一種多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和利用它的閉環(huán)控制纏紗方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)螺栓套進(jìn)行纏紗的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和利用它的閉環(huán)控制纏紗方法。該多軸自動(dòng)纏紗機(jī)包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)線器、參考零點(diǎn)定位傳感器、松緊度傳感器、箱體、顯示和輸入裝置以及控制器，該控制器基于來自參考零點(diǎn)定位傳感器的信號(hào)，定位纖維紗纏繞起點(diǎn)，根據(jù)從顯示和輸入裝置輸入的纖維紗纏繞參數(shù)，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗，對(duì)松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度。
【專利說明】一種多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和利用它的閉環(huán)控制纏紗方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在使用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的葉片預(yù)埋螺栓套上自動(dòng)纏繞纖維紗的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和利用該多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的閉環(huán)控制纏紗方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是葉片根端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流技術(shù)分為以下兩種:一種為后打孔葉片，即葉片生產(chǎn)成型之后使用打孔機(jī)對(duì)葉根進(jìn)行徑向和軸向打孔以用于安裝徑向螺栓和軸向螺栓；另一種為預(yù)埋葉片，即在葉片生產(chǎn)過程中直接將帶有內(nèi)螺紋的預(yù)埋螺栓套鋪設(shè)于纖維布中，葉片成型后無需使用打孔機(jī)再次打孔。
[0003]預(yù)埋螺栓套在鋪設(shè)之前，需要使用纖維紗將螺栓套凹槽均勻纏繞使之與螺栓套外徑相同，同時(shí)使相鄰兩個(gè)凹槽之間過渡平滑，纖維紗纏繞后直徑與螺栓套外徑誤差范圍為±2_?，F(xiàn)有技術(shù)中預(yù)埋螺栓套的纖維紗纏繞均為人工手動(dòng)進(jìn)行纏繞或者通過使用減速電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)纏繞，上述纏繞方式存在每人次僅能纏繞I根螺栓套，效率低下人工成本較高，且纏繞松緊度無法得到確保等問題，故此，對(duì)預(yù)埋螺栓套浸漬及預(yù)埋質(zhì)量產(chǎn)生較大安全隱串
■/Q1、O


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的纖維紗纏繞松緊度控制不良、纏紗效率較低、纏紗質(zhì)量存在安全隱患等缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)螺栓套進(jìn)行纏繞的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和利用該多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的閉環(huán)控制纏紗方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)螺栓套進(jìn)行纏紗的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其包括:使用于固定螺栓套的多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；使纖維紗相對(duì)于上述螺栓套軸向移動(dòng)的軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)；將纖維紗引導(dǎo)至上述螺栓套的上方，在纖維紗纏繞過程中保持纖維紗沿著上述螺栓套正中上方移動(dòng)的導(dǎo)線器；定位參考零點(diǎn)，從而定位纖維紗纏繞起點(diǎn)的參考零點(diǎn)定位傳感器；測(cè)定纖維紗的松緊度的松緊度傳感器；在內(nèi)部空間存放纖維紗的箱體；顯示和輸入裝置，其用于顯示和修改各個(gè)纖維紗纏繞參數(shù)；和控制器，其基于來自上述參考零點(diǎn)定位傳感器的信號(hào)，定位纖維紗纏繞起點(diǎn)，根據(jù)從顯示和輸入裝置輸入的各個(gè)上述纖維紗纏繞參數(shù)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗，對(duì)上述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度。
[0006]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)使用多凹槽多平棱的螺栓套。
