一种拉挤纱架张力自动控制方法、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明涉及拉挤技术领域，尤其涉及一种拉挤纱架张力自动控制方法、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.拉挤纱架是整个拉挤生产线上的首道设备，纱架上面有若干个碳纤维纱筒跟随主机进行被动放卷。随着纱筒卷径的变化，每一个放卷头份上模的纱线张力会越来越大，纱架张力的巨大变化，会影响纱架运动的稳定性，造成拉挤产品存在不可控的质量问题。
3.现有技术中，通过机械连杆和弹性阻尼结构来对张力进行调节，纱架每一层有一个机械连杆，每层上面的每一个放卷头份上有弹性阻尼机构与机械连杆相连接，所有机械连杆到纱架尾部连接起来一起控制，改变每个放卷头份上的弹性阻尼机构对纱筒放卷时施加的摩擦力，从而对放卷张力进行调节。而纱架运行过程中需要人工干预，工人根据放卷米长每隔一段时间进行一次调节，不能保证放卷张力的均匀性和放卷过程中的张力的一致性。
4.鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种拉挤纱架张力自动控制方法、计算机设备及存储介质，使其更具有实用性。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种拉挤纱架张力自动控制方法、计算机设备及存储介质，从而有效解决背景技术中的问题。
7.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种拉挤纱架张力自动控制方法，包括如下步骤：分别测量纱筒在满卷和空卷时纱线上张力，测量阻尼机构对纱筒的摩擦阻力与机械连杆的位移量关系；根据放卷力矩与阻尼机构的摩擦力矩，确定张力不变时机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量；测量满卷纱筒上纱线的总厚度，并在放卷时测量纱筒上纱线的实时厚度；将机械连杆实时调节量、放卷时纱筒上纱线实时厚度与总厚度的比值和机械连杆在满卷与空卷位移量的差值建立反比函数，计算出机械连杆的实时调节量；根据机械连杆的实时调节量对机械连杆的位移量进行实时调节。
8.进一步地，所述确定张力不变时机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量时，先计算出阻尼机构在张力不变时对纱筒的摩擦阻力：
；其中，f为阻尼机构与纱筒侧壁产生摩擦阻力，l为纱筒侧壁半径，t为纱线上张力，r为纱筒上实时卷径的直径；根据机械连杆的位移量与阻尼机构对纱筒的摩擦阻力的线性关系计算出机械连杆在满卷和空卷时的位移量。
9.进一步地，所述测量满卷纱筒上纱线的总厚度中，先测量纱筒空卷时直径r0，再测量纱筒满卷时直径r1，满卷时纱筒上纱线的总厚度y0为：。
10.进一步地，所述测量纱筒上纱线的实时厚度中，先测量纱筒空卷时直径r0，在放卷时测量纱筒的实时卷径的直径r，纱筒上纱线的实时厚度y为：。
11.进一步地，所述计算出机械连杆的实时调节量时，机械连杆的实时调节量x为：，其中，x1为机械连杆在空卷时的位移量，x0为机械连杆在满卷时的位移量。
12.进一步地，所述根据机械连杆的实时调节量对机械连杆的位移量进行实时调节时，对机械连杆的实时调节量设定阈值范围，当机械连杆的位移量超过实时调节量阈值范围对应的位移量范围时，对机械连杆的位移量进行调节。
13.本发明还包括一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。
14.本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。
15.本发明的有益效果为：本发明通过测量纱筒在满卷和空卷时纱线上的张力，根据张力的变化与阻尼机构对纱筒产生的摩擦力矩，来确定张力不变时，机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量，再通过在放卷时纱筒上纱线的实时厚度与总厚度的关系，建立起变量为机械连杆的实时调节量的反比例函数，其中放卷时纱筒上纱线实时厚度与总厚度的比值和机械连杆在满卷与空卷位移量的差值成反比，从而在放卷过程中，根据纱线的实时厚度来确定机械连杆的实时调节量，从而对机械连杆的位移量进行实时调节，保证纱线放卷张力的一致性和稳定性，一方面减少张力波动，提高了拉挤产品的质量，另一方面提高了自动化水平，减少人工成本，而且能够适用不同规格的纱筒，增加通用性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明控制方法的流程图；
图2为本实施例中计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.如图1所示：一种拉挤纱架张力自动控制方法，包括如下步骤：分别测量纱筒在满卷和空卷时纱线上张力，测量阻尼机构对纱筒的摩擦阻力与机械连杆的位移量关系；根据放卷力矩与阻尼机构的摩擦力矩，确定张力不变时机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量；测量满卷纱筒上纱线的总厚度，并在放卷时测量纱筒上纱线的实时厚度；将机械连杆实时调节量、放卷时纱筒上纱线实时厚度与总厚度的比值和机械连杆在满卷与空卷位移量的差值建立反比函数，计算出机械连杆的实时调节量；根据机械连杆的实时调节量对机械连杆的位移量进行实时调节。
