專利名稱：高可靠性兩軸纏繞機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及玻璃鋼管道制造行業(yè)，具體涉及一種高可靠性兩軸纏繞機控制裝 置及其控制方法。
技術(shù)背景玻璃鋼管道具有很多優(yōu)點，如耐腐蝕，強度高、流體阻力小、保溫性能好等，使其成 為鋼制管道的最佳替代品廣泛地應(yīng)用在石油、化工和海水淡化等領(lǐng)域。纏繞機是生產(chǎn)玻璃 鋼管道的核心設(shè)備，目前應(yīng)用的數(shù)控纏繞機存在著可靠性低、纏繞精度差等諸多問題。在控 制方法上也有不足之處，已有的玻璃鋼管道的纏繞控制方式是采用工控機加運動控制器模 式，即數(shù)控機床中常用的兩軸協(xié)調(diào)運動的控制方式，將主軸和小車同時作為運動控制對象， 這種控制方式將主要運算和處理都放在了上位機內(nèi)，如果上位機出現(xiàn)死機或其他情況則會 造車整個系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重影響系統(tǒng)可靠性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種應(yīng)用運動控制器Trio MC 206作為控制核心對小車 跟蹤主軸的隨動同步運動，采用電子齒輪控制方式可將傳統(tǒng)的兩軸協(xié)調(diào)的運動控制方式簡 化為小車跟蹤主軸的單伺服運動控制的裝置及其控制方法。上述實用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，其組成包括運動控制器Trio MC206和玻璃鋼管 道纏繞芯膜的軸，所述的運動控制器Trio MC206控制玻璃鋼管道纏繞芯膜軸的運動，所述 的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸一側(cè)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸伺服電機，所述的玻璃鋼管道纏 繞芯膜軸工作時通過玻璃纖維連接小車，所述的小車裝有樹脂膠槽和纖維張力控制系統(tǒng)， 所述的小車安裝在軌道上通過鏈條傳動，所述的小車連接小車伺服電機。所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜的軸兩端分別 固定在支承軸上，所述的軌道側(cè)面裝有玻璃纖維的紗架。所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，所述的運動控制器Trio MC206包括控制器 I/O接口，所述的控制器I/O接口連接芯片組，所述的芯片組同時連接串行接口、狀態(tài)指示 燈和16位DAC伺服輸出，所述的16位DAC伺服輸出同時連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺 服驅(qū)動系統(tǒng)、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng)和小車伺服驅(qū)動系統(tǒng)，所述的玻璃鋼 管道纏繞芯膜軸A伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服電機，所述的玻璃鋼管 道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服電機，所述的小車伺服驅(qū) 動系統(tǒng)連接小車伺服電機，所述的串行接口通過串口線RS-232連接工業(yè)控制計算機，所述 的工業(yè)控制計算機連接運行狀態(tài)顯示。這個技術(shù)方案有以下有益效果1.本實用新型中應(yīng)用的運動控制器Trio MC 206運動控制器是基于DSP的嵌入式 運動控制器，具有極高的可靠性和精度，另外由于纏繞運動本身是小車跟蹤主軸的隨動同步運動控制系統(tǒng)，因此采用電子齒輪控制方式可將傳統(tǒng)的兩軸協(xié)調(diào)的運動控制方式簡化為 小車跟蹤主軸的單伺服運動控制，因此可以提高纏繞可靠性和精度，并降低控制系統(tǒng)成本。2.本實用新型應(yīng)用運動控制器Trio MC 206作為控制核心在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和 可靠性同時也提高了纏繞控制精度。3.本實用新型運動控制器Trio MC206運動控制器以其抗干擾能力強、運算速度 快、精度高、可以脫機工作。4.本實用新型比以往系統(tǒng)的可靠性和加工速度有了很大提高。5.本實用新型作為下位機的運動控制器Trio MC 206使得纏繞過程更加高效、精 確，解決了以往纏繞機控制系統(tǒng)可靠性和精度差的問題。

圖1是本實用新型的.兩軸纏繞機機械結(jié)構(gòu)示意圖.。圖2是本實用新型的纏繞機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型的電路圖。
具體實施方式
本實用新型的具體實施方式
