專利名稱：長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長(zhǎng)尺寸材料例如線材或帶材的重繞裝置。
而且，在重繞裝置中(普通例2)，控制部分設(shè)置在普通例1的重繞裝置內(nèi)的供給部分，導(dǎo)致產(chǎn)生誤差信號(hào)。該誤差信號(hào)表示由調(diào)節(jié)棍輸出的張力檢測(cè)信號(hào)和指示調(diào)節(jié)棍參考位置的參考值之間的不同。此后，按照誤差信號(hào)校正速度指示，纏繞部分的轉(zhuǎn)速受到控制，以便恒定調(diào)節(jié)棍位置。另外，在不控制纏繞部分轉(zhuǎn)速的重繞裝置中(普通例3)，隨著時(shí)間的推移，供給部分的轉(zhuǎn)速和纏繞部分的轉(zhuǎn)速采用人工調(diào)整，以使調(diào)節(jié)棍位置保持恒定。
然而，在普通例1和例2所述的重繞裝置中，出現(xiàn)如下問(wèn)題。在供給部分和纏繞部分分別由供給部分電機(jī)和纏繞部分電機(jī)以恒定轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)的情況下，如圖7A所示，隨著時(shí)間的推移，供給部分側(cè)的長(zhǎng)尺寸材料的線速度變慢，這是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，供給部分的長(zhǎng)尺寸材料的纏繞直徑變得比較小，每單位時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)尺寸材料的供給量變得比較少。然而，如圖7B所示，隨著時(shí)間的推移，纏繞部分側(cè)的長(zhǎng)尺寸材料線速度變得較快，這是因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，纏繞部分的長(zhǎng)尺寸材料的纏繞直徑變得比較大，每單位時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)尺寸材料的纏繞量變得更大。
因此，在開(kāi)始重繞長(zhǎng)尺寸材料的時(shí)，為避免拉斷長(zhǎng)尺寸材料，即使精確調(diào)整了供給部分的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)于纏繞部分的轉(zhuǎn)數(shù)比率，供給部分的線速度勢(shì)必逐漸與纏繞部分不同。其結(jié)果，調(diào)節(jié)棍極有可能在滑離線材中心的狀況下工作。因此，張力測(cè)定信號(hào)不代表真正張力，轉(zhuǎn)速不能得到恰當(dāng)?shù)男Ｕ?，最終長(zhǎng)尺寸材料被拉斷。
采用這種方式，在普通例1和例2的重繞裝置中，隨著時(shí)間的推移，一部分的線速度與另一部分的線速度不同。在纏繞具有相當(dāng)厚(不少于約1mm)或者相當(dāng)大的張力(不少于約100g)的線材情況下，在供給部分和纏繞部分之間的線速度的不同不成為一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。然而，在纏繞超細(xì)線材或類似材料的情況下，由于線材的張力或速度略有改變，纏繞的線材會(huì)出現(xiàn)不正常纏繞、拉斷或類似情況。
而且，在普通例3的重繞裝置中，因?yàn)楣┙o部分的轉(zhuǎn)數(shù)和纏繞部分的轉(zhuǎn)數(shù)靠人工調(diào)整，纏繞裝置的操作易出故障。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置包括供給長(zhǎng)尺寸材料的供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體；使供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的供給電機(jī)；纏繞長(zhǎng)尺寸材料的纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體；使纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的纏繞電機(jī)；檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料上產(chǎn)生張力的張力檢測(cè)裝置；檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料速度的速度檢測(cè)裝置；產(chǎn)生第一操作量的第一控制裝置，該裝置根據(jù)張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值的不同，使產(chǎn)生于長(zhǎng)尺寸材料上的張力保持在張力參考值，并向供給電機(jī)供給作為供給電機(jī)操作量的第一操作量。使產(chǎn)生于長(zhǎng)尺寸材料上的張力保持在某一張力參考值；產(chǎn)生第二操作量的第二控制裝置，該裝置根據(jù)速度參考值和由速度檢測(cè)裝置測(cè)定的速度測(cè)定值的不同，使長(zhǎng)尺寸材料的速度保持在某一速度參考值，并向纏繞電機(jī)供給作為纏繞電機(jī)操作量的第二操作量。
按照本發(fā)明，第一控制裝置產(chǎn)生第一操作量，按照張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之間的不同，第一控制裝置使長(zhǎng)尺寸材料的張力保持在張力參考值。此后，第一操作量作為供給電機(jī)操作量提供給供給電機(jī)。第二控制裝置產(chǎn)生第二操作量，按照速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值之間的不同，該裝置使長(zhǎng)尺寸材料的速度保持在速度參考值。此后，第二操作量作為纏繞電機(jī)操作量提供給纏繞電機(jī)。因?yàn)殚L(zhǎng)尺寸材料的張力和速度均受到恒定控制，即使長(zhǎng)尺寸材料的張力和線速度稍有改變，也能夠防止長(zhǎng)尺寸材料的不正常纏繞和拉斷，因此，無(wú)需人工操作，長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置也能夠穩(wěn)定重繞超細(xì)線材或類似材料。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，張力檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置分別設(shè)置在供給側(cè)和纏繞側(cè)，第一控制裝置接收由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值，根據(jù)速度測(cè)定值和第一操作量快速響應(yīng)于長(zhǎng)尺寸材料的速度和張力的變化產(chǎn)生控制電機(jī)的第三操作量，并且向供給電機(jī)輸送作為供給電機(jī)操作量的第三操作量。
