專利名稱：光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，用于控制光纖陀螺 繞線機(jī)繞光纖時(shí)的張力控制。
背景技術(shù)：
光纖陀螺屬于高精度的傳感器，對(duì)繞制在光纖環(huán)上的光纖的松緊非常敏感。 光纖繞制的均勻，可以提高光纖陀螺的精度和可靠性。如何在繞制光纖環(huán)時(shí)， 控制光纖的張力，是光纖陀螺繞線機(jī)要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)檢測(cè)張緊輪的位
置變化，進(jìn)行PID (比例-積分-微分)控制，可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為實(shí)現(xiàn)繞制的光纖環(huán)張力均勻，提出一種光纖陀螺繞線機(jī) 的光纖張力控制方法。
本發(fā)明的光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，其特征是在光纖放線環(huán)至 繞制工作環(huán)之間設(shè)置光纖引導(dǎo)輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個(gè)引導(dǎo)輪之間 的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉(zhuǎn)電位器的中 心軸固定，利用旋轉(zhuǎn)電位器將張緊輪的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸給控制放線 電機(jī)轉(zhuǎn)速的主控電路改變放線速度，保持光纖張力恒定。
本發(fā)明方法中，可采用由主控電路的恒流源模塊給旋轉(zhuǎn)電位器加載恒定電 流，使旋轉(zhuǎn)電位器軸的旋轉(zhuǎn)角度和其上的輸出電壓成正比，其輸出電壓作為反 饋信號(hào)傳到主控電路，由主控電路進(jìn)行比例-積分-微分處理，產(chǎn)生控制放線電機(jī) 的放線速度信號(hào)。
張緊輪憑借自身重力給光纖加以恒定張力，當(dāng)繞線機(jī)光纖張力發(fā)生變化時(shí)， 光纖會(huì)使張緊輪的位置發(fā)生改變。張緊輪的位置變化，會(huì)通過(guò)連桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電 位器的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)電位器的阻值發(fā)生變化。主控電路在旋轉(zhuǎn)電位器上加有 恒定電流，阻值的變化會(huì)使旋轉(zhuǎn)電位器上的電壓變化，根據(jù)歐姆定律，電壓的 變化正比于阻值的變化。而旋轉(zhuǎn)電位器的特性決定了其軸旋轉(zhuǎn)的角度和其阻值 的變化呈線性關(guān)系，因此旋轉(zhuǎn)電位器上的電壓變化，正比于張緊輪的位置變化。 主控電路檢測(cè)旋轉(zhuǎn)電位器上的電壓變化，對(duì)電壓變化量做PID處理，產(chǎn)生控制 信號(hào)，送到放線電機(jī)上。放線電機(jī)采用快速響應(yīng)交流伺服電機(jī)，可以快速響應(yīng) 調(diào)速信號(hào)，改變放線速度，使光纖張力迅速恢復(fù)恒定值。
本發(fā)明采用張緊輪調(diào)整張力，可以緩沖張力劇烈突變，防止光纖繞制過(guò)程
中，外界強(qiáng)擾動(dòng)產(chǎn)生的光纖斷裂現(xiàn)象。該控制方法可以滿足各種光纖環(huán)繞制的
張力控制，繞制的光纖環(huán)張力均勻，效果良好。
圖1為一種光纖陀螺繞線機(jī)張力控制結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的一種光纖陀螺繞線機(jī)張力控制結(jié)構(gòu)示意圖。圖示 具體實(shí)例中，光纖陀螺繞線機(jī)的張力控制結(jié)構(gòu)包括張緊輪l，兩個(gè)裝置在機(jī)架8 支撐桿上可轉(zhuǎn)動(dòng)的引導(dǎo)輪4-1和4-2，帶動(dòng)放線環(huán)6旋轉(zhuǎn)的電機(jī)3和連桿7，放 線環(huán)6上的光纖5依次經(jīng)第一引導(dǎo)輪4-1、張緊輪1和第二引導(dǎo)輪4-2纏繞到工 作環(huán)9上，其中，張緊輪1騎跨在兩個(gè)引導(dǎo)輪4-1、 4-2之間的光纖5上，張緊 輪1的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉(zhuǎn)電位器的中心軸固定，利用 旋轉(zhuǎn)電位器將張緊輪的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸給控制放線電機(jī)轉(zhuǎn)速的主控 電路，改變放線速度，保持光纖張力恒定。
放線電機(jī)采用交流伺服電機(jī)，以便于可以實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，改變放線速度。 光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制流程如圖2所示，當(dāng)繞線機(jī)光纖張力發(fā)生變化 時(shí)，光纖會(huì)使張緊輪的位置發(fā)生改變。張緊輪通過(guò)連桿帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電位器的軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)電位器的阻值發(fā)生變化，旋轉(zhuǎn)電位器阻值的變化會(huì)使旋轉(zhuǎn)電位器上 的電壓改變，主控電路檢測(cè)到旋轉(zhuǎn)電位器的電壓變化，對(duì)電壓變化量做PID處 理，經(jīng)PID處理后產(chǎn)生的控制信號(hào)，輸給帶動(dòng)放線轉(zhuǎn)動(dòng)的放線電機(jī)，改變放線 速度，使張力恢復(fù)恒定值。
權(quán)利要求
1.光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，其特征是在光纖放線環(huán)至繞制工作環(huán)之間設(shè)置光纖引導(dǎo)輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個(gè)引導(dǎo)輪之間的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉(zhuǎn)電位器的中心軸固定，利用旋轉(zhuǎn)電位器將張緊輪的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸給控制放線電機(jī)轉(zhuǎn)速的主控電路改變放線速度，保持光纖張力恒定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，其特征是由 主控電路的恒流源模塊給旋轉(zhuǎn)電位器加載恒定電流，使旋轉(zhuǎn)電位器軸的旋轉(zhuǎn)角 度和其上的輸出電壓成正比，其輸出電壓作為反饋信號(hào)傳到主控電路，由主控 電路進(jìn)行比例-積分-微分處理，產(chǎn)生控制放線電機(jī)的放線速度信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，其特征是放 線電機(jī)為交流伺服電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的光纖陀螺繞線機(jī)的光纖張力控制方法，是在光纖放線環(huán)至繞制工作環(huán)之間設(shè)置光纖引導(dǎo)輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個(gè)引導(dǎo)輪之間的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉(zhuǎn)電位器的中心軸固定，利用旋轉(zhuǎn)電位器將張緊輪的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸給控制放線電機(jī)轉(zhuǎn)速的主控電路，改變放線速度，保持光纖張力恒定。本發(fā)明采用張緊輪調(diào)整張力，可以緩沖張力劇烈突變，防止光纖繞制過(guò)程中，外界強(qiáng)擾動(dòng)產(chǎn)生的光纖斷裂現(xiàn)象。該控制方法可以滿足各種光纖環(huán)繞制的張力控制，繞制的光纖環(huán)張力均勻，效果良好。
文檔編號(hào)G05D15/00GK101109963SQ20071007005
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者承 劉, 楊建華, 滿宜謙, 牟旭東, 舒曉武 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)