[发明专利]一种纱线恒张力控制装置、方法及系统

说明书

本发明涉及碳纤维展纤技术领域，尤其涉及一种纱线恒张力控制装置，包括恒张力放卷组件，纱线摆杆，平板收卷组件、两储纱杆以及一砝码。将恒张力放卷组件中的纱线缠绕过纱线摆杆后，再通过两储纱杆，通过在两储纱杆之间放置一砝码的方式实现张力恒定控制。通过利用在收卷板和纱筒之间设置纱线摆杆和储纱杆的结构使收卷板在转动时，纱线上的张力保持不变，克服了收卷板转动时，其上纱线线速度变速的问题，通过控制纱筒转速使储纱杆之间的砝码维持悬空状态，从而使张力恒定，与现有技术相比，本发明结构简单，控制方便易于实现。

技术领域

本发明涉及碳纤维展纤技术领域，尤其涉及一种纱线恒张力控制装置、方法及系统。

背景技术

大丝束碳纤维制备技术是其碳纤维行业实现低成本化的关键技术之一，大丝束也是碳纤维在工业领域大面积应用的主要技术路径。相比小丝束，大丝束碳纤维的生产效率更高，在复合材料制备过程中的铺层效率也更高，生产成本却能降低约30%以上。

碳纤维展纤工艺，是指将纱筒上的纱放出并扩展到某一特定的宽度，然后均匀的缠绕在一收卷装置上，这其中最重要的工艺要求之一就是控制纱线张力，现有技术中多采用转速差法来控制纱线张力，即收卷速度和放卷速度有一定差值，利用此差值使纱线保持恒定的张力，然而这种方法仅仅适用于收卷装置为圆柱的结构，当收卷装置为板状结构时，纱线缠绕在板上做变速运动，很难控制缠绕在收卷板上的纱线速度，因此很难控制在板状收卷装置上纱线的张力恒定。

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，以期创设一种纱线恒张力控制装置、方法及系统，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种纱线恒张力控制装置、方法及系统，实现纱线恒张力控制。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种纱线恒张力控制装置，该装置包括：

恒张力放卷组件，包括纱筒和纱筒驱动装置，纱筒用于存储纱线，纱筒驱动装置与纱筒连接并驱动纱筒转动，从而使纱线从纱筒上放出；

纱线摆杆，摆动设置，其自由端设置有供纱线绕过的纱辊，当纱线上张力变化时，纱线摆杆跟随纱线张力大小而产生摆动，从而控制张力恒定；

平板收卷组件，包括收卷板和收卷驱动装置，收卷驱动装置驱动收卷板匀速转动，使纱线缠绕在收卷板上。

进一步地，该装置还包括至少两储纱杆，经过纱线摆杆的纱线从两所述储纱杆上经过，且两储纱杆之间设置有一砝码，砝码与纱线滑动接触并依靠其自身重力将纱线存储于两储纱杆之间，在展纤过程中，所述砝码一直被两储纱杆之间的纱线吊起设置。

其中，所述纱线摆杆的转轴上设置有拉力组件，以限制纱线摆杆的转动所需力的大小；所述纱筒驱动装置和收卷驱动装置为步进电机或伺服电机。

第二方面，本发明提供一种纱线恒张力控制方法，包括如下步骤：

转动纱筒，将其上的纱线引出并依次穿过纱线摆杆、两储纱杆，至将引出的纱线端部固定在收卷板上停止转动；

悬挂一砝码与两储纱杆之间的纱线上；

转动纱筒，使砝码由于其自身重力而下降，从而存储纱线于两储纱杆之间；

转动收卷板，使纱线缠绕在收卷板上；

控制纱筒的转动速度，使砝码维持悬挂在两储纱杆之间的状态。

进一步的，所述控制纱筒的转动速度，包括如下两种情况：

当砝码往下降时，降低纱筒的转速，从而减少两储纱杆之间的储纱量，使砝码慢慢上升；