CN106315315B - 一种埋件自动缠胶装置控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种埋件自动缠胶装置控制系统，包括胶带存放机构、胶带传送机构、推胶机构、补胶机构、切胶机构、胶带检测组件与埋件旋转压紧缠胶机构。由胶带存放机构存放胶带，推胶机构将胶带推送至胶带传送机构，由胶带传送机构将胶带送至埋件旋转压紧缠胶机构上的埋件处进行缠胶。在缠胶过程中，由胶带检测组件检测胶带传送程度，进而判断补胶机构补充胶带与切胶机构切断胶带的时机。本发明的优点为：效率较高的实现了各功能的顺序控制，能够实现手动和自动两种控制方式，具有一定的容错能力，使用者操作简单，缠绕产品质量较高。

Description

一种埋件自动缠胶装置控制系统

技术领域

本发明涉及缠胶装置，具体是一种应用于卫星装置中蜂窝结构板内用埋件自动缠胶装置及其控制方法。

背景技术

航天器复合材料结构中，以蜂窝夹层结构的研制数量最多。蜂窝夹层结构板中埋件及缠绕在埋件上的发泡胶主要用于结构连接和仪器设备安装。埋件缠胶速度一直限制着蜂窝夹层结构板生产效率航天产品埋件自动缠绕装置用于替代我国航天器复合材料蜂窝夹层结构以手工作业方式为主的生产模式。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种埋件自动缠胶装置控制系统，具有自动补充，连接，传送，切断胶条的控制，具有自动定位，夹紧埋件，并带动埋件转动的控制，同时具备保证埋件缠绕圈数的功能。

本发明一种埋件自动缠胶装置控制系统,包括胶带存放机构、胶带传送机构、推胶机构、补胶机构、切胶机构、胶带检测组件与埋件旋转压紧缠胶机构。

所述埋件旋转压紧缠胶机构，具有安装平台、旋转转盘、埋件旋转安装台、埋件旋转驱动机构、埋件竖直压紧机构与埋件侧向压紧装置。其中，旋转转盘安装在安装平台上，为由电动转台驱动旋转的转盘。旋转转盘开有埋件安装孔，每个埋件安装孔内安装有埋件旋转支撑件。埋件旋转支撑件为由轴承安装的旋转体；旋转体顶面用来放置埋件；旋转体底面设计有定位槽。埋件旋转驱动机构安装在安装平台上，为下部气缸驱动运动的埋件旋转电机，以及埋件旋转电机的输出轴上安装的下顶尖；下顶尖顶部设计有与定位槽插接配合的插接凸起。埋件竖直压紧机构安装在安装平台上，为上部气缸驱动运动的旋转接头，以及旋转接头端部安装的上顶尖。上部气缸动作时，上顶尖下移，下压位于缠胶工位处的埋件顶端。埋件侧向压紧装置安装在安装平台上，为压紧气缸驱动的压紧头，压紧气缸动作，使压紧头的压紧面与位于缠胶工位的埋件周向上的圆柱面间具有配合相贴关系。

所述胶带传送机构、胶带存放机构与推胶机构由前至后设置于缠胶平台上；其中，胶带存放机构为盘型结构，上表面并列设计有胶带存放槽，胶带存放槽沿空间x轴设计。

所述补胶机构为直线滑台，胶带存放机构安装在直线滑台上，由滑台步进电机驱动直线滑台，带动胶带存放机构沿空间y轴移动。

所述推胶机构为由推胶气缸推动沿空间x轴方向运动的推胶板；由推板推动胶带存放槽内胶带经胶带存放槽出口端向前运动。

所述胶带传送机构为安装在辊轮安装机架上的由电机驱动的辊轮；两个辊轮上；两个辊轮间为胶带传送路径，正对胶带存放槽的出口端；利用两个辊轮旋转过程中与胶带间的摩擦力将胶带继续向前传送。

所述切胶机构位于两个辊轮后方，包括安装于切刀固定支架上的静止刀片与动作刀片。静止刀片与切到固定支架固定，动作刀片由切刀汽缸驱动沿空间y 方向移动，使动作刀片与静止刀片配合切断胶带。

所述胶带检测组件包括后置胶带检测组件与前置胶带检测组件，分别由后置对射开关与前置对射开关构成。后置对射开关位于传送辊轮后方，发射器和接收器分别位于胶带传送路径两侧。前置对射开关位于切胶机构前方，发射器和接收器分别位于胶带传送路径两侧。

上述埋件旋转压紧缠胶机构中，旋转转盘底面周上均布有凸起定位标志,凸起定位标志与埋件安装孔一一对应；同时，在安装平台上安装接近开关；当接近开关每次检测到凸起定位标志时，接近开关产生控制信号发送给PLC，由PLC电动转台停转，此时一个埋件处在缠绕工位上。

