确定卷材厚度及卷径的方法、装置、设备和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定卷材厚度及卷径的方法、装置、设备和系统，在一个实施例中，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，确定卷材厚度的方法包括：在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。本发明专利技术可以准确的确定卷径值。

Method, device, equipment and system for determining coil thickness and coil diameter

【技术实现步骤摘要】
确定卷材厚度及卷径的方法、装置、设备和系统
本专利技术涉及卷材厚度确定以及卷径计算
，尤其涉及一种确定卷材厚度及卷径的方法、装置、设备和系统。
技术介绍
本部分的描述仅提供与本专利技术公开相关的背景信息，而不构成现有技术。出于工艺及产品质量的要求，卷绕机组恒定的张力控制至关重要。卷绕机在收卷或放卷的过程中，卷材的卷径会实时发生变化，而卷径与张力控制之间相互影响。因此，准确的确定卷材的卷径，是保证卷绕机组稳定运行和张力控制的重要前提。虽然超声波传感器能够较为准确的得到卷材的卷径，但受成本较高的制约，难以得到大面积的推广应用。因此，目前在现场应用最多的方式，仍是采用传统的线速度法计算卷径。然而，通过线速度法得到的卷径，常由于受外界因素影响而导致卷径计算不准确。具体的，线速度法计算卷径的公式如下：其中，V为线速度m/s，i为减速器的传动比，n为马达的转速rpm，D为卷径m。线速度V为指令速度。但马达的转速n为实际值，其可能是变化或波动的。由此，导致卷径计算不准确。具体的，如图1所示，以放卷为例，在接收到加速指令后，马达的实际转速会逐渐增大以追随指令转速，至与指令转速相同。在马达加速的过程中，当卷轴的实际转速低于低速临界值即低速中时，依据线速度法计算得到的卷径先迅速增大，在达到最大卷径后又逐渐减小。由于放卷时，卷径应逐渐减小。因此，依据上述方法得到的卷径值，不仅准确性较差，而且还存在卷径计算方向发生反转的问题，即，卷径的变化趋势与放卷方式不相匹配，放卷时卷径却变大。或者，如图2所示，仍以放卷为例，当卷绕机组发生中间轴打滑、卡死等情况时而导致马达的实际转速n发生波动时，依据线速度法计算得的卷径会出现骤增，即卷径变化率过大，从而也会出现上述的卷径计算方向发生反转的问题。应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
基于前述的现有技术缺陷，本专利技术实施例提供了一种确定卷材厚度及卷径的方法、装置、设备和系统，其可以准确的确定卷径值。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。一种确定卷材厚度的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；所述方法包括：在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。一种确定卷材厚度的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转；所述方法包括：在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差以及马达在所述两个时间端点所限定的时长内旋转的圈数；基于所述卷径差以及马达旋转的圈数，根据预设规则，确定卷材的厚度。一种确定卷径的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转；所述方法包括：在基于线速度法计算卷材在卷绕过程中的卷径值时，判断是否发生如下至少一种情况：马达的实际转速小于低速界限值，卷径变化率大于卷径检出值；当上述判断结果为是时，根据预设规则，对卷径进行预测得到卷径预测值，所述预设规则与卷材厚度相关联；将当前的卷径计算值替换为所述卷径预测值。一种确定卷径的方法，包括：在基于线速度法计算卷材在卷绕过程中的卷径值时，判断卷径计算方向是否反转；当上述判断结果为否时，将卷材的卷径计算今回值修正为与卷径计算前回值相等。本专利技术实施例的确定卷径的方法，以及在该方法的专利技术构思的指引下所得到的确定卷径的装置、设备和系统，通过获取不受马达转速变化或波动影响的卷径预测值，并将该较为准确的卷径预测值对当前的卷径计算值进行替换，即采用卷径预测值对当前的卷径值进行更新，从而可以使确定的卷径更为准确。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施例，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施例包括许多改变、修改和等同。针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：图1为采用现有技术的卷径冻结方式来应对马达低速中时的卷径变化曲线图；图2为采用现有技术的卷径冻结方式来应对卷径变化率过大时的卷径变化曲线图；图3为根据本专利技术第一较佳实施例的确定卷径的方法的流程图；图4为卷径变化率过大的检出方式示意图；图5为采用本专利技术的卷径预测和卷径修正来应对马达低速中、卷径变化率过大及卷径计算方向反转的时序分析示意图；图6为根据本专利技术第一较佳实施例的确定卷径的装置的模块图；图7为根据本专利技术第二较佳实施例的确定卷径的方法的流程图；图8为根据本专利技术第二较佳实施例的确定卷径的装置的模块图；图9为根据本专利技术第一较佳实施例的确定卷材厚度的方法的流程图；图10为在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中预定时间段被划分成多个扫描周期的时序分析示意图；图11为根据本专利技术第一较佳实施例的确定卷材厚度的装置的模块图；图12为根据本专利技术第二较佳实施例的确定卷材厚度的方法的流程图；图13为根据本专利技术第二较佳实施例的确定卷材厚度的装置的模块图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定卷材厚度的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；其特征在于，所述方法包括：/n在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；/n基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定卷材厚度的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；其特征在于，所述方法包括：
在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；
基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，所述预定时间段被分隔成多个扫描周期；
则确定卷材厚度的步骤包括：
获取每个所述扫描周期的两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；
基于多个所述扫描周期分别对应的卷径差和脉冲变化量，根据所述预设规则，获得多个厚度值；
将多个所述厚度值的平均值作为卷材厚度。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脉冲变化量根据如下公式得到：



