[發(fā)明專(zhuān)利]轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210537354.0
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103365311A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井岡公一;寺田要;溝上嗣康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): G05D17/02
• 分類(lèi)號(hào): G05D17/02
• 代理公司: 上海專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)（system），該系統(tǒng)用于在紙張、薄膜（film）、線絲、引線（wire）等長(zhǎng)條材料放卷或收卷時(shí)控制材料的張力、在電動(dòng)機(jī)（motor）等負(fù)荷測(cè)試裝置中控制轉(zhuǎn)矩（torque）。

背景技術(shù)

圖15、圖16為現(xiàn)有的使用轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器（actuator）控制裝置7的張力控制系統(tǒng)的一個(gè)示例。在印刷機(jī)、分切機(jī)（slitter）等設(shè)備中，由于產(chǎn)品的加工和加工后的問(wèn)題，要求控制材料的張力使其固定。對(duì)于材料的張力，進(jìn)給電動(dòng)機(jī)9所產(chǎn)生的張力通過(guò)作為轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器之一的離合器制動(dòng)裝置（clutch?brake）8的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，但對(duì)于在卷輥33上卷繞成卷（role）狀的材料，由于隨著材料的送出，卷繞直徑會(huì)發(fā)生變化，因此為了保持固定的張力，需要根據(jù)卷繞直徑來(lái)改變轉(zhuǎn)矩。

如上所述，通過(guò)控制轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩來(lái)控制材料的張力，該方法包括：如圖15所示，由負(fù)荷傳感器（sensor）23實(shí)測(cè)材料的張力并進(jìn)行反饋（feedback）以使張力保持固定的反饋控制方式；以及如圖16所示，設(shè)置非接觸式開(kāi)關(guān)35，根據(jù)材料的初始直徑和厚度、轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所需轉(zhuǎn)矩的開(kāi)環(huán)（open?loop）控制方式這兩種（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1）。反饋控制方式的張力控制精度較高，但另一方面，需要用于測(cè)定張力的檢測(cè)輥34、負(fù)荷傳感器23等，既復(fù)雜又昂貴，所以在比較廉價(jià)的設(shè)備中使用開(kāi)環(huán)控制方式。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利特許第3297219號(hào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

然而，開(kāi)環(huán)控制時(shí)，如上所述，并不實(shí)測(cè)材料的張力，而是使用非接觸式開(kāi)關(guān)（switch）35計(jì)算材料的直徑以求出所需的轉(zhuǎn)矩。也就是說(shuō)，如圖17中轉(zhuǎn)矩和材料張力的關(guān)系式所示，因?yàn)槊哭D(zhuǎn)一圈直徑D改變2δ，所以通過(guò)根據(jù)直徑的改變使轉(zhuǎn)矩T改變來(lái)對(duì)張力進(jìn)行控制使其固定，但這種方式不對(duì)控制輸出進(jìn)行校正，轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩特性原樣地成為張力的控制特性，存在不能準(zhǔn)確控制張力的問(wèn)題。

對(duì)此，現(xiàn)有技術(shù)采用如圖4所示的對(duì)轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器之一的離合器制動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩特性的線性進(jìn)行校正的方法。電流和轉(zhuǎn)矩最好是像理想轉(zhuǎn)矩曲線（torque?curve）（a）那樣的直線，但實(shí)際為（b）那樣的非直線，在低電流區(qū)域轉(zhuǎn)矩變低。因此，為提高控制精度，需要施加（c）那樣用于校正非線性的校正電流。在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的現(xiàn)有技術(shù)中，利用離合器制動(dòng)裝置的平均特性即典型特性，施加（c）那樣與典型特性相對(duì)稱(chēng)的曲線作為用于校正轉(zhuǎn)矩的校正電流來(lái)校正該非線性，以消除轉(zhuǎn)矩特性的非線性。

然而，作為轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器之一的離合器制動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩特性也如圖5所示，各個(gè)離合器制動(dòng)裝置均帶有偏差，相對(duì)于典型特性存在較大的偏差。例如，產(chǎn)品ＸＸＸ－001與典型特性接近，可以使用上述現(xiàn)有技術(shù)消除轉(zhuǎn)矩特性的非線性，但對(duì)于像產(chǎn)品ＸＸＸ－002、產(chǎn)品ＸＸＸ－003那樣偏離典型特性較大的情況，使用典型特性的非線性校正會(huì)使精度因偏離典型特性的那部分而變差。如上所述，雖然可以使用現(xiàn)有技術(shù)消除轉(zhuǎn)矩特性的非線性，但因?yàn)槭褂玫湫吞匦赃M(jìn)行校正，所以存在無(wú)法對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器各個(gè)產(chǎn)品的特性偏差的問(wèn)題。

而且，在先前所述的反饋控制的情況下，雖然通過(guò)實(shí)測(cè)張力并對(duì)控制輸出進(jìn)行校正以接近目標(biāo)張力，消除了各轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器的特性偏差（variation）的問(wèn)題，但負(fù)荷傳感器的各個(gè)產(chǎn)品的檢測(cè)特性存在偏差，由此，與上述相同，存在不能準(zhǔn)確檢測(cè)張力，使用該張力檢測(cè)值進(jìn)行控制時(shí)也會(huì)損失準(zhǔn)確性的缺點(diǎn)。

圖4為表示負(fù)荷傳感器輸出特性的線性的曲線圖。輸出特性在理想情況下為（d）那樣的直線，但實(shí)際上為（e）那樣的非直線。另外，圖5為表示負(fù)荷傳感器的各個(gè)產(chǎn)品的輸出特性偏差的曲線圖，既有像AAA－001那樣接近理想的典型特性的，也有像AAA－002那樣輸出電壓較高的、像AAA－003那樣輸出電壓較低的，負(fù)荷傳感器的輸出特性也存在偏差。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，通過(guò)校正轉(zhuǎn)矩控制用致動(dòng)器、負(fù)荷傳感器的各個(gè)產(chǎn)品的特性偏差，可以提高轉(zhuǎn)矩控制精度。

解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案