專利名稱：四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，屬于復(fù)合材料制品纖維纏繞成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)的方案一般采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)加運(yùn)動(dòng)控制卡或數(shù)控系統(tǒng)的控制模式。當(dāng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)加運(yùn)動(dòng)控制卡的控制模式時(shí)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)，完成纏繞參數(shù)的輸入、線型處理和運(yùn)動(dòng)軌跡指令的規(guī)劃，運(yùn)動(dòng)控制卡作為下位機(jī)向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制過程，從而完成制品的纏繞工作，這種工作方式對(duì)上位機(jī)的依賴較大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性降低；當(dāng)采用數(shù)控系統(tǒng)控制模式時(shí)，需采用人工計(jì)算或?qū)I(yè)的纏繞軟件來完成纏繞線型的計(jì)算和數(shù)據(jù)處理并生成相應(yīng)的機(jī)器代碼，輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，數(shù)控系統(tǒng)向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制過程，從而完成制品的纏繞工作，這種工作方式要求機(jī)器操作者能用G代碼進(jìn)行編程，具有一定的局限性且該工作方式采用的數(shù)控系統(tǒng)價(jià)格也比較昂貴，從而導(dǎo)致纏繞機(jī)控制系統(tǒng)的成本過高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可以脫離計(jì)算機(jī)控制的由運(yùn)動(dòng)控制板卡獨(dú)立控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行纏繞工作的四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)。上述目的是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，其組成包括筆記本電腦、真空熒光顯示單元、主控制電路、控制面板、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、伺服電機(jī)模塊和各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組，所述的筆記本電腦與運(yùn)動(dòng)控制卡連接，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡與真空熒光顯示單元、控制面板、各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊連接，所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊由4 臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器組成，所述的伺服電機(jī)模塊由4臺(tái)伺服電機(jī)組成，所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊分別與主控制電路和驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊連接，所述的4臺(tái)伺服電機(jī)分別控制纖維纏繞機(jī)的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，所述的各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組分別由小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正、負(fù)極限位置開關(guān)和原點(diǎn)開關(guān)共9個(gè)開關(guān)組成。該技術(shù)方案有以下有益效果1.本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)控制卡采用美國(guó)Delta Tau公司的PMAC-PC104高性能運(yùn)動(dòng)控制板卡，可在脫離計(jì)算機(jī)的情況下獨(dú)立控制伺服驅(qū)動(dòng)器模塊工作。2.該技術(shù)方案極大降低了對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴程度和對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。3.由于纏繞制品使用的運(yùn)動(dòng)程序以1-256編號(hào)形式存儲(chǔ)在運(yùn)動(dòng)控制卡的存儲(chǔ)器中，機(jī)器操作者只需通過控制面板的簡(jiǎn)單操作即可將程序調(diào)入，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)率高， 特別適用于大批量生產(chǎn)的復(fù)合材料制品的生產(chǎn)過程。
附圖1為本實(shí)用新型四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 :1、筆記本電腦，2、真空熒光顯示單元，3、主控制電路，4、控制面板，5、運(yùn)動(dòng)控制卡，6、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊，7、伺服電機(jī)模塊，8、各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的四軸纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，其工作原理是采用筆記本電腦，借助專用的纏繞控制軟件，以離線方式輸入待纏繞制品的工藝參數(shù)、選擇合適的纏繞線型并生成編號(hào)介于1-256之間的運(yùn)動(dòng)程序，通過RS-232通訊接口，下載到運(yùn)動(dòng)控制卡的存儲(chǔ)器中，該過程結(jié)束后，筆記本可與運(yùn)動(dòng)控制卡脫離，此時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制卡作為控制核心可以獨(dú)立完成整個(gè)纏繞過程的控制，通過與該控制卡連接的真空熒光顯示單元可以顯示調(diào)入的運(yùn)動(dòng)程序的編號(hào)以及纏繞機(jī)的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度；通過與該控制卡連接的控制面板可以實(shí)現(xiàn)纏繞機(jī)主軸、小車、伸臂和絲嘴位置的手動(dòng)操作過程、纏繞過程的控制以及纏繞速度的調(diào)節(jié)；通過與該控制卡連接的各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組可以實(shí)現(xiàn)小車、伸臂和絲嘴的回原點(diǎn)的位置捕捉以及行程超限位控制；通過與該控制卡連接的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可實(shí)現(xiàn)對(duì)主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)用伺服電機(jī)模塊的插補(bǔ)運(yùn)算、位置控制和速度控制過程；通過主控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)控制板卡和伺服驅(qū)動(dòng)模塊的供電控制。
權(quán)利要求1.四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，包括筆記本電腦、真空熒光顯示單元、主控制電路、控制面板、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、伺服電機(jī)模塊和各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組，其特征在于所述的筆記本電腦與運(yùn)動(dòng)控制卡連接，所述的運(yùn)動(dòng)控制卡與真空熒光顯示單元、控制面板、各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊連接，所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊由4臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器組成，所述的伺服電機(jī)模塊由4臺(tái)伺服電機(jī)組成，所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊分別與主控制電路和4臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述的4臺(tái)伺服電機(jī)分別控制纖維纏繞機(jī)的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于各軸限位及原點(diǎn)開關(guān)組分別由小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的正、負(fù)極限位置開關(guān)和原點(diǎn)開關(guān)共9個(gè)開關(guān)組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種四軸纖維纏繞機(jī)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括筆記本電腦、真空熒光顯示單元、主控制電路、控制面板、運(yùn)動(dòng)控制卡、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、伺服電機(jī)模塊和各軸限位開關(guān)及原點(diǎn)開關(guān)組。在該控制系統(tǒng)中，由筆記本電腦負(fù)責(zé)進(jìn)行纏繞工藝參數(shù)的處理、線形設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)程序的生成并將運(yùn)動(dòng)程序通過RS-232接口下載到運(yùn)動(dòng)控制卡的存儲(chǔ)單元中，該過程結(jié)束后，筆記本可與運(yùn)動(dòng)控制卡分離。運(yùn)動(dòng)控制卡負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的獲取、面板控制指令的讀取、各軸限位開關(guān)和原點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)的判別并向伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)出運(yùn)動(dòng)命令，從而完成纏繞工作。該控制系統(tǒng)采用脫離計(jì)算機(jī)控制的以運(yùn)動(dòng)控制卡為控制中心的控制方式，可用于由主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉(zhuǎn)四軸運(yùn)動(dòng)控制的纖維纏繞機(jī)上。
文檔編號(hào)G05B19/414GK202058012SQ201020681398
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉永純, 張華 , 王桂英 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué), 劉永純, 張華 , 王桂英