按照優(yōu)選實(shí)旋例，根據(jù)第一操作量和由設(shè)置在纏繞側(cè)的速度檢測(cè)裝置輸入的速度測(cè)定值，第一控制裝置產(chǎn)生第三操作量，第三操作量迅速響應(yīng)于長(zhǎng)尺寸材料的速度和張力的改變來(lái)控制電機(jī)。此后，第三操作量作為供給電機(jī)操作量提供給供給電機(jī)。換句話說(shuō)，因?yàn)榘ㄋ俣葴y(cè)定值的第三操作量提供給供給電機(jī)，供給電機(jī)也以與速度測(cè)定值相關(guān)的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。因此，在供給側(cè)和纏繞側(cè)的各自的線速度均不變，即使在穩(wěn)定重繞時(shí)，也能夠防止不正常的纏繞。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置包括供給長(zhǎng)尺寸材料的供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體；使供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的供給電機(jī)；纏繞長(zhǎng)尺寸材料的纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體；使纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的纏繞電機(jī)；檢測(cè)產(chǎn)生于長(zhǎng)尺寸材料上的張力的張力檢測(cè)裝置；檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料速度的速度檢測(cè)裝置；為了向纏繞電機(jī)供給作為其操作量的第一操作量，第一控制裝置產(chǎn)生第一操作量，第一操作量按照張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之間的不同，使長(zhǎng)尺寸材料上產(chǎn)生的張力保持在張力參考值；為了向供給電機(jī)供給作為其操作量的第二操作量，第二控制裝置產(chǎn)生第二操作量，第二操作量基于速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值的不同，使長(zhǎng)尺寸材料上的速度保持在參考值。
按照本發(fā)明，第一控制裝置產(chǎn)生第一操作量，第一操作量基于張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之間的不同，使長(zhǎng)尺寸材料的張力保持在張力參考值。此后，作為纏繞電機(jī)操作量的第一操作量提供給纏繞電機(jī)。第二控制裝置產(chǎn)生第二操作量，第二操作量按照速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值的不同，使長(zhǎng)尺寸材料的速度保持在速度參考值。此后，第二操作量作為供給電機(jī)操作量提供給供給電機(jī)。因?yàn)殚L(zhǎng)尺寸材料的張力和速度均受到恒定控制，即使長(zhǎng)尺寸材料的張力和線速度稍有改變，也能夠避免長(zhǎng)尺寸材料不正常纏繞和破壞長(zhǎng)尺寸材料。從而，無(wú)需手工操作長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置就能夠穩(wěn)定地重繞超細(xì)線材或類似材料。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，張力檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置分別設(shè)置在纏繞側(cè)和供給側(cè)，第一控制裝置接收通過(guò)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值，為了向纏繞電機(jī)供給作為纏繞電機(jī)操作量的第三操作量，按照速度測(cè)定值和第一操作量產(chǎn)生迅速響應(yīng)于長(zhǎng)尺寸材料的速度和張力的變化來(lái)控制電機(jī)的第三操作量。
按照本實(shí)施例，第一控制裝置產(chǎn)生第三操作量，第三操作量根據(jù)第一操作量和由設(shè)置在供給側(cè)的速度檢測(cè)裝置輸入的速度測(cè)定值并且迅速響應(yīng)長(zhǎng)尺寸材料的速度和張力的變化控制電機(jī)。此后，第三操作量作為纏繞電機(jī)操作量供給電機(jī)。換言之，因?yàn)榘俣葴y(cè)定值的第三操作量供給纏繞電機(jī)，纏繞電機(jī)也以與速度測(cè)定值關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速被驅(qū)動(dòng)。因此，在供給側(cè)和纏繞側(cè)的每個(gè)線速度是恒定的。此外，即使在穩(wěn)定重繞時(shí)，也能夠杜絕不正常的纏繞長(zhǎng)尺寸材料。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，相對(duì)于重繞開(kāi)始期間，所設(shè)定的速度參考值應(yīng)使得長(zhǎng)尺寸材料的速度逐漸變快，在重繞期間保持恒定，在重繞結(jié)束期間逐漸變慢。
按照本實(shí)施例，因?yàn)殚L(zhǎng)尺寸材料的速度受到控制，使其在重繞開(kāi)始期間逐漸變快，在重繞期間保持恒定，在重繞結(jié)束期間逐漸變慢，以在重繞全過(guò)程中實(shí)現(xiàn)正常的纏繞。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)定的張力參考值，使產(chǎn)生于長(zhǎng)尺寸材料上的張力隨著長(zhǎng)尺寸材料重繞時(shí)間的推移逐漸變大。
按照本實(shí)施例，因?yàn)殚L(zhǎng)尺寸材料的張力被控制成使其逐漸變大，能夠?qū)崿F(xiàn)重繞過(guò)程的正常纏繞。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，張力檢測(cè)裝置包括與長(zhǎng)尺寸材料接觸的壓緊元件；響應(yīng)于壓緊元件垂直方向位置而輸出張力測(cè)定值的傳感器；沿垂直方向自由地移動(dòng)壓緊元件的引導(dǎo)裝置；一根彈簧，為了向長(zhǎng)尺寸材料施加張力，彈簧總是向上或向下對(duì)壓緊元件施加偏壓。
按照本實(shí)施例，因?yàn)槭褂昧藟壕o元件、傳感器、引導(dǎo)裝置和彈簧的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)張力的調(diào)整和檢測(cè)。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，速度檢測(cè)裝置包括隨長(zhǎng)尺寸材料的移動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)并在其外表面等間隔的設(shè)置若干個(gè)孔的圓柱體；向圓柱體孔輻射光的光幅射部分；通過(guò)圓柱體孔接收光的光接收部分；脈沖發(fā)生器，為了按照速度測(cè)定值輸出脈沖信號(hào)，脈沖發(fā)生器基于由光接收部分輸出的光信號(hào)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。
按照本實(shí)施例，使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的圓柱體、光幅射部分、光接收部分和脈沖發(fā)生器的這些簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，就能夠檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料的速度。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，第一控制裝置包括基于張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之不同產(chǎn)生誤差信號(hào)的第一誤差放大器；第一比例和積分電路，該電路執(zhí)行由第一誤差放大器產(chǎn)生的誤差信號(hào)輸出的比例和積分過(guò)程，以便獲得第一操作量；計(jì)算單元，該計(jì)算單元把通過(guò)速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值附加到第一操作量輸出或者減去由第一比例加整電路產(chǎn)生的第一操作量輸出。
按照本實(shí)施例，由于使用誤差放大器，比例和積分(proportional-plus-integral)電路和計(jì)算單元這種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，能夠控制長(zhǎng)尺寸材料的張力，以獲得長(zhǎng)尺寸材料的張力參考值。
