絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實現方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種絞車，尤其涉及一種自動識別絞車絲桿上動軌座運行位置的絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實現方法，適用于絞車上有多種直徑纜陣、纜陣有多層次布陣的電氣自動排纜系統。
【背景技術】
[0002]絞車電氣自動排纜系統，如圖1所示，包括動軌座1、絲桿2和兩個基座11，兩個基座安裝在絞車上，絲桿2連接在兩個基座之間，動軌座通過絲桿螺母、軸承安裝在絲桿上。一個基座上安裝有伺服電機3，伺服電機3和絲桿2相連，絲桿的兩端各有一個限位開關。伺服電機軸側安裝有絲桿編碼器5，控制絞車上的卷筒旋轉的變頻電機軸側安裝有卷筒編碼器。工作時，動軌座在絲桿上來回移動，纜陣經過動軌座導引自動纏繞到卷筒上。絲桿上動軌座的位置是實現絞車整齊、有序排纜及實現卷筒和絲桿同步運行的重要參數，動軌座在絲桿上往復移動，其運動軌跡在平面坐標上是等長的折線，如果分層分段考慮，運算處理復雜。不同功能的絞車有不同的處理方式，有的絞車絲桿上動軌座的移動距離與纜繩直徑固定一個或幾個螺距，或者固定一個比例關系，但是這種絞車，僅適合排布只有一種纜徑的纜繩，操作比較不方便。還有一種“可排變直徑電纜和測量張力的排纜裝置”，在絞車動軌座上設計了三輥輪裝置，用編碼器、傳感器、放大裝置等來檢測纜繩直徑、繩長和繩速，以確定排纜節距以及絲桿與卷筒的同步速度，但結構復雜，不僅增加了硬件數量，增加了設備對空間位置的需求，同時也提高了設計和制作成本。在空間有限、不能安裝過多檢測部件的情況下，對于需要纏繞一種纜陣上存在多種直徑規格的纜繩的絞車，既要知道纜陣層數、絲桿換向位置，保證卷筒和絲桿同步(或稱主機和從機同步)運行，又要將纜陣排布均勻、整齊，使用上述方法實現有些困難。
【發明內容】
[0003]本發明為了解決上述技術問題；提供一種絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實現方法，其將動軌座在絲桿上的往復折線運動轉換成直線運動，便于獲得動軌座在絲桿上運行的確切總長度，便于確定動軌座在絲桿上的實際位置，方法巧妙，計算簡便，有效提高動軌座位置的計算精度，為辯識纜陣層數、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運行提供了保證，確保絞車纜陣排布均勻、整齊。
[0004]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:動軌座安裝在絲桿上，絲桿的旋轉受伺服電機控制，伺服電機受伺服電機驅動控制器控制，安裝在伺服電機上的絲桿編碼器輸出信號給伺服電機驅動控制器，卷筒受變頻電機控制，變頻電機受變頻電機驅動控制器控制，安裝在變頻電機上的卷筒編碼器輸出信號給變頻電機驅動控制器，纜陣經過動軌座導引自動纏繞到卷筒上，本發明絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實現方法包括如下步驟:
[0005]①.定義卷筒所纏纜陣奇數層、偶數層和動軌座運行方向；根據每一層所纏纜陣的圈數求出卷筒變頻電動機初始轉數和最終轉數，進而求得卷筒編碼器轉過的圈數；根據每一層初始及最終結束時卷筒編碼器讀數和每一層初始及最終結束時絲桿編碼器讀數求出所述的卷筒和所述的絲桿的速度比；
[0006]②.按照纜徑分段求出當前卷筒上纜陣的直線總長度，即為所述的動軌座移動過的直線總長度；
[0007]③.求出卷筒上已纏繞纜陣的總層數，辨識出卷筒上纏繞的當前層是奇數層還是偶數層；
[0008]④.根據卷筒上纜陣層數的奇偶性，判斷絲桿上動軌座當前的移動方向，求出絲桿上動軌座的目標位移。