[0007]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)利用螺栓套固定卡簧將上述螺栓套固定于上述旋轉(zhuǎn)軸，該螺栓套固定卡簧包括固定部分、活動(dòng)部分和彈簧，其中上述固定部分用于固定上述螺栓套固定卡簧，上述活動(dòng)部分通過調(diào)節(jié)上述彈簧的行程進(jìn)行不同長(zhǎng)度螺栓套的固定。
[0008]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的上述控制器具有PLC控制芯片，在PLC控制芯片的各個(gè)接口連接開關(guān)電源、顯示和輸入裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、松緊度傳感器、參考零點(diǎn)定位傳感器、控制開關(guān)等。
[0009]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)中，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸連接的聯(lián)軸器和使多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的皮帶，上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與絲杠連接的聯(lián)軸器和絲杠。
[0010]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)中，在上述顯示和輸入裝置連接有在線記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，對(duì)纏紗過程中的螺栓套批次和松緊度信號(hào)進(jìn)行記錄。
[0011]另外，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)在將上述偏差信號(hào)反饋至上述驅(qū)動(dòng)器之前，還設(shè)置有松緊度偏差報(bào)警裝置，當(dāng)上述偏差信號(hào)超出允許偏差時(shí)，上述控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)同時(shí)自動(dòng)停止工作。
[0012]本發(fā)明還提供一種使用本發(fā)明的上述多軸自動(dòng)纏機(jī)機(jī)進(jìn)行纏紗的閉環(huán)控制纏紗方法，在要纏紗的螺栓套規(guī)格與預(yù)定的規(guī)格相同時(shí)，包括下述步驟:通過上述顯示和輸入裝置向上述控制器輸入預(yù)定的各個(gè)上述纖維紗纏繞參數(shù)；將多個(gè)上述螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，利用上述螺栓套固定卡簧將上述螺栓套固定，并定位參考零點(diǎn)；將多根纖維紗通過各自的上述導(dǎo)線器引導(dǎo)至上述螺栓套的纏紗起點(diǎn)，將纖維紗固定于纏紗起點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗；在纖維紗的纏繞過程中，對(duì)上述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度；在纖維紗將上述螺栓套的最后一個(gè)凹槽填平后，上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回至參考零點(diǎn)并停止，將纖維紗剪斷打結(jié)并卸下螺栓套，完成纏紗。
[0013]本發(fā)明還提供一種使用本發(fā)明的上述多軸自動(dòng)纏機(jī)機(jī)進(jìn)行纏紗的閉環(huán)控制纏紗方法，在要纏紗的螺栓套規(guī)格與預(yù)定的規(guī)格不同時(shí)，包括下述步驟:通過上述顯示和輸入裝置向上述控制器輸入新規(guī)格的螺栓套的各個(gè)上述纖維紗纏繞參數(shù)；將多個(gè)上述螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)整上述螺栓套固定卡簧的行程來固定新規(guī)格的螺栓套，調(diào)整并定位上述參考零點(diǎn)傳感器的參考零點(diǎn)，使得能夠匹配新規(guī)格的螺栓套的纖維紗纏繞起點(diǎn)；將多根纖維紗通過各自的上述導(dǎo)線器引導(dǎo)至上述螺栓套的纏紗起點(diǎn)，將纖維紗固定于上述纏紗起點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗；在纖維紗的纏繞過程中，對(duì)上述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度；在纖維紗將上述螺栓套的最后一個(gè)凹槽填平后，上述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回至參考零點(diǎn)并停止，將纖維紗剪斷打結(jié)，將螺栓套卸下，完成纏紗。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的纖維紗纏繞松緊度控制不良、纏紗效率較低、纏紗質(zhì)量存在安全隱患等缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為表示本發(fā)明多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖。