在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，第二控制裝置包括按照速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值之間的不同產(chǎn)生誤差信號(hào)的第二誤差放大器；第二積分和比例(integral-plus-proportional)電路，該電路執(zhí)行由第二誤差放大器產(chǎn)生的誤差信號(hào)輸出的積分和比例過(guò)程，以便獲得第二操作量。
按照本實(shí)施例，由于采用了誤差放大器和比例和積分電路，長(zhǎng)尺寸材料的速度得到控制，便能獲得長(zhǎng)尺寸材料的速度參考值。
圖2是按照第一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置設(shè)置的供給部分變換器和纏繞部分變換器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
圖3展示調(diào)節(jié)棍參考值隨時(shí)間的變化圖。
圖4展示從纏繞線材開(kāi)始至結(jié)束，速度指示值、線速度檢測(cè)值、供給部分電機(jī)轉(zhuǎn)速和纏繞部分電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化圖。
圖5展示的是按照第二個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是設(shè)置到第二個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的供給部分變換器和纏繞部分變換器的結(jié)構(gòu)圖。
圖7A展示的是供給部分側(cè)的線材的線速度隨重繞過(guò)去的時(shí)間變化圖。
圖7B展示的是纏繞部分側(cè)的線速度隨重繞過(guò)去的時(shí)間變化圖。
(第一實(shí)施例)

圖1展示的是第一實(shí)施倒的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖1展示的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置由線材1、供給部分2、供給部分電機(jī)3、供給部分變換器4、纏繞部分5、纏繞部分電機(jī)6、纏繞部分變換器7、張力檢測(cè)裝置8、線速度檢測(cè)裝置9和滾軸21至25構(gòu)成。線材1是線狀或帶狀長(zhǎng)尺寸材料。供給部分2是向纏繞部分5供給線材1的供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體。供給部分電機(jī)3是使供給部分2旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。供給部分變換器4是控制供給部分電機(jī)3的第一控制裝置。纏繞部分5是由供給部分2供給的線材1纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體纏繞。纏繞電機(jī)6是使纏繞部分5旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。纏繞變換器7是控制纏繞部分電機(jī)6轉(zhuǎn)動(dòng)的第二控制裝置。張力檢測(cè)裝置8設(shè)置在供給部分2右側(cè)，纏繞線材1時(shí)用來(lái)檢測(cè)其上所產(chǎn)生的張力的張力檢測(cè)裝置。線速檢測(cè)裝置9設(shè)置在纏繞部分5左側(cè)，用來(lái)檢測(cè)線材1的線速度的速度檢測(cè)裝置，在線材1的路徑上設(shè)置多個(gè)控制器21至25。
線材1是具有例如直徑為φ0.05毫米的超細(xì)線材。供部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸3a安裝在供給部分2的孔2a上，以便供給部分2能夠自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，在開(kāi)始重繞線材1時(shí)，線材1完全環(huán)繞供給部分2被纏繞。供部分電機(jī)3驅(qū)動(dòng)供給部分2，以把線材1送出供給部分2。供給部分電機(jī)3是交流電機(jī)例如感應(yīng)電機(jī)。
張力檢測(cè)裝置8(調(diào)節(jié)棍)安裝在供給部分2和纏繞部分5之間，更具體地說(shuō)，是在滾軸22和滾軸23(供給部分側(cè))之間。張力檢測(cè)裝置8吸收線材1的張力，并且響應(yīng)于模擬電壓所對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)棍位置測(cè)量線材1的張力。此后，具有0至10V電壓值的模擬電壓作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS輸出到供給部分變換器4。
張力測(cè)量裝置8包括壓緊元件8a、張力傳感器8b、導(dǎo)向器8c和伸縮彈簧8d。張力測(cè)量裝置8安裝在滾軸22和滾軸23之間柱形壓緊元件8a是一個(gè)與線材1接觸的調(diào)節(jié)棍。張力傳感器8b將壓緊元件8a的垂直方向位置轉(zhuǎn)換成與該位置成正比例的電信號(hào)。需要注意的是線材1與壓緊元件8a的上側(cè)接觸。因?yàn)閴壕o元件8a的軸插入相對(duì)于導(dǎo)向元件8c的支承面8e作垂直方向延伸的槽8f內(nèi)，故壓緊元件8a可在8f范圍內(nèi)上下移動(dòng)。為了向線材1施加張力，壓緊元件8a總是被伸縮簧8d朝向上方施以偏壓。隨著線材1的張力逐漸增強(qiáng)，調(diào)節(jié)棍，即壓緊元件8a向下移動(dòng)，隨著線材1的張力逐漸變?nèi)酰瑝壕o元件8a向上移動(dòng)。在本實(shí)施例中，線材1具有適當(dāng)?shù)膹埩r(shí)，調(diào)節(jié)彈簧8d的強(qiáng)度，以使壓緊元件8a位于槽8f中部。
張力傳感器8b也被稱作與壓緊元件8a關(guān)聯(lián)的位置傳感器。如圖2所示，張力傳感器8b例如由可變電阻器29、可移動(dòng)接觸元件26和低通過(guò)過(guò)濾器27組成。張力傳感器8b將壓緊元件的位置轉(zhuǎn)換成于與該位置相對(duì)應(yīng)的模擬電壓，并且把作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS的模擬電壓值(張力測(cè)定值Vt)輸出到供給部分變換器4。壓緊元件8a的位置與張力測(cè)定值Vt成正比?？勺冸娮杵?9連接于電源終端28和地面之間。可變換接觸元件26與壓緊元件8a的位置成正比例的移動(dòng)，然而，可變換接觸元件26使用可變電阻器29將壓緊元件8a的位置轉(zhuǎn)換成與該位置成比例的電壓Vp，并且把作為包含短循環(huán)振動(dòng)的張力測(cè)定信號(hào)Ts的電壓Vp輸出到低通過(guò)過(guò)濾器27，低通過(guò)過(guò)濾器27消除由可變換觸元件26產(chǎn)生的張力測(cè)定信號(hào)TS的高頻部分。并且輸出0至10V之間的平穩(wěn)模擬電壓值，即作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS的張力測(cè)定值Vt。在本實(shí)施例中，因?yàn)閺埩y(cè)定值Vt與線材1的張力成反比，隨著線材1張力變得比較強(qiáng)，張力測(cè)定值Vt進(jìn)一步降低。表示調(diào)節(jié)棍參考位置的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1預(yù)先設(shè)置在調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10內(nèi)，調(diào)節(jié)棍參考值Vr1被輸出到供給部分變換器4。
