CN102285106B - 计算机控制复合材料弯管缠绕机 - Google Patents

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本发明公开了一种计算机控制复合材料弯管缠绕机，包括分纱机构、过渡机构和弯管缠绕机构以及控制系统；其优点在于：使用分纱机构、过渡机构和缠绕机构相互配合生产，生产过程中只需人工根据弯管尺寸和生产要求设置参数即可，完全进行自动化生产，有效提高生产效率，降低劳动强度，还能提高产品质量。

Description

计算机控制复合材料弯管缠绕机
技术领域
本发明涉及了一种复合材料弯管制造装备，特别涉及了一种计算机控制复合材料弯管缠绕机。
背景技术
玻璃钢弯头以其轻质、内壁光滑以及抗腐蚀性能已经成为管道工程中的首选，在具体应用过程中能减少流阻、提高流速、降低能耗，用较小口径的管道输送同等流量的流体，与同规格钢管相比可提高流量的10%左右；不结垢，长期使用不降低流速；现有的玻璃钢弯头一般是手工用玻璃纤维蘸胶以后缠绕在模芯上制成，一方面效率较低，另外一方面所加工的产品质量参差不齐，不能形成工业化生产，劳动强度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种计算机控制复合材料弯管缠绕机，能够有效提高生产效率，改善产品质量，降低劳动强度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种计算机控制复合材料弯管缠绕机，包括分纱机构、过渡机构和弯管缠绕机构以及控制系统；所述分纱机构包括分纱底座、转盘、浸胶槽、导纱机构和换向机构以及第一驱动装置；所述转盘借助于轴承水平设于分纱底座上方；所述浸胶槽竖向固设于转盘上方；所述导纱机构包括借助于支架设于转盘上方的纱张紧器、第一过纱环、设于浸胶槽底部的压纱环以及设于浸胶槽正上方的第一导丝环；所述第一驱动装置包括设于转盘下方的第一伺服电机和通过齿轮传动机构与转盘连接的第一减速机；所述换向机构包括固设于转盘正下方的随动盘以及两端分别与随动盘和第一导丝环连接的连杆。
所述过渡机构包括底座、第二驱动装置、第二导丝环和第二过纱环；所述第二导丝环设于底座上部，所述第二导丝环与所述第二过纱环同轴固定设置；所述第二驱动装置包括第二伺服电机和第二减速机，所述第二减速机输出端借助于齿轮传动机构与所述第二导丝环外侧设置的齿轮啮合。
所述弯管缠绕机构包括支架、水平设置的弯管模具、第三导丝环、用于驱动第三导丝环的第三驱动装置；所述弯管模具固定设于支架一侧，所述第三驱动装置包括水平驱动机构和旋转驱动机构；所述水平驱动机构包括纵向导轨、与纵向导轨滑动配合的纵向滑动小车及其第四驱动装置、和与纵向滑动小车滑动配合的横向滑轨以及与横向滑轨滑动配合的横向滑动小车及其驱动机构；所述旋转驱动机构借助于转动支架设于横向滑动小车下部，所述第三导丝环借助于转动支架与所述横向滑动小车连接；所述水平驱动机构包括设于横向滑动小车上的第三伺服电机和与其输出端连接的减速机，所述减速机输出端与所述转动支架连接；所述旋转驱动机构包括第六伺服电机和与其输出端连接的第三减速机，第三减速机输出端借助于齿轮传动机构与所述第三导丝环外缘上设置的齿环啮合。
所述控制系统包括工业控制计算机、与工业控制计算机借助于数据接口连接的六套伺服控制器以及D/A转换器、操作台以及信号采集卡；所述六套伺服控制器信号输出端分别与第一至第六伺服电机信号输入端连接；所述第一至第六伺服电机信号输出端与所述信号采集卡信号输入端连接；所述D/A转换器和信号采集卡借助于数据接口与所述工业控制计算机连接；所述操作台与工业控制计算机I/O端连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果是：使用分纱机构、过渡机构和缠绕机构相互配合生产，生产过程中只需人工根据弯管尺寸和生产要求设置参数即可，完全进行自动化生产，有效提高生产效率，降低劳动强度，还能提高产品质量。
附图说明
图1  为本发明分纱机构部分结构示意图；
图2  为本发明过渡机构部分结构示意图；
图3  为本发明缠绕机构部分结构示意图；
