CN111186065A - 一种同步带绕线机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步带绕线机及其控制方法。涉及一种绕线装置，尤其涉及一种同步带绕线机及其控制方法。确保在植筋过程中张力稳定。一种同步带绕线机，包括设于第一机架上的转盘，所述转盘上呈放射状均布若干安装座，所述转盘由电机驱动转动，位置调节机构和所述转盘分别由控制器控制。一种同步带绕线机的控制方法，包括参数设定步骤；系统调试步骤；故障修正步骤；由于伺服电机均采用控制器进行控制，其延迟小，且采用闭环控制可以实时依据张力不同而更改放线速度，最大程度保证了放线过程中的张力稳定。

Description

一种同步带绕线机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种绕线装置，尤其涉及一种同步带绕线机及其控制方法。

背景技术

目前，无缝皮带为了提高其强度通常需要在皮带内植筋，在植筋过程中需要保持植入的钢线张力稳定精准，但是实际植筋过程中发现由于钢线在排线时实出现张力不一致的状况因此植筋时候容易在皮带中形成空腔、鼓泡或皮带在质量检测时出现强度不够的现象，因此需要提供一种能够在植筋过程中保持张力稳定的同步带绕线机。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种确保在植筋过程中张力稳定精确的同步带绕线机及其控制方法。

本发明采用如下技术方案实现：一种同步带绕线机，包括设于第一机架上的转盘，所述转盘上呈放射状均布若干安装座，所述转盘由电机驱动转动，所述安装座随所述转盘转动而转动，所述安装座上设有支撑机构，所述支撑机构在所述位置调节机构的驱动下沿所述安装座的轴线方向滑动，线绳在若干所述支撑机构之间环绕；所述位置调节机构和所述转盘分别由控制器控制。

所述位置调节机构包括由控制器控制的伺服电机和丝杆，所述安装座沿所述轴方向设有容置槽，所述丝杆置于所述容置槽内且由伺服电机驱动，所述伺服电机固定在所述安装座与所述转盘连接的一端，所述支撑机构套设在所述丝杆上且由所述丝杆驱动沿所述安装座前后滑动。

所述支撑机构包括套设在丝杆上的滑套，所述滑套上垂直于所述滑套上端面上设有支撑杆，所述线绳绕设在所述支撑杆上。

所述同步带绕线机还包括张紧调节机构，所述张紧调节机构固定在所述第一机架上，所述张紧调节机构包括设于所述第一机架上的第一滑轨，所述第一滑轨上设有在所述第一基座上滑动的张紧装置，所述张紧装置包括第二滑轨和在所述第二滑轨上滑动的基板，所述第一滑轨和第二滑轨相互垂直，所述基板上设有张紧轮，所述线绳绕设在张紧轮上。

所述同步带绕线机还包括放线架，所述放线架包括第二机架，所述第二机架上设有若干钢线盘，每个所述钢线盘上绕设线绳，所述线绳依次穿过张力辊和分线架后绕设在支撑机构上；

所述张力辊上设有张力传感器，所述张力传感器与处理器信号连接，每个所述钢线盘由一个独立的磁粉刹车驱动，所述磁粉刹车与所述处理器信号连接，所述处理器控制所述磁粉刹车转速。

所述控制器为PLC。

一种同步带绕线机的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

参数设定步骤，将所有参数通过上位机输入控制器；

系统调试步骤，发送测试信号激活各部分的功能

故障修正步骤，通过传感器采集到的数值调节其余的部件，实现故障不停机。

所述系统调试步骤包括：

支撑机构调试步骤，通过伺服电机驱动丝杆转动，带动支撑机构在安装座上往复移动；

信号调试步骤，接收各个张力传感器的信号，测试各传感器的信号反馈；

联动调试步骤，模拟一项参数，测定各传感器及伺服电机之间是否配合。

所述故障修复步骤包括：

当伺服电机故障无法将支撑机构驱动到预定位置，则控制器计算剩余伺服电机的位置将剩余伺服电机调整到新的位置后成为一个新的封闭图形，不影响加工。

相比现有技术，本发明使用时候线绳绕设在若干支撑机构之间，而由于支撑机构的位置可以调节，因此可以线绳在绕设时候的周长不一样，也就是说可以很方便的放出不同周长的线绳以适应不同规格的皮带的放线需求，且由于伺服电机均采用控制器进行控制，其延迟小，且采用闭环控制可以实时依据张力不同而更改放线速度，最大程度保证了放线过程中的张力稳定。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中安装座结构示意图；

