一種複卷機卷徑的計算方法與流程

本發明屬於複卷機領域，尤其涉及一種複卷機卷徑的計算方法。

背景技術：

對於複卷係統卷徑計算傳統方法主要有厚度積分法，線速度計算法，模擬檢測法。這三種方法各有優缺點。

厚度積分法：

厚度積分法dn＝dn-1+2*d，設備啟動前先獲取初始卷徑作為當前卷徑。在設備運行過程中軸每轉一圈(自身或者外部傳感器獲得電機轉速乘上相關係數獲得)，當前卷徑就等於上一次的卷徑加兩倍的大香蕉三级电影厚度。這樣的方式的好處一是卷徑計算結果波動小，二是不會使用到線速度，速度等相關參數，減少了相關參數由於傳感器或者計算導致的誤差導致卷徑計算結果的誤差。但是厚度積分法需要準確的大香蕉三级电影厚度，厚度不正確會導致張力控製存在一個錐度。厚度相差較大，卷徑隨著累計誤差越來越大，影響張力控製效果。大香蕉三级电影變形，不均勻厚度大香蕉三级电影，張力大小導致卷材壓緊程度不一致等情況下卷徑計算誤差大。對於厚度不均勻的大香蕉三级电影也不適用。對於複合大香蕉三级电影，如合掌機也不適用。

線速度計算法：

線速度計算法是根據獲取到的線速度以及電機轉速通過公式計算得到。線速度計算法的好處一是通過線速度，速度實時計算，避免了卷徑計算累計誤差，二是簡單，不需要設置厚度相關參數。但是需要實時準確的獲取線速度和轉速。在實際控製中各軸之間由於機械參數的誤差以及主從站通訊之間的延遲很難準確，實時獲取線速度，除非增加機械製造工藝和使用高速通訊方式，這無需極大的增加了機械，硬件，軟件，研發成本。而轉速由於大香蕉三级电影彈性，機械加工，控製方麵的原因也並不能精確，穩定的獲得。

模擬檢測法：

模擬檢測法需要在設備上安裝相應的傳感器，通過傳感器檢測到的結果來等效計算出卷徑。模擬檢測法的好處一是簡單，不需要設置厚度相關參數，二是卷徑通過對應傳感器直接測量，三是避免了卷徑計算累計誤差。但是增加了使用成本和機械的複雜性，人工調試的難度也增加。

根據已有技術描述知道以上方法都存在這一定的問題和難點。

厚度積分法：

一，操作麻煩，需要設置大香蕉三级电影厚度，初始卷徑等參數；

二，計算值與其他因素幹擾大，如大香蕉三级电影變形，張力大小；

三，不支持厚度不均勻的大香蕉三级电影或工藝；

四，精度不高，具有累計誤差。

線速度計算法：

一，獲取線速度要實現低延遲需要較高的成本，需要高速總線；

二，轉速波動難於控製，由於大香蕉三级电影彈性，機械構造瞬時速度比較難獲得。需要較多的時間濾波，時間太長導致實時性不夠高，誤差較大。濾波時間短，轉速波動就比較大。

模擬檢測法：

一，需要額外的傳感器，增加了設備故障的風險；

二，增加機械結構的複雜性，不利於設備調試，維護；

三，增加了設備成本和人工成本。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種複卷機卷徑的計算方法，旨在解決上述現有計算卷徑計算方法的缺陷。

本發明是這樣實現的，一種複卷機卷徑的計算方法，所述方法包括以下步驟：

s1：係統通過傳感器獲取複卷機的圈數n；

s2：利用圈數n得到圈數偏差值δn，根據當前軸的卷徑、機械傳動比參數k及圈數偏差值δn計算單位時間內的偏移長度li，並將li疊加到係統長度偏移ls；

s3：各軸根據係統長度偏移ls計算自身的單位時間內的長度差δls，計算出各軸的卷徑dn。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟s2包括以下步驟：

s21：通過當前軸的卷徑計算當前軸的周長；

s22：利用當前軸的周長與單位時間內的圈數n算出單位時間內的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與係統初始長度l0相加得出係統長度偏移ls。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟s22中，所述偏移長度li需進行濾波處理後才疊加到所述係統長度偏移ls中。

本發明的進一步技術方案是：在所述步驟s23中單位時間內的偏移長度li通過圈數偏差值δn計算獲得。

本發明的進一步技術方案是：在所述步驟s2中所述單位時間內的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟s3包括以下步驟：

s31：各軸根據單位時間內的係統長度ls的長度偏移差δls計算單位時間內複卷機的平均卷徑

s32：利用平均卷徑計算出各軸的卷徑dn。

本發明的進一步技術方案是：所述步驟s32中，所述平均卷徑需要通過濾波處理後，再用於計算卷徑dn。

本發明的進一步技術方案是：所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。

本發明的有益效果是：本發明提出基於參考距離計算卷徑，其不但提高了計算的精度和穩定性，而且減少了用戶參數的設定，無需設置大香蕉三级电影厚度，初始卷徑等相關參數，降低了人工成本，維護成本和設備成本。更重要的是，本算法適合各種大香蕉三级电影，多種設備，不受大香蕉三级电影形變，大香蕉三级电影複合，張力大小的影響。且可以實時計算，實時糾正因大香蕉三级电影變形，張力大小改變卷鬆緊度導致的卷徑變化。

附圖說明

圖1是本發明的主流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。需要說明的是，下麵描述中使用的詞語“前”、“後”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“底麵”和“頂麵”、“內”和“外”分別指的是朝向或遠離特定部件幾何中心的方向。