上述一种埋件自动缠胶装置控制系统的控制方法，通过下述步骤实现自动缠胶：

步骤一：在埋件旋转压紧缠胶机构中旋转转盘上放置同一规格的埋件，在胶带存放机构上每个胶带存放槽内放置等长度和宽度的胶带。

步骤二：控制旋转转盘转动，当接近开关检测到凸起定位标志时，埋件到位，控制旋转转盘停转。

步骤三：控制上部气缸和下部气缸的推杆依次伸出压紧埋件，预备埋件旋转电机旋转半圈，使下顶尖卡入埋件旋转支撑件底部；，等待缠绕；

步骤四：控制两个辊轮匀速转动。

步骤五：控制胶带存放机构向初始位置移动，胶带存放机构压动限位开关，到达初始位置；同时限位开关输入信号到PLC，由PLC控制推胶气缸的推杆伸出，由推胶板推动胶带，将胶带向后推送到胶带传送机构中两个辊轮之间，利用两个辊轮旋转在胶带表面产生的摩擦力将胶带向后传送。

步骤六：当PLC根据接收到前置胶带检测组件发送的信号后，开启计数器，计算辊轮传送脉冲数；判断胶带传送至埋件表面时，控制埋件旋转电机转动进行埋件表面胶带缠绕，同时控制埋件侧向压紧装置中的压紧气缸的推杆伸出，由压紧头将胶带压紧在埋件表面；随后控制压紧气缸转为自由状态，依据外力状态进行伸缩。

步骤七：通过PLC内计数器计算埋件旋转电机发出的脉冲数量，控制切刀气缸动作切断胶带，同时控制辊轮电机停止转动。

步骤八：待切刀气缸所切断部分胶带全部缠绕至埋件表面时，控制压紧气缸的推杆缩回，此时完成一个埋件的缠胶。

步骤九：控制上部气缸和下部气缸的推杆依次缩回，随后控制旋转转盘转动，使下一个待缠胶埋件处于缠胶工位，返回步骤三。

上述过程中，当后置对射开关检测到没有胶带遮挡时，PLC控制滑台步进电机转动固定脉冲数，移动两个胶带存放槽之间的距离，随后推胶气缸向前推动胶带，进行胶带的补充。

本发明的优点在于：

1、本发明埋件自动缠胶装置控制系统,可实现有限长度胶条的自动连接，连续传送；

2、本发明埋件自动缠胶装置控制系统,人工补料过程无需停机等待；

3、埋件自动缠胶装置控制系统,可以通过控制胶条传送速度，控制缠绕过程胶条上的张力。

附图说明

图1为本发明埋件自动缠胶装置控制系统结构示意图；

图2为本发明埋件自动缠胶装置控制系统中埋件旋转压紧缠胶机构结构示意图；

图3为本发明埋件自动缠胶装置胶带存放机构、推胶机构与补胶机构结构示意图；

图4为本发明埋件自动缠胶装置控制系统中胶带传送机构、胶带检测机构结构示意图；

图5为本发明埋件自动缠胶装置控制系统中切胶机构结构图示意图；

图6为本发明埋件自动缠胶装置控制系统中凸起定位标志布置方式示意图。

图中：

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明埋件自动缠胶装置,包括胶带存放机构1、胶带传送机构2、推胶机构 3、补胶机构4、切胶机构5、胶带检测组件6与埋件旋转压紧缠胶机构7，如图 1所示；且胶带传送机构2、胶带存放机构1与推胶机构3由前至后设置于缠胶平台8上。

所述埋件旋转压紧缠胶机构7采用公开号为CN105621165A的发明专利中所记载的《一种用于埋件缠胶的旋转压紧装置》，用于在缠绕工作前将埋件准确送达缠胶工位，包括安装平台701、旋转转盘702、埋件旋转安装台703、埋件旋转驱动机构704、埋件竖直压紧机构705与埋件侧向压紧装置706，如图2所示。

其中，旋转转盘702安装在安装平台701上，为由电动转台驱动旋转的转盘；旋转转盘702周向上开有埋件安装孔707，每个埋件安装孔707内安装有埋件旋转安装台703；埋件旋转安装台703为由轴承安装的旋转体；旋转体顶面用来设置埋件；旋转体底面设计有定位槽。

埋件旋转驱动机构704安装在安装平台701上，为下部气缸704a驱动运动的埋件旋转电机704b，以及埋件旋转电机704b的输出轴上安装的下顶尖；下顶尖顶部设计有与定位槽插接配合的插接凸起。当下部气缸704a动作时，插接凸起插入位于缠胶工位处旋转体的定位槽内；旋转电机动作时，由下顶尖带动旋转体转动，进而带动埋件转动。

埋件竖直压紧机构705安装在安装平台701上，为上部气缸705a驱动运动的旋转接头705b，以及旋转接头705b端部安装的上顶尖；上部气缸动705a作时，上顶尖下移，下压位于缠胶工位处的埋件顶端，使埋件在缠胶过程中，保持其中心线的位置不变。

