[发明专利]光纤陀螺绕线机的光纤张力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤陀螺绕线机的光纤张力控制方法，用于控制光纤陀螺绕线机绕光纤时的张力控制。

背景技术

光纤陀螺属于高精度的传感器，对绕制在光纤环上的光纤的松紧非常敏感。光纤绕制的均匀，可以提高光纤陀螺的精度和可靠性。如何在绕制光纤环时，控制光纤的张力，是光纤陀螺绕线机要解决的关键问题。通过检测张紧轮的位置变化，进行PID(比例-积分-微分)控制，可以很好的解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是为实现绕制的光纤环张力均匀，提出一种光纤陀螺绕线机的光纤张力控制方法。

本发明的光纤陀螺绕线机的光纤张力控制方法，其特征是在光纤放线环至绕制工作环之间设置光纤引导轮和张紧轮，并使张紧轮骑跨在两个引导轮之间的光纤上，将张紧轮的轴与连杆的一端铰连，连杆的另一端与旋转电位器的中心轴固定，利用旋转电位器将张紧轮的位置信号转换成电压信号输给控制放线电机转速的主控电路改变放线速度，保持光纤张力恒定。

本发明方法中，可采用由主控电路的恒流源模块给旋转电位器加载恒定电流，使旋转电位器轴的旋转角度和其上的输出电压成正比，其输出电压作为反馈信号传到主控电路，由主控电路进行比例-积分-微分处理，产生控制放线电机的放线速度信号。

张紧轮凭借自身重力给光纤加以恒定张力，当绕线机光纤张力发生变化时，光纤会使张紧轮的位置发生改变。张紧轮的位置变化，会通过连杆带动旋转电位器的轴转动，使旋转电位器的阻值发生变化。主控电路在旋转电位器上加有恒定电流，阻值的变化会使旋转电位器上的电压变化，根据欧姆定律，电压的变化正比于阻值的变化。而旋转电位器的特性决定了其轴旋转的角度和其阻值的变化呈线性关系，因此旋转电位器上的电压变化，正比于张紧轮的位置变化。主控电路检测旋转电位器上的电压变化，对电压变化量做PID处理，产生控制信号，送到放线电机上。放线电机采用快速响应交流伺服电机，可以快速响应调速信号，改变放线速度，使光纤张力迅速恢复恒定值。

本发明采用张紧轮调整张力，可以缓冲张力剧烈突变，防止光纤绕制过程中，外界强扰动产生的光纤断裂现象。该控制方法可以满足各种光纤环绕制的张力控制，绕制的光纤环张力均匀，效果良好。

附图说明

图1为一种光纤陀螺绕线机张力控制结构示意图；

图2为光纤陀螺绕线机的光纤张力控制流程图。

具体实施方式

图1为实现本发明方法的一种光纤陀螺绕线机张力控制结构示意图。图示具体实例中，光纤陀螺绕线机的张力控制结构包括张紧轮1，两个装置在机架8支撑杆上可转动的引导轮4-1和4-2，带动放线环6旋转的电机3和连杆7，放线环6上的光纤5依次经第一引导轮4-1、张紧轮1和第二引导轮4-2缠绕到工作环9上，其中，张紧轮1骑跨在两个引导轮4-1、4-2之间的光纤5上，张紧轮1的轴与连杆的一端铰连，连杆的另一端与旋转电位器的中心轴固定，利用旋转电位器将张紧轮的位置信号转换成电压信号输给控制放线电机转速的主控电路，改变放线速度，保持光纤张力恒定。

放线电机采用交流伺服电机，以便于可以实现快速响应，改变放线速度。光纤陀螺绕线机的光纤张力控制流程如图2所示，当绕线机光纤张力发生变化时，光纤会使张紧轮的位置发生改变。张紧轮通过连杆带动旋转电位器的轴转动，使旋转电位器的阻值发生变化，旋转电位器阻值的变化会使旋转电位器上的电压改变，主控电路检测到旋转电位器的电压变化，对电压变化量做PID处理，经PID处理后产生的控制信号，输给带动放线转动的放线电机，改变放线速度，使张力恢复恒定值。