專利名稱：排線控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及自動控制系統，特別涉及一種排線控制系統。
背景技術：
排線層繞機的排線控制系統的好壞直接影響到排線的質量。請參照圖1，通常，排線控制系統包括伺服電機11、絲杠12、排線機構13、工字輪14、第一編碼器15以及第二編碼器16 ;其中，伺服電機11與所述絲杠12和設置在所述絲杠12上的排線機構13相連；所述第一編碼器15設置在所述工字輪14上，所述排線機構13的一端設有排線頭17，所述第二編碼器16與所述排線頭17和排線機構13相連。當工字輪14相應卷取排線，排線機構13沿著絲杠12運行，理想狀態為每當工字輪14轉一圈，排線頭17中排出的排線相應移動一個排線直徑的位移，也就是排線與工字輪17時刻保持垂直，即排線角度a ”始終等于零。當工字輪14 一層排滿后，換向繼續反方向排線到達原點，形成一個循環周期。但由于排線控制系統運轉過程中的機械振動、排線張力不均、伺服電機11頻繁的加減速、排線直徑的變化以及工字輪14的尺寸誤差等諸多原因造成排線出現縫隙(指肉眼能夠明顯分辨的縫隙)，為保證排線的緊密性，排線機構13需要相對于工字輪14有一個滯后的角度，同時在換向時既要保證每一層的最后一根排線貼緊工字輪14的邊緣，又不能使排線疊加在一起，由于這過程中夾雜了伺服電機11的減速-停機-加速的過程，使得在換向時控制的難度大大增加。而實際生產過程中，必須要人工利用分卷棒(未圖示)抵住排線來確保排線之間無縫隙或疊加，但是這樣，既不能做到對所述排線進行精確定位，整個排線控制系統也無法離開操作工，增加人工成本及管理成本，同時排線層繞機是一個高速運轉的系統，一旦發生斷線的情況會非常危險，傷及操作工。因此，如何提高排線層繞機的層繞成功率和生產效率，仍然是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。
實用新型內容本實用新型提供一種排線控制系統，能夠在保證排線的緊密性的前提下，有效提高排線層繞機的層繞成功率和生產效率。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種排線控制系統，包括伺服電機、絲杠、排線機構、工字輪、第一編碼器以及運動控制器；其中，所述伺服電機與所述絲杠和設置在所述絲杠上的排線機構相連；所述第一編碼器設置在所述工字輪上；所述運動控制器分別與所述伺服電機、排線機構和第一編碼器相連。作為優選，在所述的排線控制系統中，所述運動控制器為PLC。作為優選，在所述的排線控制系統中，所述排線機構包括排線頭、第二編碼器和排線頭處理器，所述排線頭通過所述第二編碼器與所述排線頭處理器相連，所述排線頭處理器與所述運動控制器相連。作為優選，在所述的排線控制系統中，包括平行設置的兩根絲杠。[0010]與現有技術相比，本實用新型的排線控制系統，包括伺服電機、絲杠、排線機構、工字輪、第一編碼器以及運動控制器；其中，所述伺服電機與所述絲杠和設置在所述絲杠上的排線機構相連；所述第一編碼器設置在所述工字輪上；所述運動控制器分別與所述伺服電機、排線機構和第一編碼器相連。排線控制系統工作時，伺服電機根據運動控制器發出的信號，快速反應以控制所述絲杠上的排線機構進行周期性排線，所述工字輪相應旋轉收線。其中，所述第一編碼器不僅具有對所述工字輪進行圈數計數的功能，而且所述第一編碼器具有精確定位的特性，能夠準確定位所述排線在工字輪中的位置，為運動控制器精準的控制伺服電機提供可能。所述排線機構進行排線工作并確定排線是否平穩，所述排線機構能夠進行排線，同時提供亂線檢測的功能，判斷所述排線是否穩定。此外，伺服電機具有響應迅速快、機電時間常數小、線性度高的特點，所述運動控制器控制整個排線控制系統，實現了全自動、高速、精密、連續的排線控制系統，保證無人工抵擋的情況下，高成功率的實現排線的精密排列，在降低人工成本的同時又能提升產量。
