專利名稱：復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)技術(shù)領(lǐng)域?qū)嵱眯滦蜕婕耙环N用于纏繞錐形電 線桿的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的輸電桿塔普遍存在笨重、易腐爛、銹蝕或開裂、壽命不長的缺點(diǎn)，施工運(yùn)輸和運(yùn)行維護(hù)困難，容易出現(xiàn)各種安全隱患，隨著新材料技術(shù)及其制備工藝的發(fā)展，復(fù)合材料得到了快速發(fā)展，復(fù)合材料電線桿具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、強(qiáng)度高、壽命更長等優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)成本低且能夠承受極端的氣候條件，在輸配電線路、通訊線路、通訊塔等工程中可以很好地取代傳統(tǒng)的木桿、鋼筋混凝土桿和鐵塔。目前復(fù)合材料電線桿在輸電桿塔中已經(jīng)得到應(yīng)用，然而復(fù)合材料錐形電線桿加工工藝還存在許多關(guān)鍵的問題仍未解決，導(dǎo)致生產(chǎn)的錐形電線桿厚度不均勻、生產(chǎn)效率低。實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型的目的是提供一種能夠提高復(fù)合材料錐形電線桿加工效率、制造的電線桿壁厚均勻，強(qiáng)度高的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)。上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其組成包括主軸伺服電機(jī),所述的主軸伺服電機(jī)通過減速器連接主軸，所述的主軸連接錐形管狀芯模，所述的錐形管狀芯模通過玻璃纖維浸潰樹脂連接導(dǎo)絲頭，所述的導(dǎo)絲頭連接具有伸臂機(jī)構(gòu)的纏繞小車，所述的纏繞小車具有沿著小車軌道左右平移的車體，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制所述的主軸伺服電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制纏繞小車跟蹤主軸的單軸伺服運(yùn)動(dòng)、伸臂機(jī)構(gòu)跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)絲頭跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)。所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio包括主軸AxisO、小車軸Axisl、伸臂軸Axis2、導(dǎo)絲頭軸Axis3，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio具有串行通訊口、電源模塊、I/O模塊、模擬量輸出模塊、編碼器輸入口，所述的主軸AxisO通過主軸伺服驅(qū)動(dòng)器連接主軸伺服電機(jī)，所述的小車軸Axisl通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接導(dǎo)絲頭。所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，所述的小車軸Axisl連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的伸臂機(jī)構(gòu)，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接導(dǎo)絲頭。所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制具有四個(gè)自由度的控制機(jī)構(gòu)，所述的主軸和所述的纏繞小車與所述的伺服電機(jī)連接、所述的伸臂機(jī)構(gòu)與所述的伺服電機(jī)連接，所述的導(dǎo)絲頭與所述的伺服電機(jī)連接，以實(shí)現(xiàn)所述的主軸旋轉(zhuǎn)、所述的纏繞小車沿與所述的小車軌道左右平移、所述的伸臂機(jī)構(gòu)沿與所述的主軸垂直方向前后平移、所述的導(dǎo)絲頭繞豎直方向旋轉(zhuǎn)。有益效果I.本實(shí)用新 型能夠提高復(fù)合材料錐形電線桿加工效率，采用變纏繞角工藝可以保證生產(chǎn)的錐形電線桿壁厚均勻，強(qiáng)度高。本實(shí)用新型利用電子齒輪方式將四個(gè)軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)簡化為纏繞小車跟蹤主軸的單軸伺服運(yùn)動(dòng)、伸臂機(jī)構(gòu)跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)絲頭跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)，這種基于TRIO嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器Trio的電子凸輪CAMBOX方式實(shí)現(xiàn)的電子齒輪位置跟蹤控制方式只和從動(dòng)軸與被跟隨軸之間位置有關(guān)系，可以確保紗片搭接良好，在纖維纏繞過程中，主軸和小車要根據(jù)工藝要求隨時(shí)進(jìn)行加減速、停留和反向啟動(dòng)等操作，同時(shí)這種通過電子齒輪的控制方法大大簡化了纏繞設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)，避免了復(fù)雜的纏繞軌跡規(guī)劃、線型設(shè)計(jì)和計(jì)算控制。極大地降低了彎管纏繞設(shè)備的復(fù)雜性和成本。本實(shí)用新型采用變纏繞角工藝實(shí)現(xiàn)錐形電線桿等厚纏繞，解決了復(fù)合材料電線桿纏繞厚度不均勻電線桿強(qiáng)度低、生產(chǎn)效率低的問題，采用四軸纏繞機(jī)控制機(jī)構(gòu)，可以提高復(fù)合材料錐形電線桿加工效率。本實(shí)用新型所生產(chǎn)的復(fù)合材料錐形電線桿具有質(zhì)量輕、耐腐蝕、強(qiáng)度高、壽命更長等優(yōu)點(diǎn)，維護(hù)成本低且能夠承受極端的氣候條件，在輸配電線路、通訊線路、通訊塔等工程中可以很好地取代傳統(tǒng)的木桿、鋼筋混凝土桿和鐵塔。