[0016]圖2為表示本發(fā)明多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意主視圖。
[0017]圖3為螺栓套的示意圖。
[0018]圖4為螺栓套固定卡簧的示意圖。
[0019]圖5為控制器的電氣原理圖。
[0020]圖6為多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的工作流程圖。
[0021]附圖標(biāo)記
[0022]I多軸自動(dòng)纏紗機(jī)
[0023]2旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
[0024]3軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0025]4纖維紗松緊度自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
[0026]5纖維紗導(dǎo)線器
[0027]6參考零點(diǎn)定位傳感器
[0028]7手動(dòng)緊固裝置
[0029]8 箱體
[0030]9控制箱
[0031]10控制器
[0032]IlPLC控制芯片
[0033]12開關(guān)電源
[0034]13顯示和輸入裝置
[0035]14數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
[0036]15松緊度傳感器
[0037]16松緊度偏差報(bào)警器
[0038]17螺栓套
[0039]18纏繞起點(diǎn)
[0040]19 凹槽
[0041]20 平棱
[0042]21螺栓套固定卡簧
[0043]22固定部分
[0044]23活動(dòng)部分
[0045]24 彈簧
[0046]LI固定卡簧的活動(dòng)部分
[0047]A1、A2伺服驅(qū)動(dòng)器
[0048]Ml、M2伺服電機(jī)

【具體實(shí)施方式】
[0049]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。本發(fā)明并不限定于下述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。
[0050]首先，參照?qǐng)D1和圖2，說明本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的結(jié)構(gòu)。其中，圖1為表示本發(fā)明多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意側(cè)視圖。圖2為表示本發(fā)明多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意主視圖。
[0051]圖1中，I表示本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)。其中，2為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸連接的聯(lián)軸器和使多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的皮帶，該旋轉(zhuǎn)軸用于固定即將纏紗的螺栓套。3為軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與絲杠連接的聯(lián)軸器和絲杠，該絲杠使纖維紗相對(duì)于螺栓套軸向移動(dòng)。4松緊度傳感器，其對(duì)纖維紗的松緊度進(jìn)行測(cè)定。5為導(dǎo)線器，其主要作用是將纖維紗引導(dǎo)至對(duì)應(yīng)螺栓套上方，在纖維紗纏繞過程中保持纖維紗沿著螺栓套正中上方移動(dòng)。6為參考零點(diǎn)定位傳感器，其主要作用是定位參考零點(diǎn)，以精確定位纖維紗纏繞起始點(diǎn)。7為手動(dòng)緊固裝置，其主要作為是在將螺栓套放置于對(duì)應(yīng)位置后，通過手動(dòng)緊固裝置將螺栓套固定，以保證螺栓套跟隨旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)I進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。8為箱體，其內(nèi)部空間用于纖維紗存放。另外，如圖2所示，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)還具有觸摸屏13(相當(dāng)于本發(fā)明的“顯示和輸入裝置”。另外，本發(fā)明的“顯示和輸入裝置”并不限定于觸摸屏，只要是能夠顯示并輸入數(shù)據(jù)的裝置即可。)(參照?qǐng)D6)和控制箱9。該觸摸屏13主要用于顯示纖維紗纏繞松緊度、螺栓套纏繞個(gè)數(shù)等數(shù)據(jù)，并能夠通過觸摸該觸摸屏來修改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)纏繞不同規(guī)格螺栓套的功能。該控制箱9中內(nèi)置有控制器10 (參照?qǐng)D6)，對(duì)多軸自動(dòng)纏紗機(jī)I的動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0052]如圖2所示，本實(shí)施方式的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)I例如具有6個(gè)軸，能夠同時(shí)對(duì)6根螺栓套進(jìn)行纏紗。