圖1為現有技術中排線控制系統的平面示意圖；圖2為本實用新型一具體實施例中排線控制系統中的平面示意圖；圖3為本實用新型一具體實施例中排線控制系統工作的流程圖。圖中1-運動控制系統，2、11-伺服電機，3、12-絲杠，4、13-排線機構，5、14-工字輪，6、15-第一編碼器，7、16-第二編碼器，8、17-排線頭，α ”、α-排線角度。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細的說明。需說明的是，本實用新型附圖均采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。請參照圖2，本實用新型提供一種排線控制系統，包括伺服電機2、絲杠3、排線機構4、工字輪5、第一編碼器6以及運動控制器I ;其中，所述伺服電機2與所述絲杠3和設置在所述絲杠3上的排線機構4相連，用以控制所述排線機構4沿所述絲桿3移動；所述第一編碼器6設置在所述工字輪5上；所述運動控制器I分別與所述伺服電機2、排線機構4和第一編碼器6相連。所述排線控制系統工作時，伺服電機2根據運動控制器I發出的信號，快速反應以控制所述絲杠3上的排線機構4進行周期性排線，所述工字輪5相應旋轉收線。其中，所述第一編碼器6不僅具有對所述工字輪5進行圈數計數的功能，而且所述第一編碼器6具有精確定位的特性，能夠準確定位所述排線在工字輪5中的位置并傳遞給運動控制器1，以便運動控制器I精準的控制伺服電機2。所述排線機構4進行排線工作并確定排線是否平穩，所述排線機構4能夠進行排線，同時提供亂線檢測的功能，判斷所述排線是否穩定，一旦出現亂線現象，所述排線控制系統自動停機。此外，本實施例中的伺服電機2具有響應迅速快、機電時間常數小、線性度高的特點，所述運動控制器I控制整個排線控制系統，實現了全自動、高速、精密、連續的排線控制系統，保證無人工抵擋的情況下，高成功率的實現排線的精密排列，在降低人工成本的同時又能提升產量。本實施例中，所述運動控制器I為PLC。操作人員在所述PLC中輸入工作參數，并生成相應的凸輪表，便于排線控制系統工作時的調用。此外，所述PLC根據設定好的程序對整個排線控制系統進行控制及監控，實現了排線的自動化，有效提高了排線的生產效率。本實施例中，所述排線機構4包括排線頭8、第二編碼器7和排線頭處理器(未圖示)，所述排線頭8通過所述第二編碼器7與所述排線頭處理器相連，所述排線頭處理器與所述運動控制器I相連。所述排線頭8為排線的出口，所述排線頭8與排線的方向一致。由于排線角度α需要保持在一個波動范圍內從而實現緊密排線，因此，所述第二編碼器7用于監控所述排線頭8的狀態并且實時將檢測到的排線角度α反饋至排線頭處理器，所述排線頭處理器根據所述排線角度α判斷所述工字輪5上的排線是否出現縫隙或者疊加的情況(即亂線現象)，當所述排線出現縫隙或者疊加的情況時，所述排線頭處理器將信息反饋至運動控制器I中，所述排線機構4自動停機并退回原來的位置處。 所述絲杠3為平行設置的兩根。絲杠3的啟動力矩極小，所述排線機構4在所述絲杠3上不會出現滑動運動那樣的爬行現象，能保證實現精確的微進給。需要說明的是，由于所述排線控制系統是一個周期性的循環系統，排線控制系統從放線器中連入排線，開始以工字輪5其中一端為原點開始排線，到達另一端，然后下一層以該側為起始位置繼續排線到達原點，形成一個循環周期。由此可以看出只有在換向時伺服電機2存在減速-停止-加速的過程，且加減速位置固定，在非換向時排線角度α保持一個波動范圍即可實現緊密排線。下面請參照圖3，并結合圖2，對排線控制系統的工作過程進行詳細說明。首先，在所述運動控制器I中輸入排線控制系統的各工作參數，所述工作參數包括工字輪寬度、排線直徑、滯后角度、原點偏置，為保證不同速度下排線的全自動效果，上述的四組參數需要按照下列的原理進行確定1、所述工字輪寬度為排線排滿所述工字輪5 —層所移動的位移，因此，所述工字輪寬度等于排線直徑與補償系數的和乘以每層排線根數，加補償系數是因為排線實際的橢圓度不標準以及機械上的允許誤差造成排線之間有肉眼不能分辨的微小間隙，影響排線的準確性，作為優選，本實施例中，實心鍍銅排線的補償系數為O. 00002mm、實心不銹鋼排線的補償系數為O. 000014mm ；2、所述排線直徑為所述工字輪5轉一圈時排線機構4剛好移動的位移，由于排線控制系統對排線的直徑相當敏感，所以排線直徑誤差必須控制在±0. 002mm以內；3、所述滯后角度也就是排線角度α，保證排線的緊密性，排線控制系統通常選取排線機構4非轉向時排線角度α的最小值作為滯后角度；4、零點偏置就是以原點為零點，排線機構4移動參數中輸入的位移量，移動方向由參數的正負決定，需要說明的是，原點可以設置在所述絲杠3上，但本實用新型對所述原點的具體位置并不作限定。