埋件侧向压紧装置706安装在安装平台上，为压紧气缸706a驱动的压紧头 706b，压紧气缸706a动作，使压紧头706b的压紧面与位于缠胶工位的埋件周向上的圆柱面间具有配合相贴关系，对埋件上缠绕的胶带产生压紧力。

胶带存放机构1整体为矩形结构存储盘，其上表面沿空间x轴方向布置有等间距并列设计的十条贯通胶带存放槽101，如图3所示；且设计每个胶带存放槽 101的宽度大于胶带的厚度。由此可将胶带垂直插入于胶带存放槽101内，且每个胶带存放槽101内放置的胶带具有相同长度和宽度。本发明中还在胶带存放槽 101内壁上粘贴有特氟龙，利用特氟龙的防粘特性，防止胶带在胶带存放槽101 内存放过程中，与胶带存放槽101间的黏连。

所述补胶机构4用于控制胶带存放机构1的移动，进而将各个胶带存放槽 101移动至胶带传送路径上。补胶机构4包括直线滑台401、滑台步进电机402 与限位开关403，如图5所示。其中，直线滑台401沿空间y轴方向设置，由滑台步进电机402控制运动。直线滑台401上安装有胶带存放机构1。由此通过滑台步进电机402控制直线滑台401运动，实现胶带存放机构1沿空间y轴的移动。限位开关403通过限位开关支架安装在缠胶平台上，且位于胶带存放机构1一侧，用来限制胶带存放机构1沿空间y轴方向的运动，本实施例中限位开关403安装于胶带存放机构1右侧。在本发明埋件自动缠胶装置开始工作前，通过直线滑台 401控制胶带存放机构1向右侧(限位开关方向)移动，直至胶带存放机构1触发限位开关403时，控制胶带存放机构1停止移动，此时位于胶带存放机构1 上位于最左侧的第一列胶带存放槽101位于胶带传送路径上，随后通过推胶机构 3与胶带传送机构1对第一列胶带存放槽101内存放的胶带进行推送。

上述推胶机构3包括推胶气缸301与推胶板302，如图3所示；其中，推胶气缸301通过气缸支架安装于缠胶平台上，使推胶气缸301的推杆沿空间x轴方向运动。推胶板302为薄板状，厚度略小于胶带存放槽101的宽度。推胶板302 平行于xz平面设置，输入端固定安装于推胶气缸301的推杆端部，输出端正对胶带传送路径上的胶带存放槽101入口端；由此，通过控制推胶气缸301的推杆伸长，可使推胶板302伸入至胶带存放槽101内，并沿x轴方向向前推动处于胶带存放槽101内的胶带至胶带传送机构2。

上述胶带传送机构2包括辊轮安装机架201、两个辊轮202、辊轮驱动电机 204与引导格栅203，如图4所示；其中，两个辊轮202采用圆柱型结构。辊轮驱动电机通过安装孔固定安装在辊轮安装机架201底部，两个辊轮202直接安装在辊轮电机的减速器输出轴上。201两个辊轮安装机架的配合设计，可以实现辊轮距离的灵活调节。上述两个辊轮202间为胶带传送路径，正对胶带存放槽101 的出口端。由此，经推胶机构3推动前移的胶带前端会进入到两个辊轮202之间，利用两个辊轮202旋转过程中与胶带间的摩擦力将胶带继续沿空间x轴方向向前传送。本发明中在两个辊轮202上，沿辊轮202轴向等间隔设计有m层环形凹槽，用以减小两个辊轮202与胶带间的接触面积，从而防止胶带在辊轮202上黏连。同时，还在两个辊轮202间设置有两个引导格栅203，两个引导格栅203相互平行，且垂直于水平面，固定安装在辊轮安装机架201顶面；两个引导格栅203 后端反向弯折，形成锥形开口，使得胶带前端可通过锥形开口引导进入两个辊轮 202间；且两个引导格栅203上具有沿空间x轴方向设计m+2列条形孔，其列数 m+2，即等于根据辊轮202上开设m层环形凹槽后，辊轮202表面所形成的环形凸起的数量，由此将两个辊轮202上的环形凸起分别配合穿过到两个引导格栅203上的条形孔，凹槽与格栅的配合保证了引导路径的连续性，避免了在辊轮部位引导装置的分段处理。

所述切胶机构5包括切刀固定支架501、切刀气缸502、静止刀片503与动作刀片504，如图5所示；其中，切刀固定支架501为矩形框架结构，设置在yz 平面内，安装在辊轮安装平台205上表面后端。静止刀片503固定安装在切刀固定支架502的左侧梁上，动作刀片504沿支架底部可以实现y方向的一定位移。辊轮安装平台205上安装有切刀气缸502，切刀气缸502的推杆嵌入动作刀片的端部，通过切刀推杆的推拉动作，实现动作刀片沿y方向的移动。由此，当通过静止刀片503与动作刀片504间的胶带达到预定长度时，切刀气缸502的推杆伸长，使动作刀片504向静止刀片503迅速靠近，产生的剪切作用，快速将胶带切断。