[0053]圖3為螺栓套的示意圖。本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)所使用的螺栓套為多凹槽多平棱的螺栓套。圖中19表示凹槽，圖示的螺栓套17具有9個(gè)凹槽。20表示平棱，圖示的螺栓套17具有8個(gè)平棱，18為纖維紗的纏繞起點(diǎn)。作為一個(gè)例子，該螺栓套的長(zhǎng)度為360mm、凹槽寬度為15mm、平棱寬度為20臟、直徑為62mm。
[0054]在纖維紗纏繞時(shí)，纖維紗從纏繞起點(diǎn)18處打結(jié)固定，在凹槽19內(nèi)均勻輔滿后從平棱20上平滑過渡至第二個(gè)凹槽處，依次類推直至在所有凹槽都均勻纏繞后將纖維紗裁剪并打結(jié)固定。
[0055]圖4是螺栓套固定卡簧的示意圖，該螺栓套固定卡簧用于將螺栓套固定于旋轉(zhuǎn)軸。如圖所示，螺栓套固定卡簧21包括固定部分22、活動(dòng)部分23和彈簧24，其中固定部分22與多軸自動(dòng)纏紗機(jī)I連接以固定螺栓套固定卡簧21，活動(dòng)部分23通過調(diào)節(jié)彈簧24的行程以進(jìn)行不同長(zhǎng)度螺栓套的固定。在本實(shí)施方式中，螺栓套固定卡簧21的活動(dòng)部分23的有效行程例如為7cm，即能夠滿足自基礎(chǔ)長(zhǎng)度起7cm長(zhǎng)度范圍內(nèi)不同螺栓套的固定。
[0056]圖5是控制器的電氣原理圖。本實(shí)施方式的控制器10內(nèi)設(shè)有PLC控制芯片11，在PLC控制芯片11的各個(gè)接口連接有DC24V開關(guān)電源12、觸摸屏13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14、松緊度傳感器15、參考零點(diǎn)定位傳感器6、控制開關(guān)SB1、SB2、SB3。其中，開關(guān)電源12的作用為將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電壓，對(duì)PLC控制芯片和觸摸屏等元件提供電源。
[0057]如圖所示，觸摸屏13的輸入端與開關(guān)電源12連接，觸摸屏13的數(shù)據(jù)端連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15，觸摸屏13的RS232通信接口與PLC控制芯片11的RS232接口連接。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的伺服電機(jī)Ml的輸入端和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的伺服電機(jī)M2的輸入端分別連接于伺服驅(qū)動(dòng)器A1、A2的輸出端。伺服驅(qū)動(dòng)器Al、A2主要用于控制對(duì)應(yīng)伺服電機(jī)M1、M2的轉(zhuǎn)速快慢，通過伺服驅(qū)動(dòng)器能夠快速調(diào)節(jié)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，以保證纖維紗行走速度與螺栓套旋轉(zhuǎn)速度匹配，從而使得纖維紗纏繞均勻。伺服驅(qū)動(dòng)器A1、A2的輸入端分別連接于中間繼電器KAl、KA2的常開觸點(diǎn)。該中間繼電器KA1、KA2與PLC控制芯片的輸出端子QO、Ql連接。伺服驅(qū)動(dòng)器A1、A2的通信端通過RS485與PLC控制芯片RS485通信接口連接。松緊度傳感器的輸出端接入PLC控制芯片11的Il接口。參考零點(diǎn)傳感器的輸出端接入PLC控制芯片11的12接口。松緊度偏差報(bào)警器與PLC控制芯片11的Q2接口連接。三個(gè)控制開關(guān)SB1、SB2、SB3分別與PLC控制芯片11的14、15、16接口連接。其中，控制開關(guān)SB3是停止按鈕，在纏紗機(jī)的工作過程中，如果出現(xiàn)故障或臨時(shí)需要停止工作，則按下控制開關(guān)SB3使設(shè)備停止。
[0058]根據(jù)圖6說明本發(fā)明的利用多軸自動(dòng)纏紗機(jī)的閉環(huán)控制纏紗方法。在即將纏紗的螺栓套規(guī)格與預(yù)定的規(guī)格相同時(shí)，該閉環(huán)控制纏紗方法的步驟如下所述。
[0059]首先，通過設(shè)置于觸摸屏上的虛擬鍵盤向控制器的PLC控制芯片11輸入預(yù)定的各項(xiàng)尺寸參數(shù)。該各項(xiàng)尺寸參數(shù)包括螺栓套長(zhǎng)度和直徑、螺栓套凹槽數(shù)量和平棱數(shù)量、螺栓套凹槽直徑和寬度、平棱寬度、伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速等。
[0060]接著，將多根預(yù)埋螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，利用螺栓套固定卡簧將螺栓套固定。當(dāng)按下參考零點(diǎn)自動(dòng)尋找按鈕SB2時(shí)，軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的伺服電機(jī)工作，多軸自動(dòng)纏紗機(jī)I自動(dòng)尋找參考零點(diǎn)并在到位后使軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)自動(dòng)停止。
