CN105700479A - 自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，涉及以补偿的控制装置为特征的方法技术领域。所述方法包括如下步骤：在自排绳卷扬机轨迹插补前提前计算出滚筒旋转的圈数与径向误差和位置误差补偿值的关系，并将这一系列补偿值存放在排绳控制系统中，每当滚筒圈数发生一次变化时，排绳控制系统通过吊点处的弹簧补偿机构对排绳位置进行一次补偿，使卷扬机根据空间曲线插补算法进行旋转，补偿由于自排绳卷扬机上摆轮位置变化以及滚筒直径变化引起的排绳误差。所述方法利用数控插补原理，对自排绳卷扬机排绳时的位置误差和径向误差进行补偿，提高了排绳的准确度且计算简单。

Description

自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法

技术领域

本发明涉及以补偿的控制装置为特征的方法技术领域，尤其涉及一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法。

背景技术

轨迹插补是数控系统中的关键技术。在数控机床上插补原理是将基本数控曲线分解为控制机床运动所需的最小运动量的方法，也就是将数控程序所表述的加工轨迹进行大量坐标点的密化，而且密化速度要求很快，以提高加工效率，同时插补坐标点越多加工精度就越高。插补任务就是根据给定的速度，在要加工曲线起点与终点之间计算出若干插值点，这些点位于加工轨迹上，用点到点之间微线段来近似表达给定轨迹。

当自排绳机构运动到不同位置时，会产生不同的排绳位置误差，该误差与排绳机构排绳位置有关。同时，卷扬机滚筒放出或者卷入钢丝绳，使滚筒径向尺寸发生变化，导致径向误差的产生。现有的卷扬机滚筒控制装置一直按照一定的速度进行排绳控制，造成排绳不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，所述方法结合自排绳卷扬机的机械结构特点和功能需要，利用数控插补原理，对自排绳卷扬机排绳时的位置误差和径向误差进行补偿，提高了排绳的准确度且计算简单。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，其特征在于包括如下步骤：在自排绳卷扬机轨迹插补前提前计算出滚筒旋转的圈数与径向误差和位置误差补偿值的关系，并将这一系列补偿值存放在排绳控制系统中，每当滚筒圈数发生一次变化时，排绳控制系统通过吊点处的弹簧补偿机构对排绳位置进行一次补偿，使卷扬机根据空间曲线插补算法进行旋转，补偿由于自排绳卷扬机上摆轮位置变化以及滚筒直径变化引起的排绳误差。

进一步的技术方案在于：所述的排绳位置误差L₁的计算方法如下，其中

$L_1=\sqrt{H^2+e^2}$

式中：H表示来复丝杆的轴心到第一上摆轮圆心的垂直距离，由设计尺寸决定；e为一变量，取值与X有关；

其中： $e=\sqrt{R^2-{(\frac{B}{2}-X)}^2}-E$

式中：R为第二上摆轮的最左端至第一上摆轮的最右端的距离，即第一、第二上摆轮的中心距与上摆轮直径之和；E为第二上摆轮的左端到来复丝杆的距离，与安装结构有关；B为来复丝杆有效长度，也是卷扬机滚筒宽度；X为排绳位置到来复丝杆端点n的距离，是一个变化量，与滚筒旋转的圈数有关。

进一步的技术方案在于：所述的排绳径向误差L₂的计算方法如下：

L₂＝C₁+C₂

C₁＝θ×r₁

$C_2=\sqrt{{\left(r_2\right)}^2-{\left(r_1\right)}^2}$

其中，r₁为滚筒半径与钢丝绳厚度之和；

已知钢丝绳直径，设钢丝绳在滚筒上缠绕的层数为n，则有：

其中φ_滚筒为滚筒的直径，φ_刚为钢丝绳的直径；

r₂为钢丝绳在自排绳机构切出点到滚筒中心轴线的距离，为已知量，由此可以求得：

$\mathrm{\θ}=\arcsin \frac{r_1}{r_2}.$

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法结合自排绳卷扬机的机械结构特点和功能需要，利用数控插补原理，对自排绳卷扬机排绳时的位置误差和径向误差进行补偿，提高了排绳的准确度且计算简单。