[0009]絲桿上動軌座的目標位移也就是動軌座在絲桿上的實際位移值，獲得動軌座在絲桿上的實際位置。本發明根據卷筒編碼器和絲桿編碼器的測量數據及卷筒與絲桿的速比，將絲桿上動軌座的往復折線運動轉換成直線運動，根據直線運動計算出動軌座在絲桿上運行的總長度，再與核算出的纜陣層數運算，求出動軌座在絲桿上的實際位置值。方法巧妙，計算簡便，有效提高動軌座位置的計算精度，為辯識纜陣層數、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運行提供了保證，確保絞車纜陣排布均勻、整齊。
[0010]作為優選，所述的步驟②為:根據步驟①求出的卷筒和絲桿的速度比，獲得纜徑切換時所述的卷筒編碼器的讀數估計值，判斷當前卷筒上的纜陣是否到達纜徑切換處，按照纜陣的纜徑分段，分別求出每次纜徑切換前所述的卷筒上纜陣的直線總長度，即為纜徑切換前所述的動軌座移動過的直線總長度。
[0011]由于本發明中絞車纏繞的纜線包含多種纜徑，而每段纜的長度和直徑是已知的，因此纜徑切換時，前面一段纜線走過的長度是容易獲得的。卷筒編碼器檢測卷筒的轉速和圈數，從卷筒轉了多少圈，就能算出纜線已經纏繞了多長。而纜徑切換時，卷筒編碼器的讀數和正常情況下相比會有所變化，當這個變化發生時，就說明纜徑已到達切換處。
[0012]作為優選，由于纜陣的纜徑變化，從第一次纜經切換后卷筒上纜陣的當前層及以后的每一層都有高低分段現象，對存在這些現象的每一層將所述的動軌座移動過的直線總長度進行修正。通過修正，以獲得更精確的動軌座移動過的直線總長度，最后獲得更加精確的動軌座在絲桿上的實際位移值。
[0013]作為優選，對所述的動軌座移動過的直線總長度進行修正的修正方法為:將步驟②中獲得的動軌座移動過的直線總長度加上一個修正值，這個修正值是綜合考慮纜徑誤差、卷筒直徑誤差、卷筒長度誤差、絲桿長度誤差和絲桿螺距誤差得出的。
[0014]這個修正值通過多次調試獲得。在每一層的換向處對動軌座移動過的直線總長度也進行同樣的修正。由于設備裝配過程中存在卷筒和絲桿安裝的中心位置不在一條直線上的實際情況，故纜陣的奇數層和偶數層可考慮使用兩個不同的修正值。在收纜和放纜時對動軌座移動過的直線總長度的修正處理方式一致。
[0015]作為優選，所述的步驟③為:計算所述的動軌座移動過的直線總長度和動軌座在絲桿上移動的有效長度之比得出所述的卷筒上已纏繞纜陣的總層數，辨識出卷筒上纏繞的當前層是奇數層還是偶數層。
[0016]作為優選，所述的步驟④為:若卷筒上纏繞的當前層是偶數層，則判定動軌座在絲桿上的移動方向為正向，則動軌座的目標位移就等于動軌座移動過的直線總長度再減去動軌座在絲桿上移動的有效長度和當前卷筒上纜陣總層數的乘積所獲得的差；若卷筒上纏繞的當前層是奇數層，則判定動軌座在絲桿上的移動方向為反向，則動軌座的目標位移就等于動軌座在絲桿上移動的有效長度和當前卷筒上纜陣總層數的乘積減去動軌座移動過的直線總長度。
[0017]本發明的有益效果是:僅使用了兩個檢測部件一一兩只編碼器的檢測數據，絞車設備硬件結構簡單，占用空間小。將絲桿上動軌座原有復雜的往復折線運動，轉變成了簡單的直線運動，便于獲得動軌座在絲桿上運行的確切總長度，簡化了程序運算和分析的復雜度，有效提高絲桿上動軌座所處位置的計算精度，方法巧妙，計算簡便。本發明為辨識絞車上纜陣層數、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運行提供了保證，確保絞車纜陣排布均勻、整齊，適用于絞車上不同規格纜徑的纜陣的收放、拖曳。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明中動軌座、絲桿和基座的安裝結構的一種立體結構示意圖。
[0019]圖2是本發明中絞車的一種工作原理連接結構框圖。
[0020]圖中1.動軌座，2.絲桿，3.伺服電機，4.伺服電機驅動控制器，5.絲桿編碼器，
6.卷筒，7.變頻電機，8.變頻電機驅動控制器，9.卷筒編碼器，10.纜陣，11.基座。
【具體實施方式】
[0021]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0022]實施例:本實施例的絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實現方法，用在絞車電氣自動排纜系統上，如圖1所示，絞車電氣自動排纜系統包括動軌座1、絲桿2和兩個基座11，兩個基座安裝在絞車上，絲桿2連接在兩個基座之間，