[0061]然后，將多根纖維紗通過各自的導(dǎo)線器引導(dǎo)至螺栓套纏紗起點(diǎn)處，使纖維紗從纏紗起點(diǎn)起逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周并打結(jié)固定。當(dāng)按下纏紗機(jī)運(yùn)行按鈕SBl時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2的伺服電機(jī)和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的伺服電機(jī)同時(shí)工作，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2以第一速度帶動(dòng)螺栓套逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3牽引導(dǎo)線器按照規(guī)定速度帶動(dòng)纖維紗沿螺栓套軸向行走，當(dāng)導(dǎo)線器行走至凹槽邊緣時(shí)纖維紗將凹槽填平。之后旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2以第二速度帶動(dòng)螺栓套逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)導(dǎo)線器使纖維紗平滑通過螺栓套的平棱而到達(dá)第二凹槽起點(diǎn)。之后重復(fù)上述動(dòng)作。
[0062]在上述纖維紗的纏繞過程中，控制器10對(duì)松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，判斷松緊度是否正常。當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差即松緊度存在異常時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至伺服驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)的速度，由此控制相對(duì)應(yīng)的纖維紗纏繞速度和纖維紗松緊度。在松緊度偏小時(shí)，調(diào)大軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在松緊度偏大時(shí)，調(diào)小軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在松緊度處于正常區(qū)間時(shí)持續(xù)進(jìn)行纏紗。
[0063]之后，軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)纖維紗將最后一個(gè)凹槽填平后自動(dòng)返回至參考零點(diǎn)并停止，使用剪刀將各個(gè)纖維紗剪斷打結(jié)，依次將螺栓套卸下，完成纏紗。
[0064]以上是所使用的螺栓套規(guī)格與預(yù)定規(guī)格相同的情況下的閉環(huán)控制纏紗方法。在所使用的螺栓套規(guī)格改變，即長(zhǎng)度和凹槽尺寸等參數(shù)改變時(shí)，圖6所示的閉環(huán)控制纏紗方法的步驟中的“固定螺栓套，定位參考零點(diǎn)”的步驟以下述方式進(jìn)行:將多根預(yù)埋螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)整螺栓套固定卡簧的行程，即根據(jù)新規(guī)格的螺栓套實(shí)際長(zhǎng)度增加或者減少卡簧的行程，使之能夠緊密固定新規(guī)格的螺栓套。而且調(diào)整參考零點(diǎn)傳感器的起點(diǎn)檢測(cè)位置，使之匹配新規(guī)格螺栓套的纖維紗纏繞起點(diǎn)。當(dāng)按下參考零點(diǎn)自動(dòng)尋找按鈕SB2時(shí)，軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的伺服電機(jī)工作，多軸自動(dòng)纏紗機(jī)I自動(dòng)尋找參考零點(diǎn)并在到位后使軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)自動(dòng)停止。
[0065]在上述兩種閉環(huán)控制纏紗方法中纖維紗的纏繞松緊度允許有偏差，其偏差值應(yīng)低于0.5%。在將該偏差信號(hào)反饋至伺服電機(jī)之前，還設(shè)置有松緊度偏差報(bào)警裝置。當(dāng)纖維紗松緊度差異超出允許誤差，伺服電機(jī)無法完成轉(zhuǎn)速調(diào)整時(shí)，PLC控制芯片11發(fā)出報(bào)警信號(hào)，使控制器10中與PLC控制芯片11連接的報(bào)警燈閃爍，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)停止工作。通過設(shè)置該松緊度偏差報(bào)警裝置，能夠保證各螺栓套凹槽內(nèi)所纏繞的纖維紗松緊度的正確性。