图3是本发明中张紧调节机构的结构示意图；

图中：1、第一机架；2、安装座；21、容置槽；22、伺服电机；23、丝杆；24、滑套；25、支撑杆；3、张紧调节机构；31、基板；32、第一滑轨；33、第二滑轨；34、第一基座；4、电机。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-3所示，一种同步带绕线机，包括设于第一机架1上的转盘，所述转盘上呈放射状均布若干安装座2，所述转盘由电机4驱动转动，电机4采用伺服电机，响应速度快，控制精度高，所述安装座2随所述转盘转动而转动，所述安装座2上设有支撑机构，所述支撑机构在所述位置调节机构的驱动下沿所述安装座2的轴线方向滑动，线绳在若干所述支撑机构之间环绕；所述位置调节机构和所述转盘分别由控制器控制。使用时候线绳绕设在若干支撑机构之间，而由于支撑机构的位置可以调节，因此可以线绳在绕设时候的周长不一样，也就是说可以很方便的放出不同周长的线绳以适应不同规格的皮带的放线需求，且由于伺服电机22均采用控制器进行控制，其延迟小，因此放线时绕线的速度均匀，最大程度保证了放线过程中的张力稳定。

所述位置调节机构包括由控制器控制的伺服电机22和丝杆23，所述安装座2沿所述轴方向设有容置槽21，所述丝杆23置于所述容置槽21内且由伺服电机22驱动，所述伺服电机22固定在所述安装座2与所述转盘连接的一端，所述支撑机构套设在所述丝杆23上且由所述丝杆23驱动沿所述安装座2前后滑动。在需要调节时候由控制器发送指令给伺服电机22由伺服电机22驱动丝杆23转动从而调节各个支撑机构的位置，通常在一个转盘上设置六条安装座2，每个安装座2上均设有一个支撑机构，且每个支撑机构由单独的丝杆23进行驱动，这样就保证了在其中一个或几个支撑机构故障时候其余的支撑机构能够正常调整位置，从而能够利用其余几个支撑机构完成放线，避免因故障影响放线效率。

所述支撑机构包括套设在丝杆23上的滑套24，所述滑套24上垂直于所述滑套24上端面上设有支撑杆25，所述线绳绕设在所述支撑杆25上。若干支撑杆25将放线成为一个封闭的图形，以六个支撑杆25为例，线绳穿设在支撑杆25之间，形成一个封闭的六边形，当其中一个支撑杆25因故障无法调整到预定位置时剩余五根支撑杆25中其中四根由控制器控制运行到新的位置，这样同样能够放出相同周长的线绳，避免音少数支撑杆25故障影响放线效率。

所述同步带绕线机还包括张紧调节机构3，所述张紧调节机构3固定在所述第一机架1上，所述张紧调节机构3包括设于所述第一机架1上的第一滑轨32，所述第一滑轨32上设有在所述第一基座34上滑动的张紧装置，所述张紧装置包括第二滑轨33和在所述第二滑轨33上滑动的基板31，所述第一滑轨32和第二滑轨33相互垂直，所述基板31上设有张紧轮，所述线绳绕设在张紧轮上。第一滑轨32能够调整张紧轮与转盘之间的水平距离而第二滑轨33可以用来调节张紧轮与转盘之间的高度，控制器可以通过调节张紧轮的位置调节放线过程中的张力，使得张力始终保持一致，避免出现张力不一致影响最终产品质量的问题。

所述同步带绕线机还包括放线架，所述放线架包括第二机架，所述第二机架上设有若干钢线盘，每个所述钢线盘上绕设线绳，所述线绳依次穿过张力辊和分线架后绕设在支撑机构上；放线架上也设有张力传感器，通过放线架上的张力传感器采集到的信号为基准，给控制器提供足够的判定条件调整钢线盘的转速，同时也调整张紧轮的位置，通过同时调节钢线盘的转速和张紧轮的位置，使得张力调节更加精准。

所述张力辊上设有张力传感器，所述张力传感器与处理器信号连接，每个所述钢线盘由一个独立的磁粉刹车驱动，所述磁粉刹车与所述处理器信号连接，所述处理器控制所述磁粉刹车转速。磁粉刹车即磁粉制动器，具有响应速度快的优点。所述控制器为PLC。具有扩展性好、程序可以反复擦写的优点。

一种同步带绕线机的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

参数设定步骤，将所有参数通过上位机输入控制器；系统调试步骤，发送测试信号激活各部分的功能，故障修正步骤，通过传感器采集到的数值调节其余的部件，实现故障不停机。

所述系统调试步骤包括：

支撑机构调试步骤，通过伺服电机22驱动丝杆23转动，带动支撑机构在安装座2上往复移动；信号调试步骤，接收各个张力传感器的信号，测试各传感器的信号反馈；联动调试步骤，模拟一项参数，测定各传感器及伺服电机22之间是否配合。也就是测定各个部分之间是否具备相应功能，在开始生产前进行测试，主要是测试伺服电机22与各个传感器之间的联动工作状态，也就是说控制器虚拟一个参数值，发送给伺服电机22，测试伺服电机22是否按照该参数值动作，防止故障，进一步避免在运行过程中故障的可能性，保障整个系统平稳运行。

所述故障修复步骤包括：

当伺服电机22故障无法将支撑机构驱动到预定位置，则控制器计算剩余伺服电机22的位置将剩余伺服电机22调整到新的位置后成为一个新的封闭图形，不影响加工。在运行过程中出丝杆23卡住导致支撑杆25无法到达预定位置时，控制器通过运算驱动剩余的几个不出现故障的支撑杆25，到达新的位置使得剩余几个支撑杆25能够达到相应的位置从而能够在放线过程中仍然能够放到同样的张紧力和同样的周长，避免因个别丝杆23的故障影响放线效率。