所述胶带检测组件6包括后置胶带检测组件601与前置胶带检测组件602，均由两个对射开关构成，用来检测胶带传送路径上是否存在胶带，如图4所示。令后置胶带检测组件602中对射开关为后置对射开关，位于于传送辊轮202后方，后置对射开关的发射器和接收器分位固定于辊轮安装平台205后端两侧设计的安装架。令前置胶带检测组件601中对射开关为前置对射开关，布置在切刀固定支架501前方，前置对射开关的发射器和接收器分别固定于辊轮安装平台205 前端两侧设计的安装架，发射器和接收器之间为胶带传送路径。本实施例中，当两辊轮202间传送中的胶带剩余长度不足时，胶带仍不断向前传送，直至胶带不再遮挡后置对射开关的光路时，需进行胶带补充动作；此时由后置对射开关向外部控制装置发送信号，由外部控制装置控制滑台步进电机402转动，带动胶带存放机构1沿空间x轴移动，使下一条胶带存放槽101处于胶带传送位处；随后通过推胶机构3将胶带存放槽101内的胶带向前推动，最终使前一条胶带的尾部与后一条胶带的前端相接，并在两辊轮202之间间压紧连接，并继续由辊轮202 带动，向前传送。在胶带传送过程中，当胶带前端通过前置对射开关的光路时，遮挡前置对射开关的光路，此时对射开关产生信号，发送至外部控制装置，由外部控制装置启动计时器，计时器完成计时表明胶带传送到达埋件表面。

针对上述埋件自动缠胶装置的控制方法，包括埋件到位控制、埋件预备旋转控制、胶带传送控制、埋件旋转控制、胶带压紧控制、切胶控制与胶带检测控制、胶带补充控制，具体如下：

埋件的到位控制方式为：旋转转盘702上，各个用来安装埋件的安装孔为均布在半径为R的圆周上的通孔，如图2 、图6所示，凸起定位标志10为均布旋转转盘702底面上半径为r(r<R)的圆周上,凸起定位标志10和埋件孔位一一对应，且中心位于旋转转盘702的一条半径上。同时，在安装平台701上安装接近开关9，且接近开关9距离旋转转盘702转动轴线距离为r。当物体与接近开关9的感应面到动作距离时，接近开关9产生信号，本实施例中，通过凸起定位标志10可以使接近开关9达到动作距离，因此当接近开关9检测到凸起定位标志10后向PLC提供控制指令。上述接近开关9与埋件突起定位标志在安装调试时需确保，当接近开关9检测到凸起定位标志10时，一个埋件处在缠绕工位上。开机后，PLC通过向电动转台电机驱动器发送指令驱动电动转台电机转动。当PLC 接收到接近开关9的控制信号时，停止电动转台电机转动，此时初次定位埋件。由于埋件均布在旋转转盘702表面，且每次旋转转盘702转动固定角度，就可以重复定位下一个埋件；因此在PLC的存储器内存储电动转台电机的埋件重复定位脉冲数；PLC向电动转台电机驱动器发送指令，由电动转台电机驱动器控制电动转台电机输出规定脉冲数，电动转台电机带动电动转台连同旋转转盘702转盘转动，当电动转台电机完成预设脉冲时，电动转台电机停止转动，此时新的埋件到达缠胶工位。

埋件的预备旋转控制方式为：首先通过PLC先后输出信号控制上部气缸电磁阀与下部气缸电磁阀发出动作指令。由于PLC输出I/O信号电流较小，因此PLC 控制上部与下部气缸电磁阀的过程实际是在PLC输出口上连接电磁继电器，由电磁继电器构建转化电路，由电磁继电器控制上部气缸705a与下部气缸704a电磁阀的状态切换。PLC控制上部气缸705a的推杆首先伸出使埋件竖直压紧机构705 中的上顶尖从上部压紧埋件上表面，然后控制下部气缸704a的推杆伸出使下部气缸连同安装在下部气缸704a的埋件旋转电机704b从下方压住埋件旋转支撑件。下部气缸704a压紧后，由PLC向埋件旋转电机驱动器发送指令，由此埋件旋转电机驱动器根据PLC内预设的脉冲数，控制埋件旋转电机704b转动；此预设的脉冲数即为埋件旋转电机704b转动半圈的脉冲数。这个旋转过程是为了使埋件旋转驱动机构704中的下顶尖卡入埋件旋转支撑件底部，可以保证接下来埋件埋件旋转电机704b与埋件同步旋转。

