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，線速度計(jì)算法，模擬檢測法。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)備啟動前先獲取初始卷徑作為當(dāng)前卷徑。在設(shè)備運(yùn)行過程中軸每轉(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)果波動小，二是不會使用到線速度，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。對于厚度不均勻的材料也不適用。對于復(fù)合材料，如合掌機(jī)也不適用。

線速度計(jì)算法：

線速度計(jì)算法是根據(jù)獲取到的線速度以及電機(jī)轉(zhuǎn)速通過公式計(jì)算得到。線速度計(jì)算法的好處一是通過線速度，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)獲取線速度，除非增加機(jī)械制造工藝和使用高速通訊方式，這無需極大的增加了機(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。

模擬檢測法：

模擬檢測法需要在設(shè)備上安裝相應(yīng)的傳感器，通過傳感器檢測到的結(jié)果來等效計(jì)算出卷徑。模擬檢測法的好處一是簡單，不需要設(shè)置厚度相關(guān)參數(shù)，二是卷徑通過對應(yīng)傳感器直接測量，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。

線速度計(jì)算法：

一，獲取線速度要實(shí)現(xiàn)低延遲需要較高的成本，需要高速總線；

二，轉(zhuǎn)速波動難于控制，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)速波動就比較大。

模擬檢測法：

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)的偏移長度li，并將li疊加到系統(tǒng)長度偏移ls；

s3：各軸根據(jù)系統(tǒng)長度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長度差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：通過當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長；

s22：利用當(dāng)前軸的周長與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與系統(tǒng)初始長度l0相加得出系統(tǒng)長度偏移ls。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟s22中，所述偏移長度li需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長度偏移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)的偏移長度li通過圈數(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)的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

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)長度ls的長度偏移差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，而且減少了用戶參數(shù)的設(shè)定，無需設(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，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“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)的偏移長度li，并將li疊加到系統(tǒng)長度偏移ls；

s3：各軸根據(jù)系統(tǒng)長度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長度差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：通過當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長；

s22：利用當(dāng)前軸的周長與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與系統(tǒng)初始長度l0相加得出系統(tǒng)長度偏移ls。

優(yōu)先地，所述步驟s22中，所述偏移長度l0需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長度偏移li中。

優(yōu)先地，在所述步驟s23中單位時(shí)間內(nèi)的偏移長度li通過圈數(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)的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

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)長度ls的長度偏移差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)的線速度信息，通過復(fù)卷機(jī)系統(tǒng)的系統(tǒng)長度計(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)長度值，并利用系統(tǒng)長度值去計(jì)算各軸的卷徑值。

本方法通過設(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)的偏移長度li，其中周長c(n)由選取的主軸計(jì)算而得。得到偏移長度li后，與系統(tǒng)初始長度l0相加便可以計(jì)算系統(tǒng)長度偏移即系統(tǒng)長度偏移其他軸都依據(jù)此系統(tǒng)長度為準(zhǔn)，將系統(tǒng)長度運(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)長度偏移ls計(jì)算長度偏移差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主軸計(jì)算出系統(tǒng)的長度偏移值，并作為系統(tǒng)的偏移值算出各軸的卷徑值，即消除了材料帶來的影響也簡化了計(jì)算過程。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、監(jiān)控并實(shí)時(shí)對機(jī)器進(jìn)行調(diào)整。

其中，機(jī)械傳動比參數(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)過濾波處理，因?yàn)槿?shù)信息因?qū)崟r(shí)性等問題會存在波動。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)的偏移長度li，并將li疊加到系統(tǒng)長度偏移ls；

s3：各軸根據(jù)系統(tǒng)長度偏移ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長度差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：通過當(dāng)前軸的卷徑計(jì)算當(dāng)前軸的周長；

s22：利用當(dāng)前軸的周長與單位時(shí)間內(nèi)的圈數(shù)n算出單位時(shí)間內(nèi)的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與系統(tǒng)初始長度l0相加得出系統(tǒng)長度偏移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，所述偏移長度li需進(jìn)行濾波處理后才疊加到所述系統(tǒng)長度偏移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)的偏移長度li通過圈數(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)的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

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)長度ls的長度偏移差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)的偏移長度Li，并將Li疊加到系統(tǒng)長度偏移Ls；各軸根據(jù)系統(tǒng)長度偏移Ls計(jì)算自身的單位時(shí)間內(nèi)的長度偏移差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，而且減少了用戶參數(shù)的設(shè)定，無需設(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：深圳市百盛傳動有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.04.24

技術(shù)公布日：2020.08.07