如圖1所示，供給部分變換器4與供給部分電機(jī)3和調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10連接。在供給部分變換器4內(nèi)，比例和積分(下面稱作PI)控制是基于誤差信號(hào)做出的。而誤差信號(hào)表示調(diào)節(jié)棍參考值Vr1的輸出和張力檢測(cè)值Vt的輸出兩者之間的不同，這里的調(diào)節(jié)棍參考Vr1是由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10輸出的，張力測(cè)定值Vt的是作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS由張力測(cè)量裝置8輸出的。據(jù)此，總是需要調(diào)整調(diào)節(jié)棍的位置。以便獲得調(diào)節(jié)棍參考值Vr1(調(diào)節(jié)棍位置恒定控制)。實(shí)際上，確定施于供給部分電機(jī)3的正弦波交流電壓的輸出頻率，是為了能夠以調(diào)節(jié)棍參考值Vr1保持調(diào)節(jié)棍的位置。此時(shí)，如果頻率改變，電壓也隨頻率的改變而改變。
纏繞部分5具有半徑為R的柱形纏繞部分。纏繞部分電機(jī)6的旋轉(zhuǎn)軸6a安裝到旋轉(zhuǎn)部分5的孔5a內(nèi)，以使纏繞部分5能夠自由地旋轉(zhuǎn)。然而，在開(kāi)始重繞線材1時(shí)，纏繞部分5未纏繞線材1。纏繞部分電機(jī)6驅(qū)動(dòng)纏繞部分5，使得線材1環(huán)繞纏繞部分5被纏繞。纏繞部分電機(jī)6是交流電機(jī)，例如是感應(yīng)電機(jī)，并且與纏繞部分變換器7相連接。纏繞部分變換器7控制施于纏繞部分電機(jī)6的正弦波交流電壓的頻率，以便控制纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速。
線速檢測(cè)裝置9檢測(cè)線材1的線速度。線速度檢測(cè)裝置9設(shè)置在張力檢測(cè)裝置8和纏繞部分5之間，并與線材1和滾軸24加壓接觸。線速度檢測(cè)裝置9例如是脈沖發(fā)生器編碼器(下面是指PG編碼器)，如圖2所示，PG編碼器由圓柱體9a，光發(fā)射部分9c、光接收部分9d和脈沖發(fā)生器9e組成，圓柱體按照線材1的移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，并且在其外表面等間隔的設(shè)置多個(gè)孔9b。光發(fā)射部分9c向圓柱體9a的孔9b發(fā)射光線。光接收部分9d接收通過(guò)圓柱體9a上的孔9b的光線。脈沖發(fā)生器9e根據(jù)來(lái)自光接收部分9d的光信號(hào)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。采用這種結(jié)構(gòu)，脈沖信號(hào)的脈沖數(shù)正比于圓柱體9a的轉(zhuǎn)數(shù)，圓柱體9a的轉(zhuǎn)數(shù)正比于線材1線速度。為此，線材1的線速度通過(guò)脈沖信號(hào)的脈沖數(shù)予以測(cè)量。由線速度測(cè)量裝置9測(cè)得的脈沖信號(hào)作為線速度測(cè)定信號(hào)LS輸出到纏繞部分變換器7。
線材1的速度指示值Vr2預(yù)先設(shè)定在速度指示裝置11內(nèi)，速度指示值Vr2輸出到纏繞部分變換器7。
如圖1所示，纏繞部分變換器7與纏繞部分電機(jī)6和速度指示裝置11連接。然而，脈沖電壓作為由線速度檢測(cè)裝置9測(cè)得的線速度測(cè)定信號(hào)LS的輸出被轉(zhuǎn)換為具有0至10V之間(未顯示)的模擬電壓(線速度測(cè)定值Vv)。在纏繞部分變換器7內(nèi)，根據(jù)誤差信號(hào)實(shí)施PI控制，而誤差的信號(hào)表示由速度指示裝置11檢測(cè)的速度指示值Vr2的輸出和由線速度檢測(cè)裝置9檢測(cè)的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)定值Vv的輸出二者之間的差異。據(jù)此，需調(diào)整線材1的線速度，從而總能夠獲得速度指示值Vr2(速度恒定控制)。實(shí)際上，確定施于纏繞部分電機(jī)6的正弦波交流電壓的輸出頻率，是為了使線材1的線速度符合線速度指示值Vr2。此時(shí)，當(dāng)頻率發(fā)生變化，電壓也隨著頻率的變化而改變。
下面，將參照?qǐng)D2說(shuō)明供給部分變換器4和纏繞變換器7的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
纏繞部分變換器7由誤差放大器41和與誤差放大器41相連接的PI電路42構(gòu)成，誤差放大器41的非變換輸入終端與線速度指示裝置9連接，誤差放大器41的變換輸入終端與速度指示裝置11連接。需注意的是，脈沖電壓作為線速度檢測(cè)裝置9檢測(cè)的線速度測(cè)定信號(hào)LS的輸出被轉(zhuǎn)換為模擬電壓，(線速度測(cè)定值Vv)(未顯示)。此后，具有0至10V電壓值的模擬電壓輸出到誤差放大器41的非變換輸入終端。同時(shí)，線速度測(cè)定值Vv作為線速度指示信號(hào)LSS輸出到供給部分變換器4。誤差放大器41產(chǎn)生誤差信號(hào)ΔVe2＝Vv-Vr2，誤差信號(hào)ΔVe2表示作為由線速度檢測(cè)裝置9檢測(cè)的線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)定值Vv的輸出和由線速度指示裝置11檢測(cè)的速度指示值Vr2的輸出二者之間的差異。具有預(yù)定恒定時(shí)間的PI電路42執(zhí)行來(lái)自誤差放大器41的誤差信號(hào)？Ve2輸出的PI過(guò)程，并向纏繞部分電機(jī)6輸出操作量fd。應(yīng)當(dāng)注意的是，PI電路42按照操作量fd，輸出的頻率值與誤差信號(hào)ΔVe2的PI值成正比。從而所述操作量fd迅速地響應(yīng)于線速度測(cè)定值Vv的變化。
供給部分變換器4由誤差放大器31、與誤差放大器引相連接的PI電路32、與PI電路32和纏繞部分變換器7相連接的計(jì)算單元33組成。誤差放大器31的非變換輸入終端與張力傳感器86連接，誤差放大器31的變換輸入終端與調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10連接。誤差放大器31產(chǎn)生誤差信號(hào)ΔVe1＝Vt-Vr1，該誤差信號(hào)ΔVe1表示張力測(cè)定值Vt的輸出和調(diào)節(jié)棍參考值Vr1的輸出二者之間的差異，而所述的張力測(cè)定值Vt作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS是由張力傳感器8b輸出的，調(diào)節(jié)棍參考值Vr1是由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10輸出的。具有預(yù)定的恒定時(shí)間的PI電路32執(zhí)行由誤差放大器31輸出的誤差信號(hào)？Ve1輸出的PI過(guò)程，并且向計(jì)算單元33輸出操作量fa。需注意的是，PI電路32輸出的作為操作量fa的頻率值正比于誤差信號(hào)ΔVe1的PI值。
計(jì)算單元33添加操作量fa和fb，以獲得操作量fc。操作量fa是由PI電路32輸出的頻率值，操作量fb是頻率值，該頻率值作為由纏繞部分變換器7輸出的線速度指示信號(hào)LSS正比于線速度測(cè)定值Vv。操作量fc輸出到供給部分電機(jī)3。因?yàn)椴僮髁縡b反映線材1的真實(shí)線速度，它成為相對(duì)于供給部分變換器4的速度指示值。
