[发明专利]数控纤维缠绕张力施加系统及方法

权利要求书

1.一种数控纤维缠绕张力施加系统，其特征在于，包括安装本体、斜置辊轴、平置辊轴、张力检测系统；

其中，所述斜置辊轴和所述平置辊轴相邻设置在所述安装本体；所述斜置辊轴的轴线和所述平置辊轴的轴线呈设定角度，从而所述斜置辊轴的一端与所述平置辊轴的一端之间形成第一张口端，所述斜置辊轴的另一端与所述平置辊轴的另一端之间形成第二张口端；所述第一张口端的宽度大于第二张口端的宽度；

所述斜置辊轴设置在所述平置辊轴的一侧面，所述张力检测系统设置在所述平置辊轴的另一侧面；

所述张力检测系统包括第一过线轮、第二过线轮、第三过线轮、第四过线轮、第五过线轮以及第六过线轮；

其中，第一过线轮、第二过线轮、第三过线轮、第四过线轮、第五过线轮以及第六过线轮依次排列；第一过线轮与平置辊轴相邻设置；

第一过线轮的下侧面低于所述平置辊轴的上侧面；第二过线轮的上侧面、第三过线轮的上侧面高于所述第一过线轮的下侧面；

第四过线轮、第五过线轮设置在第三过线轮的下侧；所述第六过线轮的上侧面高于第四过线轮的下侧面和第五过线轮的下侧面。

2.根据权利要求1所述的数控纤维缠绕张力施加系统，其特征在于，还包括第一制动器以及第二制动器；

其中，所述第一制动器连接所述斜置辊轴；所述第二制动器连接所述平置辊轴。

3.根据权利要求1所述的数控纤维缠绕张力施加系统，其特征在于，所述张力检测系统还包括传感器连接件和扭矩传感器；

所述传感器连接件连接所述扭矩传感器的检测端；所述传感器连接件一端连接第三过线轮，另一端连接第四过线轮。

4.根据权利要求2所述的数控纤维缠绕张力施加系统，其特征在于，还包括数字控制器；

所述数字控制器电连接所述张力检测系统的扭矩传感器、第一制动器以及第二制动器。

5.一种数控纤维缠绕张力施加方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的数控纤维缠绕张力施加系统，包括如下步骤：

步骤1：将纤维纱从第一张口端开始置纱，具体为，纤维纱与斜置辊轴接触后，使纤维纱绕平置辊轴半圈，再绕回斜置辊轴，再绕至平置辊轴，直至第二张口端后通过所述张力检测系统穿出；

步骤2：所述数控纤维缠绕张力施加系统中的第一制动器、第二制动器使斜置辊轴和平置辊轴同步，从而将制动扭矩传递至斜置辊轴和平置辊轴上；当制动扭矩传递到斜置辊轴和平置辊轴上时，纤维纱与斜置辊轴、平置辊轴之间会因为有相对运动趋势而产生静摩擦力，进而纤维纱产生张力；

步骤3：所述张力检测系统检测出张力信号，所述张力检测系统的扭矩传感器会将张力信号传递给所述的数控纤维缠绕张力施加系统的数字控制器，数字控制器将扭矩传感器的张力值与输入的设定张力值作比较，按PID算法进行运算，运算生成输出信号，进而根据所述输出信号控制第一制动器、第二制动器调节扭矩改变摩擦力，最终改变纤维纱的张力。