胶带传送控制方式为：PLC向传送辊轮电机驱动器发送的动作信号，启动辊轮电机，驱动两个辊轮等速反向转动。在胶带向前重送尚未到达埋件表面时，PLC 控制辊轮电机204转速为匀速，且辊轮电机204的速度与埋件旋转电机704b的速度比值为埋件直径与辊轮202直径的比值。由于埋件旋转电机704b采用匀速转动的方式进行控制，随着埋件上胶带缠绕圈数的不断增加，胶带缠绕的线速度不断增大，为保证胶带缠绕速度和胶带传送速度一直，在胶带开始在埋件表面缠绕后，PLC需控制辊轮电机速度均匀增大。

所述的胶带检测控制方式：由于胶带不断向前传送，前置胶带检测组件601 与后置胶带检测组件602中的对射开关信号作为PLC输入信号，前置对射开关用于检测传送辊轮后的胶带长度不足的时机，作为PLC判断补充胶带的依据。前置对射开关用于检测胶带传送出切刀的时机，作为PLC判断埋件旋转和压紧胶带的依据。

所述的埋件旋转的控制方式：由于前置胶带检测组件601和埋件之间的距离是确定的，因此胶带向前传送过程中，从前置胶带检测组件601检测到胶带，到胶带到达埋件表面之间胶带向前传送的距离是确定的，即在这个阶段，辊轮电机转动脉冲数是确定的，在PLC存储器内预设辊轮电机转动脉冲数，当前置胶带检测组件601检测到胶带时，PLC内启动计数器，计算辊轮电机转动脉冲数，当脉冲数达到预设值时，PLC通过埋件旋转电机驱动器控制埋件旋转电机704b转动，PLC的存储器内同样预设埋件旋转缠绕过程中，埋件旋转电机704b产生的脉冲，以此控制埋件旋转电机704b的启停。

胶带压紧控制方式为：通过PLC向三位五通电磁阀发送控制指令，由三位五通电磁阀控制压紧气缸706a的推杆实现伸出、自由伸缩与缩回三个状态间的切换。胶带达到埋件表面，埋件开始转动的同时，PLC控制三位五通电磁阀状态切换，压紧气缸706a的推杆伸出，由压紧头706b的压紧面将胶带压紧在埋件表面；当压紧气缸706a压紧动作完成后，通过PLC控制三位五通电磁阀切换到自由伸缩状态，三位五通电磁阀动作，压紧气缸切换为自由伸缩状态，随着埋件表面直径不断增加，压紧气缸706a的推杆被动后退，埋件表面胶带被可靠压紧，当埋件表面缠绕完成规定圈数的发泡胶后，通过PLC控制三位五通电磁阀状态切换使胶带压紧气缸706a推杆缩回。

所述的胶带补充控制方式为：后置胶带检测组件602没有检测到胶带存在时，向PLC输入信号，PLC控制器开始执行胶带补充。PLC向直线滑台401的步进电机驱动器发出动作信号，由步进电机驱动器启动滑台步进电机402，PLC的存储器内预设有滑台步进电机402转动脉冲数，滑台步进电机402转动此脉冲数可以实现直线滑台401移动两个胶带存放槽101之间的间距。PLC内部存储器中存储有胶带存放槽101位置编号i和电机正反转标志w，并根据反馈实时更新。滑台步进电机402拖动胶带存放机构1往复运动：对胶带存放机构1上的十条存放胶带的位置i进行1～10的编号，设定滑台步进电机402正反转的标识w＝0为滑台步进电机402反转，w＝1为滑台步进电机402正转，每次开机时，i＝0， w＝0，滑台步进电机402反转，胶带存放机构1向限位开关403方向移动，寻找初始位置。当胶带存放机构1触发限位开关403时，限位开关403输入信号到 PLC，此时PLC修改胶带存放槽101位置编号i＝1，同时w＝1，PLC控制滑台步进电机驱动器使滑台步进电机402正转，此时1号胶带存放槽101到达胶带输送路径上，PLC输出信号控制推胶气缸电磁阀使推胶气缸301伸出，将胶带存放槽101内胶带向前推动，进行胶带补充，当胶带逐步向前传送使后置后置胶带检测组件602检测到没有胶带遮挡时，后置胶带检测组件602产生信号并反馈PLC， PLC开始执行胶带补充指令，滑台步进电机402依据PLC存储器内数据转动相应脉冲数，拖动胶带存放机构1移动两个胶带存放槽101之间的距离，使胶带存放机构1的2号胶带存放槽101到达胶带输送路径，PLC内部存储数据更新 i＝i+1＝2，每次滑台步进电机402完成指定数量脉冲停止后，推胶气缸301将新到达的胶带向前推至两个辊轮202中间，同时存储器数据更新i＝i+1,判断当i+1＝10时，即第10条胶带完成补胶过程后，PLC存储器内i＝1,w＝0，滑台步进电机402换向。