附圖I是本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是控制方法框圖。附圖3是變纏繞角實(shí)現(xiàn)等厚纏繞原理圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :一種復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其組成包括復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其組成包括主軸伺服電機(jī)，其特征是所述的主軸伺服電機(jī)通過減速器連接主軸，所述的主軸連接錐形管狀芯模，所述的錐形管狀芯模通過玻璃纖維浸潰樹脂連接導(dǎo)絲頭，所述的導(dǎo)絲頭連接具有伸臂機(jī)構(gòu)的纏繞小車，所述的纏繞小車具有沿著小車軌道左右平移的車體，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制所述的主軸伺服電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制纏繞小車跟蹤主軸的單軸伺服運(yùn)動(dòng)、伸臂機(jī)構(gòu)跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)絲頭跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例2 實(shí)施例I所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，所述的小車軸Axisl連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的伸臂機(jī)構(gòu)，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接導(dǎo)絲頭。具有主軸AxisO件號為I、小車軸Axisl件號為2、伸臂軸Axis2件號為3、導(dǎo)絲頭軸Axis3件號為4的運(yùn)動(dòng)控制器Trio件號為5，所述的主軸AxisO通過主軸伺服驅(qū)動(dòng)器6連接主軸伺服電機(jī)7，所述的主軸伺服電機(jī)通過減速器8連接主軸9，所述的主軸連接錐形管狀芯模10，所述的錐形管狀芯模通過玻璃纖維浸潰樹脂11連接導(dǎo)絲頭12，所述的導(dǎo)絲頭連接具有伸臂機(jī)構(gòu)13的 纏繞小車14，所述的纏繞小車沿著小車軌道15左右平移，所述的小車軸Axisl通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的小車軌道，所述的伸臂軸Axis2通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接導(dǎo)絲頭。實(shí)施例3 所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio包括主軸AxisO、小車軸Axisl、伸臂軸Axis2、導(dǎo)絲頭軸Axis3，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio具有串行通訊口 16、電源模塊17、I/O模塊18、模擬量輸出模塊19、編碼器輸入口 20。所述的主軸AxisO通過主軸伺服驅(qū)動(dòng)器連接主軸伺服電機(jī)，所述的小車軸Axisl通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接導(dǎo)絲頭。實(shí)施例4 實(shí)施例I或2所述的復(fù)合材料電線桿纏繞機(jī)，所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制具有四個(gè)自由度的控制機(jī)構(gòu)，所述的主軸和所述的纏繞小車與所述的伸臂機(jī)構(gòu)與所述的導(dǎo)絲頭分別與所述的伺服電機(jī)連接，可以實(shí)現(xiàn)所述的主軸旋轉(zhuǎn)、所述的纏繞小車沿與所述的小車軌道左右平移、所述的伸臂機(jī)構(gòu)沿與所述的主軸垂直方向前后平移、所述的導(dǎo)絲頭繞豎直方向旋轉(zhuǎn)。實(shí)施例5 一種復(fù)合材料電線桿的纏繞方法，由玻璃纖維浸潰樹脂復(fù)合材料制造的錐形管狀結(jié)構(gòu)，以四軸纏繞機(jī)控制機(jī)構(gòu)為加工設(shè)備，采用變纏繞角纏繞工藝將玻璃纖維浸潰樹脂纏繞在錐形管狀芯模表面實(shí)現(xiàn)等壁厚纏繞，內(nèi)固化完畢后脫模形成錐形管狀結(jié)構(gòu)電線桿。實(shí)施例6 實(shí)施例5所述的復(fù)合材料電線桿的纏繞方法，所述的變纏繞角纏繞工藝，錐形管狀等厚纏繞的條件為(I )，其中D為錐形管狀芯模大端直徑與管壁厚度之和、d為錐形管狀芯模小端直徑與管壁厚度之和、為對應(yīng)直徑處的纏繞角；由錐形管狀幾何關(guān)系可知(2)，其中為錐形管狀芯模某i位置的直徑、L為芯模長度、為i處長度；由公式(I)和公式(2)得到i處纏繞角為(3)，設(shè)芯模的轉(zhuǎn)速為n r/min，當(dāng)纏繞錐形管狀芯模時(shí)，i處纏繞小車的運(yùn)動(dòng)速度()(4)則為隨變化而變化的變量；纏繞小車根據(jù)公式(3)和公式(4)計(jì)算得到的速度運(yùn)動(dòng)，四軸纏繞機(jī)控制機(jī)構(gòu)就會纏繞出等壁厚的電線桿。實(shí)施例7 上述實(shí)施例所述的四軸纏繞機(jī)控制機(jī)構(gòu)的控制方法，運(yùn)動(dòng)控制器Trio以發(fā)模擬量電壓的方式對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，6V電壓對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min，則模擬量電