在張力測(cè)量值Vt高于調(diào)節(jié)棍參考值Vr1的情況下，操作量fa為正值。因此，鑒于由計(jì)算單元33產(chǎn)生的操作量fc輸出值比操作量fb大，供給部分電機(jī)3被加速控制。此時(shí)，在張力測(cè)定值Vt比調(diào)節(jié)棍參考值Vr1低的情況下，操作量fa為負(fù)值。如果由計(jì)算單元33產(chǎn)生的操作量fc輸出值比操作量fb小，供給部分電機(jī)3被減速控制。
下面，將結(jié)合圖4說(shuō)明具有第一個(gè)實(shí)例所述結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的操作。圖4表示從纏繞線材開(kāi)始至結(jié)束的速度指示值Vr2、線速度測(cè)定值Vv、供給部分電機(jī)轉(zhuǎn)速F1和纏繞電機(jī)轉(zhuǎn)速F2隨時(shí)間變化情況。
首先，纏繞部分變換器7按照操作量fd向纏繞部分電機(jī)6輸送頻率值。該頻率值正比于誤差信號(hào)PI值，誤差信號(hào)PI值表示由速度指示裝置11產(chǎn)生的速度指示值Vr2的輸出和由線速度檢測(cè)裝置9產(chǎn)生的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)定值Vv的輸出二者之間的差異。其結(jié)果，線材1的線速度受到控制，所以總能獲得速度指示值Vr2。由于線速度受到控制，故在時(shí)間t1和時(shí)間t2內(nèi)線速度是不變的。
如圖4所示，從時(shí)間t0至t1，設(shè)定的速度指示值Vr2(重繞開(kāi)始期間)逐漸升高，從時(shí)間t1至t2(重繞期間)保持恒定值，從時(shí)間t2至t3(重繞結(jié)束期間)逐漸降低。所以，速度測(cè)定值Vv從時(shí)間t0至t1逐漸上升，從時(shí)間t1至t2保持恒定值E21，然后從時(shí)間t2至t3逐漸降低。
另外，在重繞開(kāi)始期間，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)度F2與供給電機(jī)3的轉(zhuǎn)速F1成正比例的增加，并且在時(shí)間t1上升至預(yù)定速度F2。在重繞期間，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速F2隨著纏繞部分5內(nèi)的線材1的纏繞直徑增大而逐漸下降，并且在時(shí)間t2點(diǎn)達(dá)到預(yù)定速度F22。應(yīng)當(dāng)注意的是，在重繞期間，如果將纏繞部分5的轉(zhuǎn)速設(shè)為恒定值，如圖7B所示，在纏繞部分側(cè)的線材1的線速度將隨重繞已通過(guò)的時(shí)間的推移逐漸上升。鑒此，在本實(shí)施例中，重繞期間為使線材1的線速度保持在恒定值E21，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速F2應(yīng)逐漸降低。在時(shí)間t2及其后，即在結(jié)束線材1的纏繞時(shí)，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速F2從預(yù)定速度F22逐漸降低。
同時(shí)，在供給部分側(cè)，PI電路32向計(jì)算單元33傳輸作為操作量fa的頻率值。該頻率值正比于誤差信號(hào)PI值，該誤差信號(hào)PI值表示由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10產(chǎn)生的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1的輸出和由張力檢測(cè)裝置8產(chǎn)生的作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)得信號(hào)DS的張力測(cè)定值Vt的輸出二者之間的不同。其結(jié)果，調(diào)節(jié)棍位置被恒定，以便一直能夠獲得調(diào)節(jié)棍參考值Vr1。所以被控制的調(diào)節(jié)棍位置是恒定的。
另外，供給部分變換器4的計(jì)算單元33附加操作量fa和fb，以便獲得操作量fc。操作量fa是由PI電路32輸出的頻率值，操作量fb是由纏繞部分變換器7產(chǎn)生的作為線速度指示信號(hào)LSS的并且正比于線速度測(cè)得值Vv的頻率值。操作量fc輸出到纏繞部分電機(jī)3。因此，供給部分變換器4按照線速度測(cè)定值Vv和誤差信號(hào)確定施加到供給部分電機(jī)3的正弦波交流電壓輸出頻率值，所述誤差信號(hào)表示調(diào)節(jié)棍參考值Vr1和張力測(cè)定值Vt之間的不同。此時(shí)，若頻率改變，電壓也隨頻率的改變而改變。所以，操作量fc迅速響應(yīng)于張力測(cè)定值Vt和線速度測(cè)定值Vv的變化。
此時(shí)，供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)速F1在時(shí)間t1上升至預(yù)定速度F11，在重繞期間，隨著在供給部分2上的線材1的纏繞直徑的減小而逐漸上升，在時(shí)間t2達(dá)到預(yù)定速度F12。應(yīng)注意的是，在重繞期間，如果供給部分2的轉(zhuǎn)速設(shè)為恒定值，如圖7A所示，那么在供給部分側(cè)的線材1的線速度隨著重繞時(shí)間的推移而逐漸降低。因此，在重繞期間，本實(shí)施例中的供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)逐漸上升，以便在供給部分側(cè)上的線材1的線速度保持恒定。
在時(shí)間t2及其后，也就是說(shuō)在線材1纏繞結(jié)束時(shí)，供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)速F1由預(yù)定速度F12逐漸下降。
按照第一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，因?yàn)樵诠┙o部分側(cè)的調(diào)節(jié)棍位置受到恒定的控制，并且在纏繞部分側(cè)的線材1的速度也受到恒定的控制，即使在纏繞超細(xì)線材時(shí)，線材1的張力和線速度稍有改變，也能夠防止線材1的不正常纏繞和斷裂。從而，能夠穩(wěn)定地纏繞超細(xì)線材或類似材料。
另外，供給部分變換器4纏繞部分變換器7相關(guān)聯(lián)。即，響應(yīng)于實(shí)際線速度的線速度測(cè)定值Vv由纏繞部分變換器7輸入到供給部分變換器4，使供給部分變換器4以與實(shí)際線速度關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)供給部分電機(jī)3。鑒此，相對(duì)于穩(wěn)定的重繞期間來(lái)說(shuō)，因?yàn)楣┙o部分的線速度值和纏繞部分側(cè)的線速度值相同，能夠杜絕不正常纏繞。
在重繞開(kāi)始期間，當(dāng)纏繞部分側(cè)的速度指示值Vr2緩和上升時(shí)，纏繞部分側(cè)的實(shí)際線速度也逐漸上升。然而，在重繞結(jié)束期間，當(dāng)纏繞部分側(cè)的速度指示值Vr2緩和下降時(shí)，纏繞部分側(cè)的實(shí)際線速度也緩和下降。另外，纏繞部分側(cè)的實(shí)際線速度作為線速度指示信號(hào)LSS被輸入到供給部分，以使供給部分的與纏繞側(cè)的線速度關(guān)聯(lián)的線速度也逐漸上升和下降。鑒此，在重繞開(kāi)始期間或重繞結(jié)束期間，即使供給部分2的轉(zhuǎn)數(shù)和纏繞部分5的轉(zhuǎn)數(shù)出現(xiàn)瞬時(shí)的改變，也能夠防止拉斷線材1例如超細(xì)線。
另外，與調(diào)節(jié)棍位置恒定控制、線速度恒定控制有關(guān)的張力恒定控制的實(shí)施，甚至能夠穩(wěn)定地纏繞超細(xì)線材或類似材料，最終免去了手工操作。
考慮下面的兩種方法作為關(guān)聯(lián)纏繞部分5的線速度和供給部分2的線速度的另一種方法(a)輸入頻率值fc的方法，頻率值作為速度指示值，由供給部分變換器4輸送到供給部分電機(jī)3和纏繞部分電機(jī)6；(b)輸入頻率值fd的方法，頻率值作為速度指示值，由供給部分變換器7輸送到供給部分電機(jī)3和纏繞部分電機(jī)6。
