CN107457333B - 一种绞线松弛的拉取速度和拉取节律控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪切绞线时防止绞线由于惯性作用松弛的节律和速度控制技术，属于索类火工品的加工领域。包括以下步骤：1)建立绞线剪切模型；2)根据剪切模型，通过大量的剪切实验确定绞线剪切模型中的待定参数；3)保持绞线松弛程度在允许范围内，在线调节机械手拉取绞线的速度和长度，达到最佳效果。本发明能明显改善绞线在多次拉取剪切后由于惯性出现松弛的状况，通过建立绞线剪切模型，利用功能原理和转动惯量的概念在线协调绞线的拉取速度和节律，能够利用软件有效的预防绞线松弛，快速精准地实现不同长度绞线的剪切，提高生产效率，节约成本。

Description

一种绞线松弛的拉取速度和拉取节律控制方法

技术领域

本发明涉及一种索类火工品加中防止绞线松弛的技术，是一种通过控制绞线拉取速度和节律，减轻绞线惯性的累积作用，从而达到避免绞线出现松弛的技术。

背景技术

剪切绞线是指通过机械手拉出需要长度的绞线，然后将其剪断的过程，一般需要的长度存在0.5m，1m，2m三种。绞线的剪切过程中存在下面这个问题：

在绞线的拉取和剪切过程中，在一次拉取和剪切过程完成后，由于惯性作用，绞线会继续转动；在多次拉取剪切动作完成后，由于惯性作用累积，绞线会出现松驰，影响后续工作的进行。

针对上述问题，为了在不影响工作效率的情况下，避免绞线出现松弛，本发明提出了一种通过在线合理控制绞线的拉取速度和拉取节律，有效避免绞线出现松弛的方法。根据功能原理和转动惯量的概念，分析出通过有效的控制绞线拉取速度和拉取节律，可以以软件的形式，在不影响生产效率的情况下，避免绞线松弛。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种避免绞线出现松弛的控制技术，该方法可有效避免绞线由于惯性累积作用出现松弛，确保后续工作有效进行。该方法用机械手拉取绞线进行剪切，通过在线调节机械手的拉取速度和拉取节律，在保证剪切效率的同时，有效避免绞线松弛，从而影响后续剪切效果。

避免绞线松弛的拉取速度和节律控制，它包含以下步骤：

步骤一：建立绞线剪切模型；

步骤二：根据剪切模型，通过大量的剪切实验确定剪切模型中的绞线转动惯量与机械手拉取速度和拉取节律的对应关系；

步骤三：在步骤二预测模型的基础上在线调节拉取速率，有效避免绞线松弛。

本发明的有益技术效果为：本发明通过匹配绞线转动惯量与机械手拉取速度和拉取节律之间的对应关系，能保证避免绞线出现松弛，有利于后面的加工工序。同时提供了种新颖的剪切模型，对类似加工工艺的改进有借鉴作用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供以下附图进行说明：

图1为本发明所述绞线剪切模型图

图2为本发明所述剪切绞线时，绞线转动惯量与拉取长度的关系

图3为本发明所述机械手拉取速度和节律控制技术的程序流程图

具体实施方式

下面会结合所述附图，对本发明的实施过程进行详细的描述。

图1为本发明所述绞线剪切图，从左至右依次为绞线，剪切工具，机械手，把0.5m，1m， 2m作为一段，将绞线分成N段。

图2为本发明所述绞线转动惯量与拉取长度的关系，根据功能原理和转动惯量的概念，可以得到：

F*L＝I*W^(2)/2 (1)

其中F为机械手的作用力，L为拉取长度，I为绞线的转动惯量，w为绞线的角速度。

假设绞线是一密度分布均匀的空心圆柱，易得：

I＝m*(R^(2)-r^(2)) /2 (2)

其中，R为绞线的外半径，r为绞线的内半径，m为绞线的质量。

这里假设L是自变量，I是因变量，其它为常量，根据公式(1)可以看出L和I是线性关系。

图3为本发明所述机械手拉取速度和节律控制技术的程序流程图，具体实现步骤如下：

(1)建立剪切模型，把0.5m，1m，2m作为一段，将绞线分为N段，由公式(2)可以得到绞线去掉第一段的转动惯量I1，去掉第二段的转动惯量I2，依次类推，直到去掉第N段的转动惯量IN；

(2)假定对于每一段的绞线而言，机械手的拉取速度随拉取长度线性递减，viL＝-k1*L+b1 ，其viL表示拉取第i段长度为L时的绞线的速度，L为拉取绞线的长度，k、b是待定参数：当L＝0.5时，得到拉取每段的初始速度v0.5，假定拉取每一段的初始速度与绞线的当前质量成正比，鉴于在此模型中，质量分布均匀，得到初始速度与段数呈正比，得到vi0.5＝-k2i+b2，其中vi0.5为拉取第i段的初始速度，i为第i 段，k2，b2为待定系数。

(3)根据步骤(2)得到的数学关系式，可以计算剪切每一段的速度。在线观察绞线的松弛情况，如果松弛效果不影响后续加工步骤，可以将拉取的初始速度vi0.5调高一个单位，如果松弛效果影响后续加工步骤，可以将初始速度vi0.5降低一个单位，实现实际效果和理论估计的一个误差纠正。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种避免绞线松弛的拉取速度和拉取节律控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)基于能量守恒和动量定理，对绞线模型建模，分析了绞线的边界条件；

2)针对以上模型，对拉线的速度和长度进行了量化处理；

3)将拉线方式与生产任务结合考虑，采用自适应调整的策略；

突破以往通过增加硬件阻力的方式减轻惯性作用，而是通过速度和节律控制寻求到外力和自身阻力的平衡点，减轻惯性作用带来的影响；

步骤1)完成的具体步骤如下：

把0.5m，1m，2m作为一段，将绞线分为N段，L1、L2…LN；

步骤2)完成的具体步骤如下：

3-1)假定的机械手的拉取速度与每一段的拉取长度呈线性模型，机械手拉取每一段的初始速度与当前段数呈线性模型；

3-2)根据当前段数和拉取长度，确定拉取速度；

3-3)根据绞线的松弛程度，在线调节每一段拉取的初始速度并记录；

3-4)根据绞线的松弛程度，在线调节每一段不同长度的拉取速度。

2.如权利要求1所述的避免绞线松弛的拉取速度和拉取节律控制方法，其特征在于，步骤3)完成的具体步骤如下：

4-1)把0.5m，1m，2m作为一段，将绞线分为N段，L1、L2…LN

4-2)根据步骤1)的模型和步骤2)的得到的数学关系式，计算出剪切每一段绞线所需的速度；

4-3)按照步骤4-2)计算出的每一段绞线所需要的速度，在线观察绞线的松弛程度；

4-4)若效果较好，则结束测试；若剪切效果不是很理想，则调节每段的初始速度；若剪切效果仍不理想，则适当调节每一段不同长度拉取速度；

4-5)然后固定每一段每一长度的拉取速度，重复步骤4-3)，再根据剪切效果重复步骤4-4)：如此重复下去，直到得到最好的剪切效果。