壓dac與主軸轉(zhuǎn)速n r/min的關(guān)系為(5),利用運(yùn)動(dòng)控制器Trio中指令電子齒
輪指令Connect (k，O)將纏繞小車運(yùn)動(dòng)連接到主軸上，實(shí)現(xiàn)纏繞小車以速比跟隨主軸運(yùn)動(dòng)，由纏繞小車的運(yùn)動(dòng)速度()(4)和主軸轉(zhuǎn)速n r/min (5)得到參數(shù)，參數(shù)是一個(gè)隨纏繞小車位置而變化的值，從而實(shí)現(xiàn)變齒輪控制，其中為主軸減速比，含義為主軸轉(zhuǎn)I周對應(yīng)編碼器的脈沖數(shù)，為纏繞小車減速比，含義為纏繞小車走I毫米對應(yīng)的對應(yīng)編碼器的脈沖數(shù)。同理利用運(yùn)動(dòng)控制器Trio中電子齒輪指令CONNECT (kl，I)將伸臂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連接到纏繞小車上，實(shí)現(xiàn)伸臂機(jī)構(gòu)跟隨纏繞小車運(yùn)動(dòng)，參數(shù)，其中為伸臂機(jī)構(gòu)減速比，含義為伸臂機(jī)構(gòu)走I毫米對應(yīng)的對應(yīng)編碼器的脈沖數(shù)，為纏繞小車減速比，含義為纏繞小車走I毫米對應(yīng)的對應(yīng)編碼器的脈沖數(shù)。然后利用運(yùn)動(dòng)控制器Trio中絕對位置指令M0VEABS ()實(shí)現(xiàn)導(dǎo)絲頭跟蹤纏繞小車旋轉(zhuǎn)保持紗寬不變，確保紗片搭接良好，其中=
權(quán)利要求1.一種復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其組成包括主軸伺服電機(jī)，其特征是所述的主軸伺服電機(jī)通過減速器連接主軸，所述的主軸連接錐形管狀芯模，所述的錐形管狀芯模通過玻璃纖維浸潰樹脂連接導(dǎo)絲頭，所述的導(dǎo)絲頭連接具有伸臂機(jī)構(gòu)的纏繞小車，所述的纏繞小車具有沿著小車軌道左右平移的車體，運(yùn)動(dòng)控制器TriO控制所述的主軸伺服電機(jī)，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制纏繞小車跟蹤主軸的單軸伺服運(yùn)動(dòng)、伸臂機(jī)構(gòu)跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)絲頭跟蹤纏繞小車的單軸伺服運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其特征是所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio包括主軸AxisO、小車軸Axisl、伸臂軸Axis2、導(dǎo)絲頭軸Axis3,所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio具有串行通訊ロ、電源模塊、I/O模塊、模擬量輸出模塊、編碼器輸入ロ，所述的主軸AxisO通過主軸伺服驅(qū)動(dòng)器連接主軸伺服電機(jī)，所述的小車軸Axisl通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接所述的纏繞小車，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3通過伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、減速器連接導(dǎo)絲頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其特征是所述的小車軸Axisl連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的纏繞小車，所述的伸臂軸Axis2連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接所述的伸臂機(jī)構(gòu)，所述的導(dǎo)絲頭軸Axis3連接伺服驅(qū)動(dòng)器，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接伺服電機(jī)，所述的伺服電機(jī)連接減速器，所述的減速器連接導(dǎo)絲頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)，其特征是所述的運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制具有四個(gè)自由度的控制機(jī)構(gòu)，所述的主軸和所述的纏繞小車與所述的伺服電機(jī)連接、所述的伸臂機(jī)構(gòu)與所述的伺服電機(jī)連接，所述的導(dǎo)絲頭與所述的伺服電機(jī)連接，以實(shí)現(xiàn)所述的主軸旋轉(zhuǎn)、所述的纏繞小車沿與所述的小車軌道左右平移、所述的伸臂機(jī)構(gòu)沿與所述的主軸垂直方向前后平移、所述的導(dǎo)絲頭繞豎直方向旋轉(zhuǎn)。
專利摘要復(fù)合材料錐形電線桿纏繞機(jī)。傳統(tǒng)的輸電桿塔普遍存在笨重、易腐爛、銹蝕或開裂、壽命不長的缺點(diǎn).本實(shí)用新型其組成包括主軸伺服電機(jī)(7)，所述的主軸伺服電機(jī)通過減速器(8)連接主軸(9)，所述的主軸連接錐形管狀芯模(10)，所述的錐形管狀芯模通過玻璃纖維浸漬樹脂(11)連接導(dǎo)絲頭(12)，所述的導(dǎo)絲頭連接具有伸臂機(jī)構(gòu)(13)的纏繞小車(14)，所述的纏繞小車(15)具有沿著小車軌道(15)左右平移的車體，運(yùn)動(dòng)控制器Trio控制所述的主軸伺服電機(jī)。本實(shí)用新型用于纏繞電線桿。
文檔編號B29C53/66GK202439222SQ20112057227
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者喬明, 尤波, 張?jiān)龀? 徐家忠, 沈愛華 申請人:哈爾濱理工大學(xué)