采用兩種方法(a)和(b)，由管理部分變換器輸出的頻率值按照速度指示輸入到管理部分電機(jī)和隨動(dòng)部分電機(jī)。在本發(fā)明中，隨著時(shí)間的推移，為使重繞期間的長(zhǎng)尺寸材料線速度和張力恒定不變，所述速度指示必須增大供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)速，并且降低纏繞部分電機(jī)5的轉(zhuǎn)速。然而，隨著重繞時(shí)間的推移，頻率值fc增大方法(a)中的兩種轉(zhuǎn)速，并且頻率值fd減小方法(b)中的兩種轉(zhuǎn)速。
如上所述，隨著重繞時(shí)間的推移，在相同行程中，通過(guò)使用頻率值改變兩種轉(zhuǎn)速以互鎖兩個(gè)繞線盤(pán)的線速度是不合適的。因此，在本實(shí)施例中，通過(guò)使用被控制的線速度測(cè)定值Vv，供給部分2的線速度與纏繞部分5的線速度實(shí)現(xiàn)互鎖，這樣便可以始終保持恒定值，能夠?qū)崿F(xiàn)恒定的重繞。
另外，如圖3所示，從時(shí)間t1到時(shí)間t2的重繞線材期間，可在調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10內(nèi)設(shè)定調(diào)節(jié)棍參考值Vv1，以便逐步降低調(diào)節(jié)棍參考值Vr1。其結(jié)果，產(chǎn)生逐步降低圖1中線材1的張力的操作量fc，從而使線材1的張力與調(diào)節(jié)棍參考值Vr1成比例的下降。即隨著重繞時(shí)間的推進(jìn)，降低線材1的張力，以實(shí)現(xiàn)有規(guī)律地重繞線材。(第二實(shí)施例)圖5是按照第二實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的結(jié)構(gòu)圖。第二實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置與第一實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置不同之處有以下幾點(diǎn)。線速度檢測(cè)裝置9和速度指示裝置11設(shè)置在供給部分側(cè)，張力檢測(cè)裝置8和調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10設(shè)置在纏繞部分側(cè)。然而，線速度指示信號(hào)LSS由供給部分變換器4a輸入到纏繞部分變換器7a。應(yīng)當(dāng)注意的是，圖5所示其它結(jié)構(gòu)均與圖1所示的第一實(shí)施例相同，并且同樣的部件以同樣的數(shù)字標(biāo)號(hào)表示，其中的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)予以忽略。
線速度檢測(cè)裝置9設(shè)置在滾軸21和23之間，與線材1和滾軸22貼緊接觸。線速度檢測(cè)裝置9把作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的脈沖信號(hào)輸出到供給部分變換器4a。線材1的速度指示值Vr2預(yù)先設(shè)置在速度指示裝置11內(nèi)，速度指示值Vr2輸出到供給部分變換器4a。
供給部分變換器4a與供給部分電機(jī)3連接。然而，由線速度檢測(cè)裝置9產(chǎn)生的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的脈沖信號(hào)輸出被轉(zhuǎn)換為具有0至10V的模擬電壓值(線速度測(cè)定值Vv)(未示出)。因?yàn)楣┙o部分變換器4a根據(jù)誤差信號(hào)實(shí)施PI控制，所述誤差信號(hào)表示由速度指示裝置11產(chǎn)生的速度指示值Vr2的輸出和由線速度檢測(cè)裝置9檢測(cè)的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)測(cè)定值Vv的輸出二者之間的不同。調(diào)整線材1的線速度，以便總能夠獲得速度指示值Vr2(速度恒定控制)。具體地說(shuō)，確定施加到供給部分電機(jī)3的正弦波交流電壓輸出頻率，以使線材1的線速度變成速度指示值Vr2。此時(shí)，當(dāng)頻率改變時(shí)，電壓也隨頻率的改變而改變。
張力測(cè)量裝置8設(shè)置在滾軸24和25之間。張力檢測(cè)裝置8吸收線材1的張力，響應(yīng)于調(diào)節(jié)棍位置的線材1的張力作為模擬電壓予以檢測(cè)。此后，具有0至10V的模擬電壓值作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS輸出到供給部分變換器4。表示調(diào)節(jié)棍參考位置的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1事前設(shè)定在調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10內(nèi)，調(diào)節(jié)棍參考值Vr1輸出到纏繞部分變換器7a。
纏繞部分變換器7a與纏繞部分電機(jī)b連接。纏繞部分變換器7a基于誤差信號(hào)實(shí)施PI控制，該誤差信號(hào)表示由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10產(chǎn)生的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1輸出和由張力檢測(cè)裝置8產(chǎn)生的作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS的張力測(cè)定值Vt輸出二者之間的不同。為此，需調(diào)整調(diào)節(jié)棍位置，以便一直獲得調(diào)節(jié)棍參考值Vr1(調(diào)節(jié)棍位置恒定控制)。具體而言，確定施于纏繞部分電機(jī)6的正弦波交流電壓的輸出頻率，以始終按照調(diào)節(jié)棍參考值Vr1保持調(diào)節(jié)棍位置。此時(shí)，如果頻率改變，電壓也隨其改變。
下面，將結(jié)合圖6說(shuō)明供給部分變換器4a和纏繞部分變換器7a的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
供給部分變換器4a由誤差放大器41和與誤差放大器連接的PI電路42組成。誤差放大器41的非變換輸入終端與線速度檢測(cè)裝置9相連接，誤差放大器41的變換輸入終端與速度指示裝置11相連接。這里，脈沖電壓輸出作為由線速度檢測(cè)裝置9產(chǎn)生的線速度測(cè)定信號(hào)LS被轉(zhuǎn)換為模擬電壓(線速度測(cè)定值Vv)(未示出)。此后，具有數(shù)值為0至10V的模擬電壓輸出到誤差放大器41的非變換輸入終端。同時(shí)，線速度測(cè)定值Vv作為線速度指示信號(hào)LSS輸出到纏繞部分變換器7a。誤差放大器41產(chǎn)生誤差信號(hào)ΔVe2＝Vv-Vr2，誤差信號(hào)ΔVe2表示由線速度檢測(cè)裝置9產(chǎn)生的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)定值Vv輸出和由速度指示裝置11產(chǎn)生的速度指示值Vr2輸出之間的差異。具有不變的預(yù)定時(shí)間的PI電路42對(duì)來(lái)自誤差放大器41的誤差信號(hào)ΔVe2執(zhí)行PI程序，以便向供給部分電機(jī)3輸出操作量fd。PI電路42輸出作為操作量的與誤差信號(hào)ΔVe2的PI值成比例的頻率值。為此，操作量fd迅速響應(yīng)于線速度測(cè)定值Vv的變化。
