Устройство для регулирования линейной скорости намотки материала

 

Союз Советских

Социалистических

Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.06.80 (21) 2940294 28-12 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 07.09,82 (51) М.Кл.з В 65 Н 25/22

Государственный комитет (53) УДК 677.053.23 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. А. Бондарев, В. Л. Бунаков, А. Д Епифанов, Ю. Д. Штарев, Г. Л. Журавлев и Е. М. Лысенко

Московский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт им. А. Н. Косыгина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНОЙ

СКОРОСТИ НАМОТКИ МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам для регулирования линейной скорости намотки материала.

Известно устройство для регулирования линейной скорости намотки материала, содержащее сумматор, первым входом связанный с задатчиком начального радиуса намотки, блок сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком линейной скорости, а выход — с регулируемым электроприводом приемной бобины, блок управления, первым входом подключенный к генератору тактовой частоты, и датчики частоты вращения и радиуса намотки, включающие осветитель и фотодетекторы частоты вращения и радиуса намотки (1).

Однако устройство является недостаточно надежным и имеет повышенну ю

cJI0?KH0cTb, обусловленную наличием датчика радиуса намотки, включающего дополнительный электропривод с червячной передачей и движущиеся механические части. Кроме того, функциональная схема приведенного устройства позволяет применять только синхронный регулируемый электропривод, которому присущи сложность запуска и возможность выпадания из синхронизма.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Цель достигается тем, что устройство для регулирования линейной скорости намотки материала, содержащее сумматор, первым входом связанный с задатчиком начального радиуса намотки, блок сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком линейной скорости, а выход— с регулируемым электроприводом приемной бобины, блок управления, первым входом подключенный к генератору тактовой частоты, и датчики частоты вращения и радиуса намотки, включающие осветитель и

15 фотодетекторы частоты вращения и радиуса намотки, имеет последовательно соединенные источник эталонного напряжения, электронный ключ и интегратор, формирователи, селектор и последовательно соеди20 ненные второй электронный ключ, второй интегратор и блок памяти, а датчики частоты вращения и радиуса намотки содержат два диска, оси которых совпадают с осью приемной бобины, каждый диск имеет две группы равных по числу отверстий, смещенных одно относительно другого на равные углы, причем отверстия первой группы расположены по периферии диска на равном расстоянии от его центра, а каждое отверстие второй группы расположено

956401

V>z -- U„, гггг -.„, (2) (3) UR = URo+ U R

V= o)R

HB заданном расстоянии от центра диска, при этом фотодетектор радиуса намотки связан с первым входом первого формирователя, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий — с выходом генератора тактовой частоты, а выход — с управляющим входом первого электронного ключа, фотодетектор частоты вращения намотки через селектор подключен к второму входу олока управления и непосредственно к первому входу второго формирователя, вторым входом связанному с вторым выходом блока управления, а выходом — с управляющим входом второго электронного ключа, управляющие входы обоих интеграторов соединены с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого связан с управляющим входом блока памяти, причем выход первого интегратора связан с вторым входом сумматора, выходом подключенного к входу второго ключа, а выход блока памяти соединен с вторым входом блока сравнения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для регулирования линейной скорости намотки материала; на фиг. 2 — приемная бобина с перфорированными дисками; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) последовательно соединенные источник 1 эталонного напряжения, электронный ключ 2, первый интегратор 3, сумматор 4, электронный ключ 5, второй интегратор 6, блок 7 памяти, блок 8 сравнения, регулируемый электропривод 9, вращающий приемную бобину 10 с закрепленными на ней дисками 11 и наматываемым материалом 12, оптический блок, включающий осветитель 13, диафрагму 14, собирающую линзу 15, фотодетектор 16 и фотодетектор 17.

Фотодетектор 16 является выходным элементом датчика радиуса намотки (ДРН), а фотодетектор 17 — датчика частоты вращения (ДЧВ).