图4  为本发明控制系统原理框图；
图5  为本发明控制系统程序流程图。
在附图中：1、纱轴；2、纱张紧器； 3、第一过纱环；4、第一导丝环；5、浸胶槽；6、压纱环；7、换向机构；8、第一伺服电机；9、第一减速机；10、第二伺服电机；11、第二减速机；12、底座；13、第二导丝环；14、第三伺服电机；15、转动支架；16、第三导丝环；17、第二过纱环；18、横向导轨；19、纵向导轨；20、纵向小车；21、第四伺服电机；22、第五伺服电机；23、弯头模具；24、支架；25、第三减速机；26、第六伺服电机。
下面结合附图进一步对本发明进行详细的描述。
具体实施方式
如图1、2和3所示的一种计算机控制复合材料弯管缠绕机，包括分纱机构、过渡机构和弯管缠绕机构以及控制系统；所述分纱机构包括分纱底座、转盘、浸胶槽5、导纱机构和换向机构7以及第一驱动装置；所述转盘借助于轴承水平设于分纱底座上方；所述浸胶槽5竖向固设于转盘上方；所述导纱机构包括借助于支架设于转盘上方的纱张紧器2、第一过纱环3、设于浸胶槽5底部的压纱环6以及设于浸胶槽5正上方的第一导丝环4；所述第一驱动装置包括设于转盘下方的第一伺服电机8和通过齿轮传动机构与转盘连接的第一减速机9；所述换向机构7包括固设于转盘正下方的随动盘以及两端分别与随动盘和第一导丝环4连接的连杆。
所述过渡机构包括底座12、第二驱动装置、第二导丝环13和第二过纱环17；所述第二导丝环13设于底座12上部，所述第二导丝环13与所述第二过纱环17同轴固定设置；所述第二驱动装置包括第二伺服电机10和第二减速机11，所述第二减速机11输出端借助于齿轮传动机构与所述第二导丝环13外侧设置的齿轮啮合。
所述弯管缠绕机构包括支架24、水平设置的弯管模具23、第三导丝环16、用于驱动第三导丝环16的第三驱动装置；所述弯管模具23固定设于支架24一侧，所述第三驱动装置包括水平驱动机构和旋转驱动机构；所述水平驱动机构包括纵向导轨19、与纵向导轨19滑动配合的纵向滑动小车20及其第四驱动装置、和与纵向滑动小车20滑动配合的横向滑轨18以及与横向滑轨18滑动配合的横向滑动小车及其驱动机构；所述旋转驱动机构借助于转动支架设于横向滑动小车下部，所述第三导丝环16借助于转动支架15与所述横向滑动小车连接；所述水平驱动机构包括设于横向滑动小车上的第三伺服电机14和与其输出端连接的减速机，所述减速机输出端与所述转动支架连接；所述旋转驱动机构包括第六伺服电机26和与其输出端连接的第三减速机，第三减速机输出端借助于齿轮传动机构与所述第三导丝环外缘上设置的齿环啮合。
所述控制系统包括工业控制计算机、与工业控制计算机借助于数据接口连接的六套伺服控制器以及D/A转换器、操作台以及信号采集卡；所述六套伺服控制器信号输出端分别与第一至第六伺服电机信号输入端连接；所述第一至第六伺服电机信号输出端与所述信号采集卡信号输入端连接；所述D/A转换器和信号采集卡借助于数据接口与所述工业控制计算机连接；所述操作台与工业控制计算机I/O端连接。
在具体应用过程中，如图4所示，第一至第六伺服电机均通过伺服控制器以及D/A转换器与计算机连接，而且六套伺服电机信号输出端均通过编码器与和计算机配套设置的信号采集卡连接，构成闭环控制系统；系统具有手动和自动两种工作方式：手动方式下，可以单独控制各伺服电机的运行；自动工作方式下，6个伺服电机根据产品加工参数自动配合完成弯管的环向和交叉缠绕。系统还具有弯管产品加工参数设计功能、具有参数编辑功能，具有良好的人机交互性能。在具体运行过程中，分纱机构将缠绕在纱团上的纱由平面旋转转换成横向旋转，避免在缠绕过程中平行的纱股之间互绞，而过渡机构的作用在于将纱股的运动与后续的缠绕机构的运动同步化，而缠绕机构通过第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机和第六伺服电机驱动第三导丝环绕弯管模具轴线运动，同时第三导纱环的旋转将纱缠绕在弯管上，缠绕的方式可以通过计算机控制第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机以及第六伺服电机的运动来调整，大大提高生产效率，降低劳动强度，还能有效改善产品质量。

