí)的過(guò)程。如圖所示, 兩個(gè)惰漉和張力軸沿基板進(jìn)給方向展開(kāi)到同一個(gè)平面上,運(yùn)樣當(dāng)張力軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),基板 進(jìn)入張力軸速度離開(kāi)張力軸速度分別為Vl,V2,大小相等,方向如圖所示,則基板在張力漉上 的偏移速為V3:
[0化2] V3 = 2Visin0 ? 2Υ1Θ
[0053]并且薄膜最后運(yùn)動(dòng)到虛線所示的位置,可W實(shí)現(xiàn)的糾偏量為δε:
[0化4] AE = Hsin0*H0
[0055]當(dāng)系統(tǒng)輸入為電壓值U(t)時(shí),輸出為薄膜位移X(t),經(jīng)拉氏變換后,X(s)=U(s)G (S)。因此,可W將糾偏環(huán)節(jié)看做積分環(huán)節(jié)G3(S),直流電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)可近似看做慣性環(huán)節(jié) Gi(s)、G2(s);而反饋環(huán)節(jié)為壓力值計(jì)算得到的偏移量,由于存在采集和計(jì)算時(shí)間,可W看做 是時(shí)滯環(huán)節(jié)G4(S):
[0化6]
[0057] 其中,山,1?,1?也和1'1,了2,了4分別為放大系數(shù)和時(shí)間常數(shù)。
[0058]相應(yīng)地,則系統(tǒng)傳遞函數(shù)優(yōu)選可被設(shè)計(jì)為:
[0化9]
[0060] 下面將參照?qǐng)D6來(lái)解釋說(shuō)明整個(gè)糾偏控制過(guò)程的工藝流程。
[0061] 步驟一:首先,基于如上所述的張力檢測(cè)漉及其計(jì)算公式來(lái)分別獲得柔性膜傳輸 過(guò)程中的總張力和張力分布信號(hào);運(yùn)些信號(hào)被實(shí)時(shí)傳遞至糾偏控制器予W計(jì)算和處理。
[0062] 步驟二:計(jì)算得出張力分布的不均勻度,并根據(jù)該不均勻度來(lái)進(jìn)一步計(jì)算得出柔 性膜在張力測(cè)量漉上的實(shí)際偏移量,相應(yīng)計(jì)算得出糾偏轉(zhuǎn)角。在此步驟中,按照本發(fā)明的一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,所述張力分布的不均勻度V。優(yōu)選可采用W下公式來(lái)計(jì)算:
[0063]
[0064] 此外,所求出的不均勻度V。被用來(lái)與預(yù)設(shè)的不均勻度最大值也即閥值V?ax進(jìn)行比 較,其中當(dāng)V。小于VcMax時(shí),繼續(xù)采用W下公式來(lái)求出糾偏轉(zhuǎn)角Θ:
[00 化]
[0066] 其中,imax表示在所測(cè)張力值非零的所有測(cè)量列中,列號(hào)最大的一列的列編號(hào);d表 示所述柔性傳感器的軸向分布密度,W測(cè)量點(diǎn)間的距離來(lái)表示;imaxd則表示柔性膜邊沿實(shí) 際所在的位置,X0表示纏繞在所述張力測(cè)量軸上的柔性膜自身的基準(zhǔn)邊沿位置,imaxd-X(#J 表示糾偏量AE;H表示所述張力測(cè)量漉與其導(dǎo)向漉之間的距離;
[0067] 而當(dāng)V。大于或等于V?ax時(shí),則將糾偏轉(zhuǎn)角Θ直接設(shè)定等于與所述張力測(cè)量軸自身的 最大轉(zhuǎn)角Qmax。
[006引步驟利用W上步驟所求出的糾偏轉(zhuǎn)角,由糾偏控制器輸出相應(yīng)的控制電壓,并 基于該控制電壓來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)4來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,并帶動(dòng)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3同步旋轉(zhuǎn);糾偏 框架2相應(yīng)將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為張力測(cè)量漉1的糾偏動(dòng)作,由此完成整體的糾偏過(guò) 程。在此步驟中,優(yōu)選可根據(jù)編碼器的反饋進(jìn)行位置閉環(huán)控制,W便進(jìn)一步提高控制精度; 對(duì)電機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行閉環(huán)控制時(shí),還可測(cè)得的值作為位置閉環(huán),W編碼器作的反饋?zhàn)鳛樗?度環(huán)進(jìn)行雙環(huán)控制;并且在位置閉環(huán)控制過(guò)程中,優(yōu)選還可W采用前饋模糊PID算法來(lái)實(shí) 現(xiàn),所述速度閉環(huán)控制過(guò)程優(yōu)選采用比例積分算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0069] 步驟四:待柔性膜在張力測(cè)量漉上橫向糾偏到設(shè)定位置后,將驅(qū)動(dòng)電機(jī)返回至零 位,繼續(xù)返回至步驟一循環(huán)操作。