Устройство включает также формирователь 18 импульсов заданной длительности

ДРН, включенный между фотодетектором

16 и ключом 2, формирователь 19 импульсов заданной длительности ДЧВ, включенный между фотодетектором 17 и ключом 5, логический блок 20 управления (ЛБУ), выходы которого подключены к первому и второму интеграторам, блоку памяти н формирователям импульсов, генератор 21 тактовой частоты, выход которого подключен к ЛБУ и формирователям импульсов, селектор 22, включенный между фотодетектором 17 и ЛБУ, задатчик 23 начального радиуса бобины, подключенный к входу сумматора, задатчик 24 линейной скорости, подключенный к входу блока сравнения.

Диски 11 имеют по две одинаковых группы отверстий.

Отверстия первой группы, расположенные по периферии дисков, дают информацию о частоте вращения бобины; отверстия второй группы — о приращении радиуса намотки материалов 12 на приемной бооине 10.

Устройство работает следующим образом.

Свет от осветителя 13, пройдя через диафрагму 14, попадает на диск 11 приемной бобины 10. При этом диафрагма вырезает из параллельного пучка света сектор, ширина которого немного больше диаметра отверстий.

При вращении бобины 10 импульсы света через равные промехкутки времени попадают через отверстия первой группы в

20 дисках 11 на фотодетектор 17 ДЧВ, а через отверстия второй группы и собирающую линзу 15 на фотодетектор 16 ДРН.

Формирователи 18 и 19 формируют из сигналов с фотодетекторов 16 и 17 элек25 трические импульсы заданной длительности т,. Эти импульсы управляют работой бесконтактных ключей 2 и 5 соответственно, замыкая их на время длительности импульса т„. Вход первого интегратора 3 подЗ0 ключен через ключ 2 к источнику 1 эталонного напряжения U „и напряжение на его выходе изменяется по закону:

35 где nR — число замыканий ключа 2.

Этот сигнал складывается на сумматоре 4 с сигналом UR, задатчика 23 начального радиуса бобины. На выходе сумматора сиг40 нал равен текущему значению радиуса намотки материала:

45 Этот сигнал через ключ 5 поступает на вход интегратора 6, на выходе которого появляется сигнал;

50 где и,„— число замыканий ключа 5, Сигнал на выходе интегратора 6 пропорционален линейной скорости V намотки, т. к.

В конце каждого цикла вычисления сигнала линейной скорости его значение UR записывается в блок 7 памяти, где оно хранится в течение следующего цикла вычислений.

Этот сигнал сравнивается в блоке Я сравнения с сигналом задатчика 24 линейной скорости, и сигнал рассогласования

65 управляет работой электропривода 9, ме956401 (6) оЯ =- VÄ = const

65 няя частоту вращения приемной бобины 10 так, чтобы всегда поддерживалось соотношение

Генератор 21 тактовой частоты вырабатывает импульсы стабильной частоты, необходимые для работы ЛБУ 20 и формирования импульсов заданной длительности в формирователях 18, 19 с фотодетекторов

16 и 17 при изменяющейся с изменением частоты вращения бобины длительности световых импульсов, Селектор 22 вырабатывает синхроимпульсы начала каждого оборота бобины. ЛБУ 20 управляет работой формирователей 18 и 19 импульсов, а также вырабатывает импульсы записи сигнала в блок 7 памяти и сброса интеграторов 3 и 6. ЛБУ 20 выполнен на стандартных логических элементах.

Рассмотрим работу устройства, показанного на фиг. 1, в течение одного цикла вычисления текущего значения линейной скорости наматываемого материала, проиллюстрированную временными диаграммами фиг. 3.

С приходом с селектора 22 первого синхронизирующего импульса (фиг. 3a), означающего начало оборота, ЛБУ 20 вырабатывает сигнал (фиг. ЗЬ), разрешающий формирование импульсов nR приращения радиуса намотки AR. Всего на ключ

2 приходит количество импульсов (фиг. 3c), равное числу отверстий второй группы, которые оказались закрытыми намотанным на бобину 10 материалом 12. Первый световой импульс, прошедший на фотодетектор 16, прекращает работу ключа 2. Диаграмма (фиг. Çh) показывает приращение напряжения U > на выходе интегратора 3.