Claims (1)

1.一种计算机控制复合材料弯管缠绕机，其特征在于：包括分纱机构、过渡机构和弯管缠绕机构以及控制系统；所述分纱机构包括分纱底座、转盘、浸胶槽（5）、导纱机构和换向机构（7）以及第一驱动装置；所述转盘借助于轴承水平设于分纱底座上方；所述浸胶槽（5）竖向固设于转盘上方；所述导纱机构包括借助于支架设于转盘上方的纱张紧器（2）、第一过纱环（3）、设于浸胶槽（5）底部的压纱环（6）以及设于浸胶槽（5）正上方的第一导丝环（4）；所述第一驱动装置包括设于转盘下方的第一伺服电机（8）和通过齿轮传动机构与转盘连接的第一减速机（9）；所述换向机构（7）包括固设于转盘正下方的随动盘以及两端分别与随动盘和第一导丝环（4）连接的连杆；
所述过渡机构包括底座（12）、第二驱动装置、第二导丝环（13）和第二过纱环（17）；所述第二导丝环（13）设于底座（12）上部，所述第二导丝环（13）与所述第二过纱环（17）同轴固定设置；所述第二驱动装置包括第二伺服电机（10）和第二减速机（11），所述第二减速机（11）输出端借助于齿轮传动机构与所述第二导丝环（13）外侧设置的齿轮啮合；
所述弯管缠绕机构包括支架（24）、水平设置的弯管模具（23）、第三导丝环（16）、用于驱动第三导丝环（16）的第三驱动装置；所述弯管模具（23）固定设于支架（24）一侧，所述第三驱动装置包括水平驱动机构和旋转驱动机构；所述水平驱动机构包括纵向导轨（19）、与纵向导轨（19）滑动配合的纵向滑动小车（20）及其第四驱动装置、和与纵向滑动小车（20）滑动配合的横向滑轨（18）以及与横向滑轨（18）滑动配合的横向滑动小车及其驱动机构；所述旋转驱动机构借助于转动支架设于横向滑动小车下部，所述第三导丝环（16）借助于转动支架（15）与所述横向滑动小车连接；所述水平驱动机构包括设于横向滑动小车上的第三伺服电机（14）和与其输出端连接的减速机，所述减速机输出端与所述转动支架连接；所述旋转驱动机构包括第六伺服电机（26）和与其输出端连接的第三减速机，第三减速机输出端借助于齿轮传动机构与所述第三导丝环外缘上设置的齿环啮合；
所述控制系统包括工业控制计算机、与工业控制计算机借助于数据接口连接的六套伺服控制器以及D/A转换器、操作台以及信号采集卡；所述六套伺服控制器信号输出端分别与第一至第六伺服电机信号输入端连接；所述第一至第六伺服电机信号输出端与所述信号采集卡信号输入端连接；所述D/A转换器和信号采集卡借助于数据接口与所述工业控制计算机连接；所述操作台与工业控制计算机I/O端连接。
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