圖1示出了本發明提供的一種複卷機卷徑的計算方法，所述方法包括以下步驟：

s1：係統通過傳感器獲取複卷機的圈數n；

s2：利用圈數n得到圈數偏差值δn，根據當前軸的卷徑、機械傳動比參數k及圈數偏差值δn計算單位時間內的偏移長度li，並將li疊加到係統長度偏移ls；

s3：各軸根據係統長度偏移ls計算自身的單位時間內的長度差δls，計算出各軸的卷徑dn。

優先地，所述步驟s2包括以下步驟：

s21：通過當前軸的卷徑計算當前軸的周長；

s22：利用當前軸的周長與單位時間內的圈數n算出單位時間內的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與係統初始長度l0相加得出係統長度偏移ls。

優先地，所述步驟s22中，所述偏移長度l0需進行濾波處理後才疊加到所述係統長度偏移li中。

優先地，在所述步驟s23中單位時間內的偏移長度li通過圈數偏差值δn計算獲得。

優先地，在所述步驟s2中所述單位時間內的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

優先地，所述步驟s3包括以下步驟：

s31：各軸根據單位時間內的係統長度ls的長度偏移差δls計算單位時間內複卷機的平均卷徑

s32：利用平均卷徑計算出各軸的卷徑dn。

優先地，所述步驟s32中，所述平均卷徑需要通過濾波處理後，再用於計算卷徑dn。

優先地，所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。

本發明提供了一種複卷機卷徑的計算方法，本方法不需要獲取大香蕉三级电影的厚度或者複卷機的線速度信息，通過複卷機係統的係統長度計算各軸的卷徑值。所以在本發明提供的計算方法中，最主要的是獲得係統長度值，並利用係統長度值去計算各軸的卷徑值。

本方法通過設置在複卷機上的傳感器，獲取複卷機的圈數n的實時信息。要計算其他軸的卷徑dn時，先選取主軸並獲取當前主軸單位時間內起始時間的圈數和當前時間的圈數，則此時複卷機的圈數偏差值δn等於當前時間的圈數減去起始時間的圈數，接著，先計算單位時間內的偏移長度li，其中周長c(n)由選取的主軸計算而得。得到偏移長度li後，與係統初始長度l0相加便可以計算係統長度偏移即係統長度偏移其他軸都依據此係統長度為準，將係統長度運用到其他軸的計算中。各軸根據自身的單位時間內得係統長度偏移ls計算長度偏移差δls＝lst-lst-1，推導得δls＝pi*(dt+dt+1+...+dt+δn)，則平均卷徑因此各軸的卷徑通過主軸計算出係統的長度偏移值，並作為係統的偏移值算出各軸的卷徑值，即消除了大香蕉三级电影帶來的影響也簡化了計算過程。將計算得出的各軸在單位時間內的卷徑值製作成集合g(δnn,l)，方便係統實時查詢、監控並實時對機器進行調整。

其中，機械傳動比參數k是一個機械參數，在運算中做比例係數，上述推導基於默認k＝1的條件下，同樣的，在將l0及li疊加至ls時及利用平均卷徑計算各軸的卷徑dn均時，數值需要經過濾波處理，因為圈數信息因實時性等問題會存在波動。在實時性要求較高的情況下，加入濾波處理可以減少長度的計算誤差。所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限製本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。

技術特征：

1.一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述方法包括以下步驟：

s1：係統通過傳感器獲取複卷機的圈數n；

s2：利用圈數n得到圈數偏差值δn，根據當前軸的卷徑、機械傳動比參數k及圈數偏差值δn計算單位時間內的偏移長度li，並將li疊加到係統長度偏移ls；

s3：各軸根據係統長度偏移ls計算自身的單位時間內的長度差δls，計算出各軸的卷徑dn。

2.根據權利要求1所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述步驟s2包括以下步驟：

s21：通過當前軸的卷徑計算當前軸的周長；

s22：利用當前軸的周長與單位時間內的圈數n算出單位時間內的偏移長度li；

s23：將偏移長度li與係統初始長度l0相加得出係統長度偏移ls。

3.根據權利要求2所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述步驟s22中，所述偏移長度li需進行濾波處理後才疊加到所述係統長度偏移ls中。

4.根據權利要求3所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，在所述步驟s23中單位時間內的偏移長度li通過圈數偏差值δn計算獲得。

5.根據權利要求4所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，在所述步驟s2中所述單位時間內的偏移長度li可以通過外部傳感器獲得。

6.根據權利要求5所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述步驟s3包括以下步驟：

s31：各軸根據單位時間內的係統長度ls的長度偏移差δls計算單位時間內複卷機的平均卷徑

s32：利用平均卷徑計算出各軸的卷徑dn。

7.根據權利要求6所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述步驟s32中，所述平均卷徑需要通過濾波處理後，再用於計算卷徑dn。

8.根據權利要求7所述的一種複卷機卷徑的計算方法，其特征在於，所述濾波處理可采用一階濾波算法或移位均值濾波算法。

技術總結

本發明適用於複卷機領域，提供了一種複卷機卷徑的計算方法，所述方法包括以下步驟：係統通過傳感器獲取複卷機的圈數N；利用圈數N得到圈數偏差值δN，根據當前軸的卷徑、機械傳動比參數K及圈數偏差值δN計算單位時間內的偏移長度Li，並將Li疊加到係統長度偏移Ls；各軸根據係統長度偏移Ls計算自身的單位時間內的長度偏移差δLS，計算出各軸的卷徑Dn。本發明提出基於參考距離計算卷徑，其不但提高了計算的精度和穩定性，而且減少了用戶參數的設定，無需設置大香蕉三级电影厚度，初始卷徑等相關參數，降低了人工成本，維護成本和設備成本。

技術研發人員：李剛

受保護的技術使用者：深圳市百盛傳動有限公司

技術研發日：2020.04.24

技術公布日：2020.08.07