接著，根據所述參數生成凸輪表，生成凸輪表后，即可實現后續的排線工作。所述凸輪表儲存與運動控制器I，便于后續系統的調用。接著，檢測排線控制系統中的排線機構4是否已啟動，若是，所述排線機構4調用所述凸輪表并進行周期性的排線工作；若否，所述排線控制系統停止工作。[0031]運動控制器I根據上述各工作參數，生成凸輪表，運動控制器I自動將工字輪5平均分成74份(本實施例以每層74跟排線為例)。然后，檢測排線機構4是否已經啟動，若否，所述排線控制系統停止工作，若是，所述排線機構4調用所述凸輪表并在所述絲杠3上以原點為起始點進行周期性的排線工作，即，以工字輪5中心為零點向左右分別為正負位移，其中零點就是正或者負一半的位移處，以工字輪5中心為零點的好處在于不論原點在哪一側都能使用同一組數據進行排線，因為無論正、負位移全部要向零點方向移動。所述排線機構4周期性排線的同時進行亂線檢測，根據亂線檢測結果判斷所述排線控制系統是否需要停止工作，若否，排線機構4繼續進行所述周期性的排線工作，若是，所述排線控制系統停止工作。所述亂線檢測通過排線機構4和運動控制器I共同實現，此處不予贅述。綜上所述，本實用新型的排線控制系統，包括伺服電機2、絲杠3、排線機構4、工字輪5、第一編碼器6以及運動控制器I ;其中，所述伺服電機2與所述絲杠3和設置在所述絲杠3上的排線機構4相連；所述第一編碼器6設置在所述工字輪5上；所述運動控制器I分別與所述伺服電機2、排線機構4和第一編碼器6相連。排線控制系統工作時,伺服電機2根據運動控制器I發出的信號，快速反應以控制所述絲杠3上的排線機構4進行周期性排線，所述工字輪5相應旋轉收線。其中，所述第一編碼器6不僅具有對所述工字輪5進行圈數計數的功能，而且所述第一編碼器6具有精確定位的特性，能夠準確定位所述排線在工字輪5中的位置，為運動控制器I精準的控制伺服電機2提供可能。所述排線機構4進行排線工作并確定排線是否平穩，所述排線機構4能夠進行排線，同時提供亂線檢測的功能，判斷所述排線是否穩定。此外，伺服電機2具有響應迅速快、機電時間常數小、線性度高的特點，所述運動控制器I控制整個排線控制系統，實現了全自動、高速、精密、連續的排線控制系統，保證無人工抵擋的情況下，高成功率的實現排線的精密排列，在降低人工成本的同時又能提升產量。顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。
權利要求1.一種排線控制系統,其特征在于，包括伺服電機、絲杠、排線機構、工字輪、第一編碼器以及運動控制器；其中， 所述伺服電機與所述絲杠和設置在所述絲杠上的排線機構相連； 所述第一編碼器設置在所述工字輪上； 所述運動控制器分別與所述伺服電機、排線機構和第一編碼器相連。
2.如權利要求1所述的排線控制系統，其特征在于，所述運動控制器為PLC。
3.如權利要求1所述的排線控制系統，其特征在于，所述排線機構包括排線頭、第二編碼器和排線頭處理器，所述排線頭通過所述第二編碼器與所述排線頭處理器相連，所述排線頭處理器與所述運動控制器相連。
4.如權利要求1所述的排線控制系統，其特征在于，包括平行設置的兩根絲杠。
專利摘要本實用新型公開了一種排線控制系統，包括伺服電機、絲杠、排線機構、工字輪、第一編碼器以及運動控制器；其中，伺服電機與絲杠和設置在絲杠上的排線機構相連；第一編碼器設置在工字輪上；運動控制器分別與伺服電機、排線機構和第一編碼器相連。排線控制系統工作時，伺服電機根據運動控制器發出的信號，快速反應以控制絲杠上的排線機構進行周期性排線，工字輪相應旋轉收線。此外，伺服電機具有響應迅速快、機電時間常數小、線性度高的特點，運動控制器控制整個排線控制系統，實現了全自動、高速、精密、連續的排線控制系統，保證無人工抵擋的情況下，高成功率的實現排線的精密排列，在降低人工成本的同時又能提升產量。
文檔編號B65H54/28GK202880572SQ20122046621
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者成蜀元, 代維德 申請人:昆山川普自動化科技有限公司