其中，ΔPi为脉冲变化量，j＝1,2,...,m，m为在每个扫描周期内计算的脉冲次数，ΔU为每个扫描周期的两个时间端点处的脉冲变化量。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，



其中，I为扫描周期，F为马达的变频器的处理周期。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设规则如下：
Di＝A*B*C*ΔDi/(2*ΔPi)；
其中，Di为卷材厚度，A*B*C为单层脉冲数，A为马达旋转一圈所对应的脉冲数，B为卷材层数变化一层时卷轴需要旋转的圈数，C为减速器的传动比，ΔDi为卷径差，ΔPi为脉冲变化量。


6.一种确定卷材厚度的装置，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；
确定模块，用于基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。


7.一种确定卷材厚度的设备，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；其特征在于，所述设备包括处理器及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述指令被所述处理器执行时实现包括以下步骤：
在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差和脉冲变化量；
基于所述卷径差和脉冲变化量，根据预设规则，确定卷材厚度，所述预设规则与卷轴的单层脉冲数相关联，所述单层脉冲数为卷轴上的卷材层数变化一层时计数模块统计的脉冲数。


8.一种确定卷材厚度的系统，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转，马达设置有脉冲编码器，计数模块对脉冲编码器发出的脉冲进行计数；其特征在于，所述系统包括处理器及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述指令被所述处理器执行时实现权利要求1至5任意一项所述方法的步骤。


9.一种确定卷材厚度的方法，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转；其特征在于，所述方法包括：
在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差以及马达在所述两个时间端点所限定的时长内旋转的圈数；
基于所述卷径差以及马达旋转的圈数，根据预设规则，确定卷材的厚度。


10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，所述预定时间段被分隔成多个扫描周期；
则确定卷材厚度的步骤包括：
获取每个所述扫描周期内马达旋转的圈数以及每个所述扫描周期的两个时间端点处所对应的卷径差；
基于多个所述扫描周期分别对应的马达旋转的圈数和所述卷径差，根据所述预设规则，获得多个厚度值；
将多个所述厚度值的平均值作为卷材的厚度。


11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，马达在所述两个时间端点所限定的时长内旋转的圈数根据如下公式得到：



其中，两个时间端点所限定的时长为变频器的一个扫描周期，ΔRi为马达的旋转圈数，m为在每个扫描周期内计算的脉冲次数，E为马达的转速，G为马达的级数。


12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，



其中，I为扫描周期，F为马达的变频器的处理周期。


13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预设规则如下：
Di＝C*B*ΔDi/(2*ΔRi)；
其中，Di为卷材厚度，B为卷材层数变化一层时卷轴需要旋转的圈数，C为减速器的传动比，ΔDi为卷径差，ΔRi为马达的旋转圈数。


14.一种确定卷材厚度的装置，卷材卷绕在卷轴上，卷轴通过减速器被马达驱动旋转；其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于在马达的实际速度与指令速度相一致的过程中，获取预定时间段内任意两个时间端点处所对应的卷径差以及马达在所述两个时间端点所限定的时长内旋转的圈数；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，姚海红，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本;JP