[0066]本發(fā)明通過采用上述多軸自動(dòng)纏紗機(jī)和閉環(huán)控制纏紗方法，能夠獲得以下有益效果。本發(fā)明的軸向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠通過調(diào)節(jié)螺栓套固定卡簧的行程來與不同長(zhǎng)度螺栓套匹配，與現(xiàn)有技術(shù)相比，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)空白。另外，纖維紗對(duì)螺栓套的纏繞松緊度可控且可自動(dòng)調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)不同規(guī)格的螺栓套實(shí)現(xiàn)不同的纖維紗松緊度。而且，通過對(duì)PLC預(yù)設(shè)程序自動(dòng)獲取動(dòng)態(tài)的纖維紗松緊度，自動(dòng)輸出控制信號(hào)用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速和軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，能夠使纖維紗按照預(yù)定的松緊度區(qū)間進(jìn)行纏繞，杜絕了人工纏繞纖維紗所引起的纏繞松緊度隨機(jī)性較大而造成浸漬不良的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量帶來較大提升。
[0067]進(jìn)一步，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)能夠一次性纏繞多個(gè)預(yù)埋螺栓套，且纏繞速度相對(duì)人工纏繞效率得到較大提升，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，單臺(tái)多軸自動(dòng)纏紗機(jī)可替代4個(gè)人工，人力資源成本得到節(jié)約。
[0068]此外，控制器內(nèi)設(shè)有PLC控制芯片、松緊度偏差報(bào)警器，在線記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與觸摸屏連接。由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器對(duì)纏紗過程的批次和松緊度信號(hào)進(jìn)行記錄，按照預(yù)設(shè)定程序完成實(shí)時(shí)記錄，同時(shí)可動(dòng)態(tài)顯示纖維紗纏繞批次和對(duì)應(yīng)松緊度，當(dāng)松緊度偏差超過所允許范圍時(shí)觸發(fā)偏差報(bào)警并自動(dòng)停機(jī)?？刂破魍ㄟ^觸摸屏可快捷更改纖維紗松緊度、允許誤差范圍和螺栓套的各尺寸數(shù)據(jù)。本設(shè)備不僅可以滿足固定規(guī)格的螺栓套纖維紗纏繞工作，當(dāng)需要更換新規(guī)格螺栓套時(shí)，只需要通過觸摸屏修改新螺栓套尺寸數(shù)據(jù)和松緊度范圍等即可滿足纏繞需要。正常情況下，只需要輸入一次參數(shù)，本纏紗機(jī)即可持續(xù)纏繞該規(guī)格的螺栓套。
[0069]而且，本發(fā)明的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠有效保證纖維紗纏繞松緊度的準(zhǔn)確性，使用松緊度傳感器發(fā)出反饋控制信號(hào)，控制器的PLC控制芯片根據(jù)所反饋的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并自動(dòng)調(diào)節(jié)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制其旋轉(zhuǎn)或行走的速度，有效降低了纖維紗纏繞松緊度不一致現(xiàn)象。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)螺栓套進(jìn)行纏紗的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于，包括: 使用于固定螺栓套的多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)； 使纖維紗相對(duì)于所述螺栓套軸向移動(dòng)的軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)； 將纖維紗引導(dǎo)至所述螺栓套的上方，在纖維紗纏繞過程中保持纖維紗沿著所述螺栓套正中上方移動(dòng)的導(dǎo)線器； 定位參考零點(diǎn)，從而定位纖維紗纏繞起點(diǎn)的參考零點(diǎn)定位傳感器； 測(cè)定纖維紗的松緊度的松緊度傳感器； 在內(nèi)部空間存放纖維紗的箱體； 顯示和輸入裝置，其用于顯示和修改各個(gè)纖維紗纏繞參數(shù)；和控制器，其基于來自所述參考零點(diǎn)定位傳感器的信號(hào)，定位纖維紗纏繞起點(diǎn)，根據(jù)從顯示和輸入裝置輸入的各個(gè)所述纖維紗纏繞參數(shù)，驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗，對(duì)所述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度。
2.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 使用的所述螺栓套為多凹槽多平棱的螺栓套。
3.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 利用螺栓套固定卡簧將所述螺栓套固定于所述旋轉(zhuǎn)軸，該螺栓套固定卡簧包括固定部分、活動(dòng)部分和彈簧，其中所述固定部分用于固定所述螺栓套固定卡簧，所述活動(dòng)部分通過調(diào)節(jié)所述彈簧的行程進(jìn)行不同長(zhǎng)度螺栓套的固定。
