纏繞機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)

 采用纏繞機(jī)臥式纖維纏繞機(jī)纏繞成型,纏繞成型方式分為縱向纏繞及環(huán)向纏繞,其中前者是殼體成型的主要方式,縱向纏繞過程中張力的高精度控制是決定復(fù)合材料殼體成型質(zhì)量的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

為提升復(fù)合材料殼體纏繞成型的質(zhì)量及效率,本文針對(duì)臥式纖維纏繞機(jī)縱向纏繞張力高精度控制需求,通過分析閉環(huán)張力系統(tǒng)控制原理,提出了一種以伺服電機(jī)為執(zhí)行元件的閉環(huán)張力控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了纖維纏繞過程中縱向纏繞張力的高精度控制,提升了復(fù)合材料殼體成型精度。

  在纏繞機(jī)傳統(tǒng)臥式數(shù)控車床基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種新型數(shù)控布帶纏繞機(jī)。根據(jù)纏繞工藝要求,研究數(shù)控布帶纏繞機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu);基于華中8型數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)了纏繞機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng);結(jié)合三菱PLC、觸摸屏等開發(fā)了車間現(xiàn)場(chǎng)交互控制系統(tǒng);構(gòu)建了上位機(jī)采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng),采用FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)間G代碼文件的上傳下載;利用Modbus協(xié)議實(shí)現(xiàn)了PLC狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。通過運(yùn)行測(cè)試,驗(yàn)證了該系統(tǒng)加工效率高、擴(kuò)展性能好,纏繞機(jī)具有較高工程應(yīng)用價(jià)值。

  對(duì)纏繞機(jī)包裝過程進(jìn)行了分析和數(shù)學(xué)建模,對(duì)張力控制策略進(jìn)行了設(shè)計(jì),即通過放卷小車彈簧機(jī)構(gòu)的拉伸收縮對(duì)快速變化的張力進(jìn)行緩沖,纏繞機(jī)通過變速積分模糊PID控制對(duì)放卷伺服進(jìn)行速度控制,配合轉(zhuǎn)矩限幅對(duì)放卷張力進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)張力的穩(wěn)定控制。最后進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明這種控制方法可以較好的實(shí)現(xiàn)張力穩(wěn)定性控制,對(duì)穿心纏繞機(jī)后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。

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