實施例1 高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，其組成包括運動控制器1型號Trio MC206和玻 璃鋼管道纏繞芯膜的軸2，所述的運動控制器1型號Trio MC206控制玻璃鋼管道纏繞芯膜 軸2的運動，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸2 —側(cè)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸伺服電機3， 所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸2工作時通過玻璃纖維4連接小車5，所述的小車5裝有樹脂 膠槽6和纖維張力控制系統(tǒng)7，所述的小車5安裝在軌道8上通過鏈條傳動，所述的小車8 連接小車伺服電機9。所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜的軸兩端分別 固定在支承軸上，所述的軌道側(cè)面裝有玻璃纖維的紗架10。實施例2 實施例1所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，所述的運動控制器TrioMC2061包 括控制器I/O接口 11，所述的控制器I/O接口 11連接芯片組12，所述的芯片組12同時連 接串行接口 13、狀態(tài)指示燈14和16位DAC伺服輸出15，所述的16位DAC伺服輸出15同 時連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服驅(qū)動系統(tǒng)16、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng) 17和小車伺服驅(qū)動系統(tǒng)18，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服驅(qū)動系統(tǒng)16連接玻璃鋼 管道纏繞芯膜軸A伺服電機19，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng)17連接玻 璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服電機20，所述的小車伺服驅(qū)動系統(tǒng)18連接小車伺服電機21，所 述的串行接口 13通過串口線22RS-232連接工業(yè)控制計算機23，所述的工業(yè)控制計算機23 連接運行狀態(tài)顯示24?？刂品椒ㄒ赃\動控制器Trio MC206為核心進行控制，上位機包括串口線RS-232、工業(yè)控制 計算機、運行狀態(tài)顯示，下位機包括控制器I/O接口、芯片組、串行接口、狀態(tài)指示燈和16位 DAC伺服輸出，所述的上位機完成顯示以及人機交互信息等功能，通過串口線RS-232串口線并基于MODBUS協(xié)議與下位機進行通訊，下位機通過發(fā)送模擬量電壓來控制主軸伺服電 機及小車伺服電機的旋轉(zhuǎn)，其中運動控制器TrioMC206以開環(huán)方式控制主軸速度，以閉環(huán) 方式控制小車位置；所述的下位機的運動控制器Trio MC 206對玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A 的伺服電機、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B的伺服電機的控制方式為下位機向玻璃鋼管道纏 繞芯膜軸A伺服驅(qū)動器、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動器發(fā)送模擬量電壓信號，該信號 經(jīng)伺服驅(qū)動器放大后驅(qū)動玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服電機、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺 服電機旋轉(zhuǎn)；由伺服驅(qū)動器實現(xiàn)對主軸的速度閉環(huán)控制。纏繞運動本身是小車跟蹤主軸的隨動同步運動控制系統(tǒng)，因此采用電子齒輪控制 方式可將傳統(tǒng)的兩軸協(xié)調(diào)的運動控制方式簡化為小車跟蹤主軸的單伺服運動控制，其中 M0VELINK指令是MC206中的一條核心指令，用該指令來實現(xiàn)小車和主軸之間的跟隨運動。 該指令形式為M0VELINK(distance，link dist, link acc, link dec, link axis[，link options] [，link start]).其中各參數(shù)表示的意義如下表1所示1. distance 從連接開始到結(jié)束，當(dāng)前基準(zhǔn)軸移動的距離，采用用戶單位。該運動 是根據(jù)“輸入”軸的反饋測量位置以及與其的位置關(guān)系而產(chǎn)生的。2. link dist 被連接軸在連接的整個過程中移動的正向距離，采用該軸定義的用 戶單位。3. link acc 在基準(zhǔn)軸加速階段，被連接軸移動的正向距離，采用該軸定義的用戶 單位。4. link dec 在基準(zhǔn)軸減速階段，被連接軸移動的正向距離，采用該軸定義的用戶 單位。注如果參數(shù)3和參數(shù)4的和大于第二個參數(shù)，他們會被自動按比例減小，使其和 值與第二個參數(shù)值相等。5. link axis 標(biāo)注被連接的軸。其范圍從0到控制器能夠支持的最大軸號。6. link options 所述的連接過程精確開始于被連接軸上regist事件被觸發(fā)的 時刻。所述的連接過程開始于被連接軸到達一個絕對位置時。