20.通过测量纱筒在满卷和空卷时纱线上的张力，根据张力的变化与阻尼机构对纱筒产生的摩擦力矩，来确定张力不变时，机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量，再通过在放卷时纱筒上纱线的实时厚度与总厚度的关系，建立起变量为机械连杆的实时调节量的反比例函数，其中放卷时纱筒上纱线实时厚度与总厚度的比值和机械连杆在满卷与空卷位移量的差值成反比，从而在放卷过程中，根据纱线的实时厚度来确定机械连杆的实时调节量，从而对机械连杆的位移量进行实时调节，保证纱线放卷张力的一致性和稳定性，一方面减少张力波动，提高了拉挤产品的质量，另一方面提高了自动化水平，减少人工成本，而且能够适用不同规格的纱筒，增加通用性。
21.在本实施例中，确定张力不变时机械连杆分别在满卷和空卷时的位移量时，先计算出阻尼机构在张力不变时对纱筒的摩擦阻力：；其中，f为阻尼机构与纱筒侧壁产生摩擦阻力，l为纱筒侧壁半径，t为纱线上张力，r为纱筒上实时卷径的直径；根据机械连杆的位移量与阻尼机构对纱筒的摩擦阻力的线性关系计算出机械连杆在满卷和空卷时的位移量。
22.在放卷过程中，纱筒可以认为处于平衡状态，此时放卷力矩与阻尼机构的摩擦力矩相平衡，所以如果要保持纱线上张力一致，可将参数t看为定值，此时纱筒上实时卷径与摩擦阻力成正比，而阻尼机构的摩擦阻力与机械连杆的位移量也成正比关系，所以在设定纱线上张力值后，在满卷时保证张力值为设定数值，将阻尼机构和机械连杆的相关参数设定完后，即可计算出空卷时机械连杆的位移量。
23.其中，测量满卷纱筒上纱线的总厚度中，先测量纱筒空卷时直径r0，再测量纱筒满卷时直径r1，满卷时纱筒上纱线的总厚度y0为：。
24.测量纱筒上纱线的实时厚度中，先测量纱筒空卷时直径r0，在放卷时测量纱筒的
实时卷径的直径r，纱筒上纱线的实时厚度y为：。
25.最后，根据放卷时纱筒上纱线实时厚度与总厚度的比值和机械连杆在满卷与空卷位移量的差值成反比，所以机械连杆的实时调节量x为：，其中，x1为机械连杆在空卷时的位移量，x0为机械连杆在满卷时的位移量。
26.在放卷过程中，只需测量出实时卷径r，即可计算出机械连杆的实时调节量，操作简单方便。
27.作为上述实施例的优选，根据机械连杆的实时调节量对机械连杆的位移量进行实时调节时，对机械连杆的实时调节量设定阈值范围，当机械连杆的位移量超过实时调节量阈值范围对应的位移量范围时，对机械连杆的位移量进行调节。
28.由于在实际工作过程中纱筒并不是完全规则的圆柱形，在测量纱筒的实时卷径时，可能实时卷径在均值左右来回摆动，此时如果直接根据机械连杆的调节量对位移量进行调节的话，会使机械连杆也反复来回运动，导致系统不稳定，张力波动大，所以需要对其优化处理，将机械连杆的实时调节量设定一个阈值范围，如果实时卷径在一个范围内来回波动并不会造成对机械连杆的位移进行调节，只有超过这个范围时，才会对机械连杆的位移量进行调节，从而减少系统的波动，增加张力的稳定性，这个阈值范围会根据机械连杆的实时调节量的变化而变化。
29.请参见图2示出的本技术实施例提供的计算机设备的结构示意图。本技术实施例提供的一种计算机设备400，包括：处理器410和存储器420，存储器420存储有处理器410可执行的计算机程序，计算机程序被处理器410执行时执行如上的方法。
30.本技术实施例还提供了一种存储介质430，该存储介质430上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器410运行时执行如上的方法。
31.其中，存储介质430可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory,简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonlymemory,简称eprom)，可编程只读存储器(programmablered-onlymemory,简称prom)，只读存储器(read-onlymemory,简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
32.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
36.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
37.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（pga），现场可编程门阵列（fpga）等。
38.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
39.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。