附图说明

图1是本发明所述方法中自排绳卷扬机的侧视结构示意图；

图2是本发明所述方法中自排绳卷扬机的俯视结构示意图；

其中：1、复丝杆2、第一上摆轮3、第二上摆轮4、滚筒5、钢丝绳6、下摆轮7、自排绳机构8、摆轮摆动轨迹。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明公开了一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，包括如下步骤：在自排绳卷扬机轨迹插补前提前计算出滚筒旋转的圈数与径向误差和位置误差补偿值的关系，并将这一系列补偿值存放在排绳控制系统中，每当滚筒圈数发生一次变化时，排绳控制系统通过吊点处的弹簧补偿机构对排绳位置进行一次补偿，使卷扬机根据空间曲线插补算法进行旋转，补偿由于自排绳卷扬机上摆轮位置变化以及滚筒直径变化引起的排绳误差。

图1是本发明所述方法中自排绳卷扬机的侧视结构示意图；图2是本发明所述方法中自排绳卷扬机的俯视结构示意图。

设L₁为排绳位置误差，L₂为径向误差，所述的排绳位置误差L₁的计算方法如下，其中

$L_1=\sqrt{H^2+e^2}$

式中：H表示来复丝杆1的轴心到第一上摆轮圆心的垂直距离，由设计尺寸决定；e为一变量，取值与X有关；

其中： $e=\sqrt{R^2-{(\frac{B}{2}-X)}^2}-E$

式中：R为第二上摆轮3的最左端至第一上摆轮2的最右端的距离，即第一、第二上摆轮的中心距与上摆轮直径之和；E为第二上摆轮3的左端到来复丝杆1的距离，与安装结构有关；B为来复丝杆1的有效长度，也是卷扬机滚筒宽度；X为排绳位置到来复丝杆1端点n的距离，是一个变化量，与滚筒旋转的圈数有关。

所述的排绳径向误差L₂的计算方法如下：

L₂＝C₁+C₂

C₁＝θ×r₁

$C_2=\sqrt{{\left(r_2\right)}^2-{\left(r_1\right)}^2}$

其中，r₁为滚筒4半径与钢丝绳5厚度之和；

已知钢丝绳5直径，设钢丝绳5在滚筒4上缠绕的层数为n，则有：

其中φ_滚筒为滚筒的直径，φ_刚为钢丝绳的直径；

r₂为钢丝绳在自排绳机构7切出点到滚筒中心轴线的距离，为已知量，由此可以求得：

$\mathrm{\θ}=\arcsin \frac{r_1}{r_2}.$

所述方法结合自排绳卷扬机的机械结构特点和功能需要，利用数控插补原理，对自排绳卷扬机排绳时的位置误差和径向误差进行补偿，提高了排绳的准确度且计算简单。

Claims (3)

1.一种自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，其特征在于包括如下步骤：在自排绳卷扬机轨迹插补前提前计算出滚筒旋转的圈数与径向误差和位置误差补偿值的关系，并将这一系列补偿值存放在排绳控制系统中，每当滚筒圈数发生一次变化时，排绳控制系统通过吊点处的弹簧补偿机构对排绳位置进行一次补偿，使卷扬机根据空间曲线插补算法进行旋转，补偿由于自排绳卷扬机上摆轮位置变化以及滚筒直径变化引起的排绳误差。

2.如权利要求1所述的自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，其特征在于所述的排绳位置误差L₁的计算方法如下，其中

$L_1=\sqrt{H^2+e^2}$

式中：H表示来复丝杆(1)的轴心到第一上摆轮(2)圆心的垂直距离，由设计尺寸决定；e为一变量，取值与X有关；

其中： $e=\sqrt{R^2-{(\frac{B}{2}-X)}^2}-E$

式中：R为第二上摆轮(3)的最左端至第一上摆轮(2)的最右端的距离，即第一、第二上摆轮的中心距与上摆轮直径之和；E为第二上摆轮(3)的左端到来复丝杆(1)的距离，与安装结构有关；B为来复丝杆(1)有效长度，也是卷扬机滚筒宽度；X为排绳位置到来复丝杆(1)端点n的距离，是一个变化量，与滚筒(4)旋转的圈数有关。

3.如权利要求1所述的自排绳卷扬机径向误差和位置误差补偿方法，其特征在于所述的排绳径向误差L₂的计算方法如下：

L₂＝C₁+C₂

C₁＝θ×r₁

$C_2=\sqrt{{\left(r_2\right)}^2-{\left(r_1\right)}^2}$

其中，r₁为滚筒半径与钢丝绳厚度之和；

已知钢丝绳(5)直径，设钢丝绳(5)在滚筒上缠绕的层数为n，则有：

其中φ_滚筒为滚筒的直径，φ_刚为钢丝绳的直径；

r₂为钢丝绳(5)在自排绳机构(7)切出点到滚筒(4)中心轴线的距离，为已知量，由此可以求得：

$\mathrm{\θ}=\arcsin \frac{r_1}{r_2}.$