所述的當(dāng)這位被設(shè)置時，M0VELINK會自動重復(fù)執(zhí)行并且可以反向。7. link pos 當(dāng)?shù)?個參數(shù)設(shè)置為2時，該參數(shù)表示被連接軸在該絕對位置值時， M0VELINK連接開始。所述的小車運行方向的不同，即正、反兩個方向，在程序中M0VELINK指令是這樣 給出的。所述的正向運行時MOVELINK(len_c_pls，len_s_pls,sa, sa, TABLE(IO)，p_ startl)len_c_pls 從連接開始到結(jié)束，當(dāng)前基準(zhǔn)軸移動的距離，即從小車開始跟隨主軸 到正向纏繞結(jié)束，主軸所轉(zhuǎn)過的距離；len_s_pls 被連接軸在連接的整個過程中移動的正向距離，即從小車開始跟隨主 軸到正向纏繞結(jié)束，小車所走過的距離；第一個sa 在基準(zhǔn)軸加速階段，被連接軸移動的正向距離，即加速跟隨過程中小 車走過的距離；[0042]第二個sa 在基準(zhǔn)軸減速階段，被連接軸移動的正向距離，即減速跟隨過程中小 車走過的距離；TABLE(IO)運動控制卡檢測到的主軸脈沖數(shù)；所述的link options的第二個跟 隨方式；p_startl 從主軸開始纏繞到小車跟隨，主軸所轉(zhuǎn)過的距離，即主軸的絕對位置， 小車從此時開始跟隨運動。反向運行時MOVELINK(_l*len_c_pls，len_s_pls，sa, sa, TABLE(IO)，2，p_ start2)反向運行的區(qū)別只是在第一個參數(shù)上，將其設(shè)為負(fù)值即可。M0VELINK指令在應(yīng)用時應(yīng)遵守以下兩條原則原則1 在一個加速階段，為了使速度匹配，被聯(lián)接軸的連接距離應(yīng)該為兩倍的基 準(zhǔn)軸運動距離。原則2 在一個恒速階段，為使兩軸之間保持速度的匹配，因此兩個軸所移動的距
離應(yīng)當(dāng)相等。
權(quán)利要求一種高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，其組成包括運動控制器Trio MC206和玻璃鋼管道纏繞芯膜的軸，其特征是所述的運動控制器Trio MC206控制玻璃鋼管道纏繞芯膜軸的運動，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸一側(cè)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸伺服電機，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸工作時通過玻璃纖維連接小車，所述的小車裝有樹脂膠槽和纖維張力控制系統(tǒng)，所述的小車安裝在軌道上通過鏈條傳動，所述的小車連接小車伺服電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，其特征是所述的玻璃鋼管 道纏繞芯膜的軸兩端分別固定在支承軸上，所述的軌道側(cè)面裝有玻璃纖維的紗架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性兩軸纏繞機控制裝置，其特征是所述的運動 控制器Trio MC206包括控制器I/O接口，所述的控制器I/O接口連接芯片組，所述的芯片 組同時連接串行接口、狀態(tài)指示燈和16位DAC伺服輸出，所述的16位DAC伺服輸出同時連 接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服驅(qū)動系統(tǒng)、玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng)和小車 伺服驅(qū)動系統(tǒng)，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸A伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸 A伺服電機，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸B伺 服電機，所述的小車伺服驅(qū)動系統(tǒng)連接小車伺服電機，所述的串行接口通過串口線RS-232 連接工業(yè)控制計算機，所述的工業(yè)控制計算機連接運行狀態(tài)顯示。
專利摘要高可靠性兩軸纏繞機控制裝置。纏繞機是生產(chǎn)玻璃鋼管道的核心設(shè)備，目前應(yīng)用的數(shù)控纏繞機存在著可靠性低、纏繞精度差等諸多問題。本實用新型，其組成包括運動控制器(1)型號Trio MC206和玻璃鋼管道纏繞芯膜的軸(2)，所述的運動控制器型號Trio MC206控制玻璃鋼管道纏繞芯膜軸的運動，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸一側(cè)連接玻璃鋼管道纏繞芯膜軸伺服電機(3)，所述的玻璃鋼管道纏繞芯膜軸工作時通過玻璃纖維(4)連接小車(5)，所述的小車裝有樹脂膠槽(6)和纖維張力控制系統(tǒng)(7)，所述的小車安裝在軌道(8)上通過鏈條傳動，所述的小車連接小車伺服電機(9)。本實用新型用于纏繞機控制。
文檔編號B29C53/80GK201645816SQ20102004482
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者喬明, 劉宇, 楊洪濤, 許家忠 申請人:哈爾濱理工大學(xué)