[0070] 綜上,按照本發(fā)明的柔性膜張力檢測(cè)漉整體結(jié)構(gòu)高度集成,能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性 膜卷繞輸送過(guò)程中總張力和張力分布的同步高精度測(cè)量,并且通過(guò)對(duì)其糾偏控制過(guò)程的算 法和具體處理過(guò)程作出進(jìn)一步的研究和設(shè)計(jì),相應(yīng)與與現(xiàn)有技術(shù)相比可顯著提高最終糾偏 控制的質(zhì)量及精度,并具備結(jié)構(gòu)集成度高、信號(hào)采集準(zhǔn)確、便于操控、適應(yīng)性和可靠性強(qiáng)等 特點(diǎn)。例如,若每個(gè)傳感點(diǎn)面積被設(shè)定為1.613mm2,行列距被設(shè)定為ο. 5mm,在此情況下上述 糾偏控制系統(tǒng)對(duì)于柔性膜的糾偏精度可W達(dá)到〇.5mmW上。
[0071]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解,W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用W 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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),該系統(tǒng)包括張力測(cè)量漉(1)、糾偏框架(2)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (3)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)和糾偏控制器(5),其特征在于: 所述張力測(cè)量漉(1)由水平聯(lián)接成一體的總張力檢測(cè)單元(1A)和張力分布檢測(cè)單元 (1B)共同組成,其中該總張力檢測(cè)單元(11)呈底座的形式,并具有應(yīng)變式傳感器用于對(duì)柔 性膜輸送過(guò)程中的總張力執(zhí)行檢測(cè);該張力分布檢測(cè)單元(1B)由模塊化的多個(gè)漉單元 (120)首尾連接而成,并可根據(jù)柔性膜的工作段長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行數(shù)量調(diào)整;此外,各個(gè)漉單元的 漉筒表面設(shè)置有一層柔性傳感器,該柔性傳感器具有同時(shí)沿著所述漉筒的軸向和周向分布 的網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列,也即形成了呈行和列排布的多個(gè)測(cè)量點(diǎn),由此用于對(duì)柔性膜輸 送過(guò)程中的張力分布狀況執(zhí)行檢測(cè); 所述糾偏控制器(5)用于接收來(lái)自所述張力測(cè)量漉的張力分布狀況檢測(cè)值,并對(duì)其進(jìn) 行計(jì)算處理后輸出相應(yīng)的控制電壓;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)則基于該控制電壓來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn) 角,并帶動(dòng)與其輸出軸相連的所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)同步旋轉(zhuǎn); 所述糾偏框架(2)聯(lián)接在所述張力測(cè)量漉(1)與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)之間,并用于將該傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)(3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為該張力測(cè)量漉(1)的糾偏動(dòng)作,由此完成整體的糾偏過(guò)程。2. 