在每次补胶时，为保证补充胶带与原胶带之间，在传送辊轮中间压紧重叠长度固定，需要在后置胶带检测组件602无胶带遮挡开始，PLC启动内部计数器，此计数器用于计算从后置胶带检测组件602无胶带遮挡开始，辊轮电机204转动脉冲数，当脉冲数达到计数器PLC存储器内预设值时，PLC控制推胶气缸电磁阀动作，将胶带从胶带存放槽101内向前推出至两个辊轮202中间。

所述的切胶控制方式为：埋件需要完成规定圈数胶带的缠绕，胶带切断时机为：从埋件旋转电机704b开始缠绕胶带开始，PLC启动计数器，计算埋件旋转电机704b开始缠绕产生的脉冲，当脉冲数达到x-a时，PLC向切刀气缸502电磁阀发送动作信号，控制切刀气缸快速动作切断胶带。当PLC执行完成切断胶带指令的同时，PLC控制辊轮电机204停止转动。其中，x为埋件旋转电机704b 在一个埋件缠绕过程中总共需要的脉冲数；a为一个埋件完成全部缠绕脉冲时的脉冲数。

所述的缠绕完成控制方式：当埋件完成预定圈数的缠绕后，由PLC先后向下部气缸电磁阀与上部气缸电磁阀发出动作指令，使下部气缸704a和上部气缸 705a的推杆先后缩回；上部气缸705a和下部气缸704a在推杆完全缩回状态时，安装在上部气缸705a与下部气缸704a上的磁性开关产生信号，并输入到PLC 控制器，为防止故障发生，任何情况下，只有在上部气缸705a和下部气缸704a 的磁性开关产生信号时，电动转台的驱动电机才可以带动旋转转盘702。当电动转台的驱动电机完成PLC内预设脉冲数的转动后，重复定位到下一个埋件，然后进行上部气缸705a和下部气缸704a压紧埋件，预备旋转工作，预备旋转工作完成后，PLC控制两个辊轮202转动，向前重送胶带，重复上述过程。

综上所述，本发明埋件自动缠胶装置具体通过下述步骤实现自动缠胶：

步骤一：在埋件旋转压紧缠胶机构1中旋转转盘702上放置同一规格的埋件，在胶带存放机构1上每个胶带存放槽101内放置一定长度和宽度的胶带。

步骤二：控制旋转转盘702转动，当接近开关9检测到凸起定位标志10时，埋件到位，控制旋转转盘702停转。

步骤三：控制上部气缸705a和下部气缸704a的推杆依次伸出压紧埋件，预备埋件旋转电机704b旋转半圈，保证埋件旋转电机704b可以带动埋件同步转动，等待缠绕。

步骤四：控制两个辊轮202匀速转动。

步骤五：控制胶带存放机构1向初始位置移动，胶带存放机构1压动限位开关403，到达初始位置；同时限位开关403输入信号到PLC，由PLC控制推胶气缸301的推杆伸出，由推胶板302推动胶带，将胶带向后推送到胶带传送机构2 中两个辊轮202之间，利用两个辊轮202旋转在胶带表面产生的摩擦力将胶带向后传送。

步骤六：当PLC根据接收到前置胶带检测组件601发送的信号后，开启计数器，计算辊轮202传送脉冲数。判断胶带传送至埋件表面时，控制埋件旋转电机 704b转动进行埋件表面胶带缠绕，同时控制埋件侧向压紧装置706中的压紧气缸706a的推杆伸出，由压紧头706b将胶带压紧在埋件表面；随后控制压紧气缸 706a转为自由状态，依据外力状态进行伸缩。

步骤七：通过PLC内计数器计算埋件旋转电机704b发出的脉冲数量，控制切刀气缸502动作切断胶带，同时控制辊轮电机204停止转动。

步骤八：待切刀气缸502所切断部分胶带全部缠绕至埋件表面时，控制压紧气缸706a的推杆缩回，此时完成一个埋件的缠胶。

步骤九：控制上部气缸705a和下部气缸704a的推杆依次缩回，随后控制旋转转盘702转动，使下一个待缠胶埋件处于缠胶工位，返回步骤三。

上述过程中，当后置对射开关检测到没有胶带遮挡时，PLC控制滑台步进电机402转动固定脉冲数，移动两个胶带存放槽101之间的距离，随后推胶气缸 301向前推动胶带，进行胶带的补充。

Claims (10)