下面，以六个安装座2(六轴)为例具体说明其控制方法，尤其是在局部故障时候的控制方法。

在绕线过程中，因绕线速度快，另外六轴形成六边形周长绕线有加速减速现象出现，很难稳定张力一致。为了保持张力的一致性和精确度。放线装置和绕线转盘都使用伺服电机22、张力传感器、PLC采用PID公式运算形成闭环张力控制系统。

具体工作原理如下：同步带绕线机，是六轴形成六边形绕线，六边形绕线线速度有加速减速现象出现而且变化很快，直接影响到张力控制的精度，不同与圆形匀速。绕线转盘采用伺服电机22，我们将不停改变伺服电机22输出的速度，使钢丝绳的线速度无限接近匀速，同时放线装置也是采用了伺服电机22，它将根据张力传感器传输回来的信号变化跟踪绕线转盘速度。这种做法形成了绕线转盘与放线装置，不断配合，完成了闭环张力控制，使得转盘以每分钟二十一转，也能控制精度范围达到正负0.2牛，出现张力的偏差，系统和零部件将以0.05秒的速度修正。同时以保证张力控制的精度为先，保证排线均匀，线距一致。因为绕线转盘要配合闭环张力系统，所以速度是在不停在变化，因此排线装置将会根据绕线盘的速度变化而变化。即使每圈转速不一致，也不会影响排线均匀和线距一致，因为排线装置对绕线转盘转速以0.04秒的速度进行实时追踪，保证精确度。

当其中一个出现故障时，控制精度范围达到正负0.2牛保持张力不变可以临时调节剩余五轴的位置确保其放线能够形成五边形

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种同步带绕线机，包括设于第一机架上的转盘，所述转盘上呈放射状均布若干安装座，其特征在于：所述转盘由电机驱动转动，所述安装座随所述转盘转动而转动，所述安装座上设有支撑机构，所述支撑机构在所述位置调节机构的驱动下沿所述安装座的轴线方向滑动，线绳在若干所述支撑机构之间环绕；所述位置调节机构和所述转盘分别由控制器控制。

2.根据权利要求1所述的一种同步带绕线机，其特征在于：所述位置调节机构包括由控制器控制的伺服电机和丝杆，所述安装座沿所述轴方向设有容置槽，所述丝杆置于所述容置槽内且由伺服电机驱动，所述伺服电机固定在所述安装座与所述转盘连接的一端，所述支撑机构套设在所述丝杆上且由所述丝杆驱动沿所述安装座前后滑动。

3.根据权利要求2所述的一种同步带绕线机，其特征在于：所述支撑机构包括套设在丝杆上的滑套，所述滑套上垂直于所述滑套上端面上设有支撑杆，所述线绳绕设在所述支撑杆上。

4.根据权利要求1所述的一种同步带绕线机，其特征在于：所述同步带绕线机还包括张紧调节机构，所述张紧调节机构固定在所述第一机架上，所述张紧调节机构包括设于所述第一机架上的第一滑轨，所述第一滑轨上设有在所述第一基座上滑动的张紧装置，所述张紧装置包括第二滑轨和在所述第二滑轨上滑动的基板，所述第一滑轨和第二滑轨相互垂直，所述基板上设有张紧轮，所述线绳绕设在张紧轮上。

5.根据权利要求1所述的一种同步带绕线机，其特征在于：所述同步带绕线机还包括放线架，所述放线架包括第二机架，所述第二机架上设有若干钢线盘，每个所述钢线盘上绕设线绳，所述线绳依次穿过张力辊和分线架后绕设在支撑机构上；

所述张力辊上设有张力传感器，所述张力传感器与处理器信号连接，每个所述钢线盘由一个独立的磁粉刹车驱动，所述磁粉刹车与所述处理器信号连接，所述处理器控制所述磁粉刹车转速。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种同步带绕线机，其特征在于：所述控制器为PLC。

7.一种权利要求1所述的同步带绕线机的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：

参数设定步骤，将所有参数通过上位机输入控制器；

系统调试步骤，发送测试信号激活各部分的功能；

故障修正步骤，通过传感器采集到的数值调节其余的部件，实现故障不停机。

8.根据权利要求7所述的一种同步带绕线机的控制方法，其特征在于：所述系统调试步骤包括：

支撑机构调试步骤，通过伺服电机驱动丝杆转动，带动支撑机构在安装座上往复移动；

信号调试步骤，接收各个张力传感器的信号，测试各传感器的信号反馈；

联动调试步骤，模拟一项参数，测定各传感器及伺服电机之间是否配合。

9.根据权利要求7所述的一种同步带绕线机的控制方法，其特征在于：所述故障修复步骤包括：

当伺服电机故障无法将支撑机构驱动到预定位置，则控制器计算剩余伺服电机的位置将剩余伺服电机调整到新的位置后成为一个新的封闭图形，不影响加工。

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