專利名稱：四軸纖維纏繞機控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及四軸纖維纏繞機控制系統，屬于復合材料制品纖維纏繞成型技術領域。
背景技術：
當前纖維纏繞機控制系統的方案一般采用工業控制計算機加運動控制卡或數控系統的控制模式。當采用工業控制計算機加運動控制卡的控制模式時，工業控制計算機作為上位機，完成纏繞參數的輸入、線型處理和運動軌跡指令的規劃，運動控制卡作為下位機向伺服驅動器發出運動指令并實現閉環控制過程，從而完成制品的纏繞工作，這種工作方式對上位機的依賴較大，系統的穩定性和安全性降低；當采用數控系統控制模式時，需采用人工計算或專業的纏繞軟件來完成纏繞線型的計算和數據處理并生成相應的機器代碼，輸入到數控系統中，數控系統向伺服驅動器發出運動指令并實現閉環控制過程，從而完成制品的纏繞工作，這種工作方式要求機器操作者能用G代碼進行編程，具有一定的局限性且該工作方式采用的數控系統價格也比較昂貴，從而導致纏繞機控制系統的成本過高。
發明內容本實用新型的目的是提供一種可以脫離計算機控制的由運動控制板卡獨立控制伺服電機驅動器進行纏繞工作的四軸纖維纏繞機控制系統。上述目的是通過以下的技術方案實現四軸纖維纏繞機控制系統，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、運動控制卡、伺服電機驅動器模塊、伺服電機模塊和各軸限位及原點開關組，所述的筆記本電腦與運動控制卡連接，所述的運動控制卡與真空熒光顯示單元、控制面板、各軸限位及原點開關組和伺服電機驅動器模塊連接，所述的伺服電機驅動器模塊由4 臺伺服驅動器組成，所述的伺服電機模塊由4臺伺服電機組成，所述的伺服電機驅動器模塊分別與主控制電路和驅動電機模塊連接，所述的4臺伺服電機分別控制纖維纏繞機的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉機構的運動，所述的各軸限位及原點開關組分別由小車、伸臂和絲嘴偏轉機構的正、負極限位置開關和原點開關共9個開關組成。該技術方案有以下有益效果1.本實用新型的運動控制卡采用美國Delta Tau公司的PMAC-PC104高性能運動控制板卡，可在脫離計算機的情況下獨立控制伺服驅動器模塊工作。2.該技術方案極大降低了對計算機的依賴程度和對生產環境的要求，提高了系統的實時性和穩定性。3.由于纏繞制品使用的運動程序以1-256編號形式存儲在運動控制卡的存儲器中，機器操作者只需通過控制面板的簡單操作即可將程序調入，系統操作簡便，生產率高， 特別適用于大批量生產的復合材料制品的生產過程。
附圖1為本實用新型四軸纖維纏繞機控制系統原理結構示意圖。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、運動控制卡，6、伺服電機驅動器模塊，7、伺服電機模塊，8、各軸限位及原點開關組。
具體實施方式
如圖1所示的四軸纏繞機控制系統，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、選擇合適的纏繞線型并生成編號介于1-256之間的運動程序，通過RS-232通訊接口，下載到運動控制卡的存儲器中，該過程結束后，筆記本可與運動控制卡脫離，此時，運動控制卡作為控制核心可以獨立完成整個纏繞過程的控制，通過與該控制卡連接的真空熒光顯示單元可以顯示調入的運動程序的編號以及纏繞機的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉機構的運動速度；通過與該控制卡連接的控制面板可以實現纏繞機主軸、小車、伸臂和絲嘴位置的手動操作過程、纏繞過程的控制以及纏繞速度的調節；通過與該控制卡連接的各軸限位及原點開關組可以實現小車、伸臂和絲嘴的回原點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驅動模塊可實現對主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉機構驅動用伺服電機模塊的插補運算、位置控制和速度控制過程；通過主控制電路實現對控制板卡和伺服驅動模塊的供電控制。
權利要求1.四軸纖維纏繞機控制系統，包括筆記本電腦、真空熒光顯示單元、主控制電路、控制面板、運動控制卡、伺服電機驅動器模塊、伺服電機模塊和各軸限位及原點開關組，其特征在于所述的筆記本電腦與運動控制卡連接，所述的運動控制卡與真空熒光顯示單元、控制面板、各軸限位及原點開關組和伺服電機驅動器模塊連接，所述的伺服電機驅動器模塊由4臺伺服驅動器組成，所述的伺服電機模塊由4臺伺服電機組成，所述的伺服電機驅動器模塊分別與主控制電路和4臺驅動電機連接，所述的4臺伺服電機分別控制纖維纏繞機的主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉機構的運動。
2.如權利要求1所述的四軸纖維纏繞機控制系統，其特征在于各軸限位及原點開關組分別由小車、伸臂和絲嘴偏轉機構的正、負極限位置開關和原點開關共9個開關組成。
專利摘要本實用新型涉及一種四軸纖維纏繞機控制系統，該控制系統包括筆記本電腦、真空熒光顯示單元、主控制電路、控制面板、運動控制卡、伺服電機驅動器模塊、伺服電機模塊和各軸限位開關及原點開關組。在該控制系統中，由筆記本電腦負責進行纏繞工藝參數的處理、線形設計和運動程序的生成并將運動程序通過RS-232接口下載到運動控制卡的存儲單元中，該過程結束后，筆記本可與運動控制卡分離。運動控制卡負責運動參數的獲取、面板控制指令的讀取、各軸限位開關和原點開關狀態的判別并向伺服電機驅動模塊發出運動命令，從而完成纏繞工作。該控制系統采用脫離計算機控制的以運動控制卡為控制中心的控制方式，可用于由主軸、小車、伸臂和絲嘴偏轉四軸運動控制的纖維纏繞機上。
文檔編號G05B19/414GK202058012SQ201020681398
公開日2011年11月30日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者劉永純, 張華 , 王桂英 申請人:東北林業大學, 劉永純, 張華 , 王桂英