4.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 所述控制器具有PLC控制芯片，在PLC控制芯片的各個(gè)接口連接開關(guān)電源、顯示和輸入裝置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、松緊度傳感器、參考零點(diǎn)定位傳感器、控制開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸連接的聯(lián)軸器和使多個(gè)旋轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)的皮帶，所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、將伺服電機(jī)與絲杠連接的聯(lián)軸器和絲杠。
6.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 在所述顯示和輸入裝置連接有在線記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，對(duì)纏紗過程中的螺栓套批次和松緊度信號(hào)進(jìn)行記錄。
7.如權(quán)利要求1所述的多軸自動(dòng)纏紗機(jī)，其特征在于: 在將所述偏差信號(hào)反饋至所述驅(qū)動(dòng)器之前，還設(shè)置有松緊度偏差報(bào)警裝置，當(dāng)所述偏差信號(hào)超出允許偏差時(shí)，所述控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)同時(shí)自動(dòng)停止工作。
8.一種使用權(quán)利要求1?7所述的多軸自動(dòng)纏機(jī)機(jī)進(jìn)行纏紗的閉環(huán)控制纏紗方法，其特征在于，在要纏紗的螺栓套規(guī)格與預(yù)定的規(guī)格相同時(shí)，包括下述步驟: 通過所述顯示和輸入裝置向所述控制器輸入預(yù)定的各個(gè)所述纖維紗纏繞參數(shù)； 將多個(gè)所述螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，利用所述螺栓套固定卡簧將所述螺栓套固定，并定位參考零點(diǎn)； 將多根纖維紗通過各自的所述導(dǎo)線器引導(dǎo)至所述螺栓套的纏紗起點(diǎn)，將纖維紗固定于纏紗起點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗； 在纖維紗的纏繞過程中，對(duì)所述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度； 在纖維紗將所述螺栓套的最后一個(gè)凹槽填平后，所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回至參考零點(diǎn)并停止，將纖維紗剪斷打結(jié)并卸下螺栓套，完成纏紗。
9.一種使用權(quán)利要求1?7所述的多軸自動(dòng)纏機(jī)機(jī)進(jìn)行纏紗的閉環(huán)控制纏紗方法，其特征在于，在要纏紗的螺栓套規(guī)格與預(yù)定的規(guī)格不同時(shí)，包括下述步驟: 通過所述顯示和輸入裝置向所述控制器輸入新規(guī)格的螺栓套的各個(gè)所述纖維紗纏繞參數(shù)； 將多個(gè)所述螺栓套一一對(duì)應(yīng)地插入各自的固定旋轉(zhuǎn)軸，調(diào)整所述螺栓套固定卡簧的行程來固定新規(guī)格的螺栓套，調(diào)整并定位所述參考零點(diǎn)傳感器的參考零點(diǎn)，使得能夠匹配新規(guī)格的螺栓套的纖維紗纏繞起點(diǎn)； 將多根纖維紗通過各自的所述導(dǎo)線器引導(dǎo)至所述螺栓套的纏紗起點(diǎn)，將纖維紗固定于所述纏紗起點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行纏紗； 在纖維紗的纏繞過程中，對(duì)所述松緊度傳感器的檢測(cè)結(jié)果與預(yù)設(shè)的松緊度參數(shù)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，將該偏差信號(hào)反饋至所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)該偏差信號(hào)，調(diào)整所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度和所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度，由此控制纖維紗纏繞速度和松緊度； 在纖維紗將所述螺栓套的最后一個(gè)凹槽填平后，所述軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)自動(dòng)返回至參考零點(diǎn)并停止，將纖維紗剪斷打結(jié)，將螺栓套卸下，完成纏紗。
【文檔編號(hào)】B65H54/28GK104444578SQ201410573443
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】楊帥, 高陽, 任洪偉, 劉建, 尹秀云 申請(qǐng)人:中材科技風(fēng)電葉片股份有限公司