Второй синхроимпульс (фиг. 3a) запускает содержащийся в ЛБУ 20 генератор импульса (фиг. Зе) эталонной длительности т„.

В течение этого времени импульсы (фиг. 3b) и длительностью т„управляют ключом 5.

На выходе интегратора 6 формируется напряжение (фиг. Зlг) Un. Длительность импульса т„выбирается из условия обеспечения необходимой точности измерения частоты вращения со в цифровом виде (©-).

После окончания импульса т „в ЛБУ вырабатываются два следующих друг за другом импульса (фиг. 3 и a) подающие команды соответственно на запись напряжения Уд в блок 7 памяти (фиг. 3l) и сброс интеграторов 3 и 6 (фиг. 3 h и k) .

Сигнал, записанный в блок 7 памяти, управляет работой электропривода 9 в течение следующего цикла измерения линейной скорости намотки, который начинается с приходом следующего синхроимпульса (фиг. 3a) c селектора 22.

1О

25 зо

Приращение радиуса намотки в описанном устройстве можно измерять с шагом

0,1 — 2,0 мм в зависимости от требуемой точности и максимальной частоты вращения бобины, а частота вращения к может быть измерена с точностью +0,1 /О.

Экономический эффект от использования данного устройства заключается в том, что цифровой метод измерения частоты вращения о и приращения радиуса намотки AR позволяет повысить надежность измерения за счет устранения влияния освещенности в помещении, загрязнения элементов оптической системы и изменения напряжения питания осветителя. Кроме того, функциональная схема устройства устраняет погрешности поддержания постоянной линейной скорости материала V, вызванные изменением момента инерции паковки и напряжения питания электропривода, вращающего приемную бобину, за счет осуществления обратной связи по линейной скорости V, а не по частоте вращения ю.

Формула изобретения

Устройство для регулирования линейной скорости намотки материала, содержащее сумматор, первым входом связанный с задатчиком начального радиуса намотки, блок сравнения, первый вход, которого соединен с задатчиком линейной скорости, а выход — с регулируемым электроприводом приемной бобины, блок управления, первым входом подключенный к генератору тактовой частоты, и датчики частоты вращения и радиуса намотки, включающие осветитель и фотодетекторы частоты вращения и радиуса намотки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно имеет последовательно соединенные источник эталонного напряжения, электронный ключ и интегратор, формирователи, селектор и последовательно соединенные второй электронный ключ, второй интегратор и блок памяти, а датчики частоты вращения и радиуса намотки содержат два диска, оси которых совпадают с осью приемной бобины, каждый диск имеет две группы равных по числу отверстий, смещенных одно относительно другого на равные углы, причем отверстия первой группы расположены по периферии диска на равном расстоянии от его центра, а каждое отверстие второй группы расположено на заданном расстоянии от центра диска, при этом фотодетектор радиуса намотки связан с первым входом первого формирователя, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления, третий — с выходом генератора тактовой частоты, а выход — с управляющим входом первого электронного ключа, фотодетектор частоты вращения намотки через селектор подключен к вто956401

Л е

Фиг 3

Составитель Б. Кисин

Редактор Е. Хейфиц Техред В. Рыбакова Корректор С. Файн

Заказ 875/677 Изд. № 215 Тира>к 584 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и озкрь:тнй

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фнл. пред. «Патент» рому входу блока управления и непосредственно к первому входу второго формирователя, вторым входом связанного с вторым выходом блока управления, а выходом — с управляющим входом второго электронного ключа, управляющие входы обоих интеграторов соединены с третьим. выходом блока управления, четвертый выход которого связан с управляющим входом блока памяти, причем выход первого интегратора связан с вторым входом сумматора, выходом подключенного к входу второго ключа, а выход блока памяти со5 единен с вторым входом блока сравнения.

Источник информации, принятый ва внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3671824, кл. 318-б„.

1972. с с !