[發明專利]光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法

無效

• 申請號: 200710070052.6
• 申請日: 2007-07-17
• 公開（公告）號: CN101109963A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 劉承;滿宜謙;楊建華;舒曉武;牟旭東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D15/01
• 分類號: G05D15/01
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明涉及一種光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，用于控制光纖陀螺繞線機繞光纖時的張力控制。

背景技術

光纖陀螺屬于高精度的傳感器，對繞制在光纖環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。如何在繞制光纖環時，控制光纖的張力，是光纖陀螺繞線機要解決的關鍵問題。通過檢測張緊輪的位置變化，進行PID(比例-積分-微分)控制，可以很好的解決這個問題。

發明內容

本發明的目的是為實現繞制的光纖環張力均勻，提出一種光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法。

本發明的光纖陀螺繞線機的光纖張力控制方法，其特征是在光纖放線環至繞制工作環之間設置光纖引導輪和張緊輪，并使張緊輪騎跨在兩個引導輪之間的光纖上，將張緊輪的軸與連桿的一端鉸連，連桿的另一端與旋轉電位器的中心軸固定，利用旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線電機轉速的主控電路改變放線速度，保持光纖張力恒定。

本發明方法中，可采用由主控電路的恒流源模塊給旋轉電位器加載恒定電流，使旋轉電位器軸的旋轉角度和其上的輸出電壓成正比，其輸出電壓作為反饋信號傳到主控電路，由主控電路進行比例-積分-微分處理，產生控制放線電機的放線速度信號。

張緊輪憑借自身重力給光纖加以恒定張力，當繞線機光纖張力發生變化時，光纖會使張緊輪的位置發生改變。張緊輪的位置變化，會通過連桿帶動旋轉電位器的軸轉動，使旋轉電位器的阻值發生變化。主控電路在旋轉電位器上加有恒定電流，阻值的變化會使旋轉電位器上的電壓變化，根據歐姆定律，電壓的變化正比于阻值的變化。而旋轉電位器的特性決定了其軸旋轉的角度和其阻值的變化呈線性關系，因此旋轉電位器上的電壓變化，正比于張緊輪的位置變化。主控電路檢測旋轉電位器上的電壓變化，對電壓變化量做PID處理，產生控制信號，送到放線電機上。放線電機采用快速響應交流伺服電機，可以快速響應調速信號，改變放線速度，使光纖張力迅速恢復恒定值。

本發明采用張緊輪調整張力，可以緩沖張力劇烈突變，防止光纖繞制過程中，外界強擾動產生的光纖斷裂現象。該控制方法可以滿足各種光纖環繞制的張力控制，繞制的光纖環張力均勻，效果良好。

附圖說明

圖1為一種光纖陀螺繞線機張力控制結構示意圖；

圖2為光纖陀螺繞線機的光纖張力控制流程圖。

具體實施方式

圖1為實現本發明方法的一種光纖陀螺繞線機張力控制結構示意圖。圖示具體實例中，光纖陀螺繞線機的張力控制結構包括張緊輪1，兩個裝置在機架8支撐桿上可轉動的引導輪4-1和4-2，帶動放線環6旋轉的電機3和連桿7，放線環6上的光纖5依次經第一引導輪4-1、張緊輪1和第二引導輪4-2纏繞到工作環9上，其中，張緊輪1騎跨在兩個引導輪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電位器的中心軸固定，利用旋轉電位器將張緊輪的位置信號轉換成電壓信號輸給控制放線電機轉速的主控電路，改變放線速度，保持光纖張力恒定。

放線電機采用交流伺服電機，以便于可以實現快速響應，改變放線速度。光纖陀螺繞線機的光纖張力控制流程如圖2所示，當繞線機光纖張力發生變化時，光纖會使張緊輪的位置發生改變。張緊輪通過連桿帶動旋轉電位器的軸轉動，使旋轉電位器的阻值發生變化，旋轉電位器阻值的變化會使旋轉電位器上的電壓改變，主控電路檢測到旋轉電位器的電壓變化，對電壓變化量做PID處理，經PID處理后產生的控制信號，輸給帶動放線轉動的放線電機，改變放線速度，使張力恢復恒定值。