纏繞部分變換器7a由誤差放大器31、與誤差放大器31相連接的PI電路32和與PI電路32以及供給部分變換器4相連接的計(jì)算單元33組成。誤差放大器31的非變換輸入終端與張力傳感器8b連接，誤差放大器31的變換輸入終端與調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10連接。因此，誤差放大器31產(chǎn)生誤差信號(hào)ΔVe1＝Vt-Vr1，誤差信號(hào)ΔVe1表示由張力傳感器8b檢測(cè)的作為調(diào)節(jié)棍位置測(cè)定信號(hào)DS的張力測(cè)定值Vt輸出和由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10檢測(cè)的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1輸出二者之間的差異。具有預(yù)定恒定時(shí)間的PI電路32執(zhí)行由誤差放大器產(chǎn)生的誤差信號(hào)ΔVe1輸出的PI處理過(guò)程，以便向計(jì)算單元33輸出操作量fa。PI電路32輸出作為操作量fa且與誤差信號(hào)Δe1的PI值成正比例的頻率值。計(jì)算單元33附加操作量fa和fb，以獲得操作量fc。操作量fa是由PI電路32產(chǎn)生的頻率值輸出量，操作量fb是由供給部分變換器4a輸出的作為線速度指示信號(hào)LSS且正比于線速度測(cè)定值Vv輸出量的頻率值。操作量fc輸出到纏繞部分電機(jī)6。
下面，將參照?qǐng)D4說(shuō)明具有上述結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的操作。
首先，供給部分變換器4a按照向供給部分電機(jī)3輸送作為操作量fd的一個(gè)頻率值。所述頻率值正比于誤差信號(hào)的PI值，該誤差信號(hào)PI值表示由速度指示裝置11產(chǎn)生的速度指示值Vr2輸出和由線速度檢測(cè)裝置9輸出的作為線速度測(cè)定信號(hào)LS的線速度測(cè)定值Vv輸出之間的差異。其結(jié)果，線材1的線速度受到控制。以便一直獲得速度指示值Vr2。這樣，在重繞期間，線材1的速度受到恒定不變的控制。
因?yàn)樗俣戎甘局礦r2和速度測(cè)定值Vv受到互相相同的控制，如圖4所示，速度測(cè)定值Vv也隨速度指示值Vr2的改變而改變。同時(shí)，在時(shí)間t1，供給部分電機(jī)3升至預(yù)定速度f(wàn)11。在重繞期間，供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)速f1隨著在供給部分2上的線材1的纏繞直徑的減小而逐漸增大，以便在時(shí)間t2保持預(yù)定轉(zhuǎn)速f12。應(yīng)當(dāng)注意，如果在重繞期間供給部分2的轉(zhuǎn)速設(shè)定為恒定值，如圖7A所示，那么在供給部分側(cè)的線材1的線速度隨著重繞所經(jīng)過(guò)時(shí)間的推移而逐漸下降。因此，在本實(shí)施例中，為了使供給部分側(cè)的線材1的線速度在重繞期間保持恒定值，供給部分電機(jī)的轉(zhuǎn)速f1逐漸增大。在時(shí)間t2及其后，也就是在線材1纏繞結(jié)束時(shí)，供給部分電機(jī)3的轉(zhuǎn)速f1由預(yù)定速度f(wàn)12逐漸下降。
同時(shí)，在纏繞部分側(cè)，纏繞部分變換器7a向纏繞部分電機(jī)6傳輸作為操作量fc的一個(gè)頻率值。所述頻率值包括正比于誤差信號(hào)PI值的操作量fa，該誤差信號(hào)PI值表示由調(diào)節(jié)棍參考值指示裝置10產(chǎn)生的調(diào)節(jié)棍參考值Vr1的輸出和由張力檢測(cè)裝置8產(chǎn)生的作為張力位置測(cè)定信號(hào)DS的張力測(cè)定值Vt的輸出兩者之間的差異。因此，調(diào)節(jié)棍位置予以保持，以能夠一直獲得調(diào)節(jié)棍參考值Vr1。也就是說(shuō)，調(diào)節(jié)棍位置受到恒定不變的控制。
另外，纏繞部分變換器7a的計(jì)算單元33附加操作量fa和fb，以獲得操作量fc。操作量fa是由PI電路32輸出的頻率值，操作量fb是正比于由供給部分變換器4a產(chǎn)生的線速度測(cè)定值Vv輸出的頻率值。操作量fc輸出到纏繞部分電機(jī)6。因此，操作量fc對(duì)張力測(cè)定值Vt和線速度測(cè)定值Vv的改變迅速作出反應(yīng)。
同時(shí)，在時(shí)間t1，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速f2上升到預(yù)定速度f(wàn)21，在重繞期間，隨著在纏繞部分5的線材料1的纏繞直徑的增大而逐漸下降，然后在時(shí)間t2變成預(yù)定速度f(wàn)22。應(yīng)當(dāng)注意，在重繞期間，如果纏繞部分5的轉(zhuǎn)速設(shè)定為恒定值，如圖7B所示，那么在纏繞部分側(cè)的線材1的線速度隨重繞經(jīng)過(guò)時(shí)間的推移逐步增大。因此，在本實(shí)施例中，為了保持纏繞部分側(cè)的線材1在重繞期間的線速度為恒定值，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速f2逐漸下降。在時(shí)間t2及其后，即線材1纏繞結(jié)束時(shí)，纏繞部分電機(jī)6的轉(zhuǎn)速f2由預(yù)定速度f(wàn)22逐漸下降。
就第二個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置而言，因?yàn)樵诠┙o部分側(cè)實(shí)現(xiàn)線材1的速度恒定控制，并且在纏繞部分側(cè)的調(diào)節(jié)棍位置也受到恒定控制，所以能夠獲得第一個(gè)實(shí)施例中的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置的同樣效果。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例和做出的包含在本申請(qǐng)中的各種改進(jìn)和變換。除非這種改進(jìn)和變換超出本發(fā)明的范圍。例如，下面的變換是可能的。
可以設(shè)置比例電路或集成電路以取代PI電路32或42。
在線速度檢測(cè)裝置9中，取代脈沖電壓作為線速度測(cè)定信號(hào)LS輸出到纏繞部分變換器7，例如，模擬信號(hào)也可以輸出。
在速度指示裝置11中，取代模擬電壓作為速度指示值Vr21輸出到纏繞部分變換器7，例如由高指令計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的電流或通訊指令也可以輸出。
除了超細(xì)線材或者需要超低速操作的特殊場(chǎng)合以外，關(guān)聯(lián)供給部分變換器和纏繞部分變換器的線速度指示信號(hào)LSS可以省略。在這種情況下，頻率指示值由外部輸入到變換器上。
與圖1相反，壓緊元件8a設(shè)置在線材1上，并且可以改進(jìn)張力檢測(cè)裝置8，以使張力測(cè)定值Vt隨著線材1的張力的增大而變大。在這種情況下，圖2和圖6中的計(jì)算單元33是一個(gè)獲得fc＝fb-fa的減法器。
權(quán)利要求