1.一种埋件自动缠胶装置控制系统,包括埋件旋转压紧缠胶机构，具有安装平台、旋转转盘、埋件旋转安装台、埋件旋转驱动机构、埋件竖直压紧机构与埋件侧向压紧装置；

其中，旋转转盘安装在安装平台上，由电动转台驱动旋转转盘；旋转转盘上面均布的埋件安装孔位于同一圆周上，每个埋件安装孔内安装有埋件旋转支撑件；埋件旋转安装台为由轴承安装的旋转体；旋转体顶面用来支撑埋件；旋转体底面设计有定位槽；埋件旋转驱动机构安装在安装平台上，为由下部气缸驱动运动的埋件旋转电机，以及埋件旋转电机的输出轴上安装的下顶尖；下顶尖顶部设计有与定位槽插接配合的插接凸起；埋件竖直压紧机构安装在安装平台上，为由上部气缸驱动运动的旋转接头，以及旋转接头端部安装的上顶尖；上部气缸动作时，上顶尖下移，下压位于缠胶工位处的埋件顶端；埋件侧向压紧装置安装在安装平台上，为由压紧气缸驱动的压紧头，压紧气缸动作，使压紧头的压紧面与位于缠胶工位的埋件周向上的圆柱面间具有配合相贴关系；

其特征在于：还包括胶带存放机构、胶带传送机构、推胶机构、补胶机构、切胶机构、胶带检测组件、胶带限高机构、胶带引导机构；胶带传送机构、胶带存放机构与推胶机构由前至后设置于缠胶平台上；

所述胶带存放机构为盘型结构，上表面并列设计有胶带存放槽，胶带存放槽沿空间x轴设计；

所述补胶机构为直线滑台，胶带存放机构安装在直线滑台上，由滑台步进电机驱动直线滑台，带动胶带存放机构沿空间y轴移动；

所述推胶机构为由推胶气缸推动沿空间x轴方向运动的推胶板；由推胶板推动胶带存放槽内胶带经胶带存放槽出口端向前运动；

所述胶带传送机构为安装在辊轮安装机架上的由辊轮电机驱动的辊轮；两个辊轮间为胶带传送路径，正对胶带存放槽的出口端；利用两个辊轮旋转过程中与胶带间的摩擦力将胶带继续向前传送；

所述切胶机构位于两个辊轮后方，包括安装于切刀固定支架上的静止刀片与动作刀片；静止刀片与切刀固定支架固定，动作刀片由切刀汽缸驱动沿空间y方向移动，使动作刀片与静止刀片配合切断胶带；

所述胶带检测组件包括后置胶带检测组件与前置胶带检测组件，分别由后置对射开关与前置对射开关构成；后置对射开关位于传送辊轮后方，发射器和接收器分别位于胶带传送路径两侧；前置对射开关位于切胶机构前方，发射器和接收器分别位于胶带传送路径两侧；

上述埋件旋转压紧缠胶机构中，旋转转盘底面周上均布有凸起定位标志,凸起定位标志与埋件安装孔一一对应；同时，在安装平台上安装接近开关；当接近开关每次检测到凸起定位标志时，接近开关产生控制信号发送给PLC，由PLC控制电动转台停转，此时一个埋件处在缠绕工位上。

2.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统,其特征在于：在胶带向前传送尚未到达埋件表面时，PLC控制辊轮电机转速为匀速，且辊轮电机的速度与埋件旋转电机的速度比值为埋件直径与辊轮直径的比值。

3.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：PLC的存储器内存储有电动转台电机的埋件重复定位脉冲数；由电动转台电机驱动器控制电动转台电机输出规定脉冲数，带动电动转台连同旋转转盘转动，当电动转台电机完成预设脉冲时，新的埋件到达缠胶工位。

4.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：PLC的存储器内存储有埋件旋转电机的脉冲数，为埋件旋转电机转动半圈的脉冲数，使下顶尖接插凸起卡入埋件旋转支撑件底部定位槽。

5.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：PLC的存储器内预设辊轮电机转动脉冲数，当前置胶带检测组件检测到胶带时，PLC内启动计数器，计算辊轮电机转动脉冲数，当脉冲数达到预设值时，PLC通过埋件旋转电机驱动器控制埋件旋转电机转动。

6.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：PLC的存储器内预设埋件旋转缠绕过程中，埋件旋转电机产生的脉冲，以此控制埋件旋转电机的启停。

7.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：由三位五通电磁阀控制压紧气缸的推杆通过三位五通电磁阀控制实现伸出、自由伸缩与缩回三个状态间的切换；当胶带达到埋件表面，埋件开始转动的同时，PLC控制三位五通电磁阀状态切换，压紧气缸的推杆伸出，由压紧头将胶带压紧在埋件表面；当压紧气缸压紧动作完成后，通过PLC控制三位五通电磁阀切换到自由伸缩状态，三位五通电磁阀动作，压紧气缸切换为自由伸缩状态，随着埋件表面直径不断增加，压紧气缸的推杆被动后退，埋件表面胶带被可靠压紧；当埋件表面缠绕完成规定圈数的发泡胶后，通过PLC控制三位五通电磁阀状态切换使胶带压紧气缸推杆缩回。