如權(quán)利要求1所述的柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),其特征在于,對(duì)于所述總張力檢測(cè)單 元(1B)而言,其優(yōu)選基于下列公式(一)來(lái)計(jì)算輸出柔性膜輸送過(guò)程中的總張力信號(hào)Fo,其 中K表示預(yù)設(shè)的總張力比例系數(shù),Uo表示由所述應(yīng)變式傳感器采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值: Fo = KUo (一) 而對(duì)于所述張力分布檢測(cè)單元(12)而言,其優(yōu)選基于W下的公式(二)來(lái)計(jì)算輸出柔性 膜輸送過(guò)程中的張力分布信號(hào): Fi = KiUi (二) 其中,i = l,2, ...,n且表示所述柔性傳感器的網(wǎng)格式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列沿著所述漉筒周 向的編號(hào)也即列編號(hào),F(xiàn)袖應(yīng)表示各列測(cè)量點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的張力值;Κι分別表示為各列測(cè)量點(diǎn)所 預(yù)設(shè)的張力分布比例系數(shù),化則表示由各列測(cè)量點(diǎn)采集且經(jīng)過(guò)放大的電壓值。3. 如權(quán)利要求1或2所述的柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),其特征在于,所述柔性傳感器優(yōu) 選由兩片聚醋薄膜共同組成,其中一片聚醋薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照行分布的帶狀導(dǎo) 體也即橫向?qū)w組,另外一片聚醋薄膜的內(nèi)表面鋪設(shè)有多個(gè)按照列分布的帶狀導(dǎo)體也即縱 向?qū)w組,運(yùn)兩片聚醋薄膜的外表面則分別涂布有壓敏半導(dǎo)體材料涂層;W此方式,當(dāng)運(yùn)兩 片聚醋薄膜疊合成一體時(shí),所述橫向?qū)w組和縱向?qū)w組彼此交叉的點(diǎn)相應(yīng)形成所述網(wǎng)格 式壓力感應(yīng)點(diǎn)陣列。4. 如權(quán)利要求2或3所述的柔性膜張力糾偏控制系統(tǒng),其特征在于,所述糾偏控制器(5) 優(yōu)選基于W下過(guò)程來(lái)計(jì)算處理后輸出相應(yīng)的控制電壓: (a)根據(jù)所述張力分布檢測(cè)單元(12)所實(shí)時(shí)輸出的張力分布信號(hào)Fi,F(xiàn)2,F(xiàn)3. . .Fi,. .Fn, 采用W下公式(Ξ)求出張力分布的不均勻度V。:(b)將步驟(a)所求出的不均勻度V。與預(yù)設(shè)的閥值V?ax進(jìn)行比較,其中當(dāng)V。小于V?ax時(shí), 繼續(xù)采用W下公式(四)來(lái)求出糾偏轉(zhuǎn)角9:其中,imax表示在所測(cè)張力值非零的所有測(cè)量列中,列號(hào)最大的一列的列編號(hào);d表示所 述柔性傳感器的軸向分布密度,W測(cè)量點(diǎn)之間的距離來(lái)表示;imaxd則表示柔性膜邊沿實(shí)際 所在的位置,X0表示纏繞在所述張力測(cè)量軸上的柔性膜自身的基準(zhǔn)邊沿位置;Η則表示所述 張力測(cè)量漉與其導(dǎo)向漉之間的距離; 而當(dāng)V。大于或等于V?ax時(shí),則將糾偏轉(zhuǎn)角Θ直接設(shè)定等于與所述張力測(cè)量軸自身的最大 轉(zhuǎn)角max; (C)所述糾偏控制器根據(jù)步驟(b)所求出的糾偏轉(zhuǎn)角Θ來(lái)輸出相應(yīng)的控制電壓,進(jìn)而所 述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4)則基于該控制電壓來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的轉(zhuǎn)角,并帶動(dòng)與其輸出軸相連的所述傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)(3)同步旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】B65H26/04GK105836515SQ201610278083
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】陳建魁, 柯洋, 蔣博
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
網(wǎng)友詢問(wèn)留言 已有0條留言
  • 還沒(méi)有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1