1.一個(gè)長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，包括一供給長(zhǎng)尺寸材料的供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體；一使供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的供給電機(jī)；一纏繞長(zhǎng)尺寸材料的纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體；一使纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的纏繞電機(jī)；一檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料上產(chǎn)生的張力的張力檢測(cè)裝置；一檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料速度的速度檢測(cè)裝置；一第一控制裝置，用于產(chǎn)生第一操作量并按照張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之間的不同，使長(zhǎng)尺寸材料上形成的張力保持在張力參考值以便向供給電機(jī)供給作為電機(jī)操作量的第一操作量；一第二控制裝置，用于產(chǎn)生第二操作量并按照速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值之間的不同，使長(zhǎng)尺寸材料的速度保持在速度參考值，以便向纏繞電機(jī)供給作為纏繞電機(jī)操作量的第二操作量。
2.按照權(quán)利要求1的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，其中張力檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置分別設(shè)置在供給側(cè)和纏繞側(cè)，第一控制裝置接收由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值，基于速度測(cè)定值和第一操作量，迅速響應(yīng)于長(zhǎng)尺寸材料速度和張力的變化產(chǎn)生控制電機(jī)的第三操作量，并且向供給電機(jī)輸送作為供給電機(jī)操作量的第三操作量。
3.一個(gè)長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，包括一提供長(zhǎng)尺寸材料的供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體；一使供給側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的供給電機(jī)；一纏繞長(zhǎng)尺寸材料的纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體；一使纏繞側(cè)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的纏繞電機(jī)；一檢測(cè)形成于長(zhǎng)尺寸材料上的張力的張力檢測(cè)裝置；一檢測(cè)長(zhǎng)尺寸材料速度的速度檢測(cè)裝置；一第一控制裝置，用于產(chǎn)生第一操作量，以基于張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值的不同，使形成于長(zhǎng)尺寸材料的張力保持在張力參考值，并向纏繞電機(jī)供給作為纏繞電機(jī)操作量的第一操作量；和一第二控制裝置，用于產(chǎn)生第二操作量，以基于速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值之間的不同，使長(zhǎng)尺寸材料的速度保持速度參考值，并向供給電機(jī)輸送作為供給電機(jī)操作量的第二操作量。
4.按照權(quán)利要求3的長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，其中張力檢測(cè)裝置和速度檢測(cè)裝置分別設(shè)置在纏繞側(cè)和供給側(cè)，第一控制裝置接收由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值，以基于速度測(cè)定值和第一操作量，迅速響應(yīng)于長(zhǎng)尺寸材料的速度和張力的變化產(chǎn)生第三操作量以控制電機(jī)，并向供給電機(jī)輸送作為纏繞電機(jī)操作量的第三操作量。
5.按照權(quán)利要求1或3的長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，其中設(shè)定張力參考值，以使長(zhǎng)尺寸材料速度在重繞開(kāi)始期間逐漸變快，在重繞期間保持恒定，在重繞結(jié)束期間逐漸變慢。
6.按照權(quán)利要求1或3的長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，其中設(shè)定張力參考值，使長(zhǎng)尺寸材料上形成的張力隨著重繞長(zhǎng)尺寸材料的時(shí)間的推移逐漸變強(qiáng)。
7.按照權(quán)利要求1或3的長(zhǎng)尺寸材料的重繞裝置，其中張力檢測(cè)裝置包括一壓緊元件，與長(zhǎng)尺寸材料接觸；一傳感器，在垂直方向響應(yīng)于壓緊元件位置而輸出張力測(cè)定值；一引導(dǎo)裝置，向垂直方向自由移動(dòng)壓緊元件；一彈簧，總是在向上或向下的方向?qū)壕o元件施以偏壓，以便向長(zhǎng)尺寸材料施加張力。
8.按照權(quán)利要求1或3的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，其中速度監(jiān)測(cè)裝置包括一圓柱體，按照長(zhǎng)尺寸材料的移動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)并且在圓柱體外圓周上等間隔設(shè)置若干個(gè)孔；一光幅射部分，向圓柱體上的孔幅射光；一光接收部分，通過(guò)圓柱體上的孔接收光；一脈沖發(fā)生器，基于從光接收部分輸出的光信號(hào)而產(chǎn)生脈沖信號(hào)，以便按照速度測(cè)定值輸出脈沖信號(hào)。
9.按照權(quán)利要求2或4的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，其中，第一控制裝置包括一第一誤差放大器，基于張力參考值和由張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力測(cè)定值之間的不同，產(chǎn)生誤差信號(hào)。一第一比例和積分電路，該電路基于第一誤差放大器輸出的誤差信號(hào)執(zhí)行比例和積分過(guò)程，以獲得第一操作量；一計(jì)算單元，將第一比例和積分電路輸出的第一操作量加上由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值和從第一操作量中減去由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值，以便獲得第三操作量。
10.按照權(quán)利要求2或4的長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，其中第二控制裝置包括一第二誤差放大器，基于速度參考值和由速度檢測(cè)裝置檢測(cè)的速度測(cè)定值之間的不同產(chǎn)生誤差信號(hào)；一第二積分和比例電路，基于由第二誤差放大器輸出的誤差信號(hào)執(zhí)行比例和積分過(guò)程，以便獲得第二操作量。
全文摘要
長(zhǎng)尺寸材料重繞裝置，由線材、供給部分、供給部分電機(jī)、供給部分變換器、纏繞部分、纏繞部分電機(jī)、纏繞部分變換器、張力檢測(cè)裝置和線速度檢測(cè)裝置組成。供給部分向纏繞部分供給線材。纏繞部分纏繞由供給部分供給的線材。供給部分變換器控制供給部分轉(zhuǎn)動(dòng)。纏繞部分變換器控制纏繞部分的轉(zhuǎn)動(dòng)。張力檢測(cè)裝置檢測(cè)線材產(chǎn)生的張力，將其輸送到供給部分的變換器。線速度檢測(cè)裝置檢測(cè)線材的線速度，將其輸送到纏繞部分的變換器。
文檔編號(hào)B65H59/00GK1424243SQ0215540
公開(kāi)日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者佐藤清市郎 申請(qǐng)人:三墾電氣株式會(huì)社