8.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：后置胶带检测组件没有检测到胶带存在时，向PLC输入信号，PLC控制器开始执行胶带补充；PLC控制滑台步进电机，PLC的存储器内预设有滑台步进电机转动脉冲数，滑台步进电机转动此脉冲数可以实现直线滑台移动两个胶带存放槽之间的间距；PLC内部存储器中存储有胶带存放槽位置编号i和电机正反转标志w，并根据反馈实时更新；对胶带存放机构上的各胶带存放槽位置i进行0～n的编号，n为胶带存放槽的总数，设定滑台步进电机正反转的标识w＝0为滑台步进电机反转，w＝1为滑台步进电机正转，每次开机时，i＝0，w＝0，滑台步进电机反转，胶带存放机构向限位开关方向移动，寻找初始位置；当胶带存放机构触发限位开关时，限位开关输入信号到PLC，此时PLC修改胶带存放槽位置编号i＝1，同时w＝1，PLC控制滑台步进电机驱动器使滑台步进电机正转，此时1号胶带存放槽到达胶带输送路径上，PLC输出信号控制推胶气缸电磁阀使推胶气缸伸出，将胶带存放槽内胶带向前推动，进行胶带补充，当胶带逐步向前传送使后置胶带检测组件检测到没有胶带遮挡时，后置胶带检测组件产生信号并反馈给PLC，PLC开始执行胶带补充指令，滑台步进电机依据PLC存储器内数据转动相应脉冲数，拖动胶带存放机构移动两个胶带存放槽之间的距离，使胶带存放机构的2号胶带存放槽到达胶带输送路径，PLC内部存储数据更新i＝i+1＝2，每次滑台步进电机完成指定数量脉冲停止后，推胶气缸将新到达的胶带向前推至两个辊轮中间，同时存储器数据更新i＝i+1,判断当i+1＝n时，即第n条胶带完成补胶过程后，PLC存储器内i＝1,w＝0，滑台步进电机换向。

9.如权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统，其特征在于：切胶机构的切胶时机为从埋件旋转电机缠绕胶带开始，PLC启动计数器，计算埋件旋转电机开始缠绕产生的脉冲，当脉冲数达到x-a时，PLC向切刀气缸电磁阀发送动作信号，控制切刀气缸快速动作切断胶带；当PLC执行完成切断胶带指令的同时，PLC控制辊轮电机停止转动；其中，x为埋件旋转电机在一个埋件缠绕过程中总共需要的脉冲数；a为从切刀动作开始到一个埋件缠绕完成，埋件旋转电机转动脉冲数。

10.针对权利要求1所述一种埋件自动缠胶装置控制系统的控制方法，其特征在于：通过下述步骤实现自动缠胶：

步骤一：在埋件旋转压紧缠胶机构中旋转转盘上放置同一规格的埋件，在胶带存放机构上每个胶带存放槽内放置等长度和宽度的胶带；

步骤二：控制旋转转盘转动，当接近开关检测到凸起定位标志时，埋件到位，控制旋转转盘停转；

步骤三：控制上部气缸和下部气缸的推杆依次伸出压紧埋件，预备埋件旋转电机旋转半圈，使下顶尖卡入埋件旋转支撑件底部定位槽，等待缠绕；

步骤四：控制两个辊轮匀速转动；

步骤五：控制胶带存放机构向初始位置移动，胶带存放机构压动限位开关，到达初始位置；同时限位开关输入信号到PLC，由PLC控制推胶气缸的推杆伸出，由推胶板推动胶带，将胶带向后推送到胶带传送机构中两个辊轮之间，利用两个辊轮旋转在胶带表面产生的摩擦力将胶带向后传送；

步骤六：当PLC根据接收到前置胶带检测组件发送的信号后，开启计数器，计算辊轮传送脉冲数；判断胶带传送至埋件表面时，控制埋件旋转电机转动进行埋件表面胶带缠绕，同时控制埋件侧向压紧装置中的压紧气缸的推杆伸出，由压紧头将胶带压紧在埋件表面；随后控制压紧气缸转为自由状态，依据外力状态进行伸缩；

步骤七：通过PLC内计数器计算埋件旋转电机发出的脉冲数量，控制切刀气缸动作切断胶带，同时控制辊轮电机停止转动；

步骤八：待切刀气缸所切断部分胶带全部缠绕至埋件表面时，控制压紧气缸的推杆缩回，此时完成一个埋件的缠胶；

步骤九：控制上部气缸和下部气缸的推杆依次缩回，随后控制旋转转盘转动，使下一个待缠胶埋件处于缠胶工位，返回步骤三；

上述过程中，当后置对射开关检测到没有胶带遮挡时，PLC控制滑台步进电机转动固定脉冲数，移动两个胶带存放槽之间的距离，随后推胶气缸向前推动胶带，进行胶带的补充。