Hi:欢迎来到ManbetX官网   登 陆 | 注 册
分享到:0

所有论文科目分类

ManbetX官网 > 免费论文 > 理工论文 > 材料科学 >

浅谈纤维缠绕张力控制机构的结构及控制系统设计

作者:2015-08-13 14:48阅读:文章来源:未知

  1 引言

  纤维缠绕是玻璃钢生产中的重要成型工艺之一,纤维缠绕工艺是纤维在一定的预张力作用下,浸渍树脂粘结剂后,按照一定的线型有规律地排布在芯模上,在缠绕过程中,提高密实程度,进而提高制品的强度。在复合材料制品缠绕成型过程中,对纤维材料施加张力并对张力进行精密控制是十分重要的,施加张力可以使纤维拉直、驱除气泡、渗透树脂,使缠绕出的制品更加紧密,同时为了避免因张力过大造成纤维断裂而影响产品的质量。这又对缠绕张力参数的控制提出了更高的要求。

  2 设备机构设计

  计算机控制缠绕是用纤维预浸树脂通过特定的机械和控制,将已浸过树脂的纤维,按所要求的线型规律缠绕至芯模表面上,其性能水平对缠绕制品的质量和工作性能起着决定作用。

  2. 1 缠绕工艺

  玻璃纤维从带有张力控制的纱架引出,经过树脂浸透,进入安装在行走轨道的缠绕小车上的绕丝嘴,并按一定规律均匀缠绕在旋转的模具上。缠绕小车延轨道做纵向直线来回运动,绕丝嘴垂直轨道做径向进退运动。

  主轴模具1 由伺服电机根据要求通过减速机减速做均匀旋转,其旋转速度由编码器输出反馈; 缠绕小车3 由伺服电机根据所需的要求通过减速机减速延轨道4 做纵向均速来回运动,其行走速度由编码器输出反馈; 绕丝嘴2 由伺服电机根据要求通过减速机减速做径向进退运动,其运动速度由编码器输出反馈。玻璃纤维5 从带有张力测量反馈装置7 的纤维安装控制8 引出,经过胶槽6 浸透树脂后,进入安装在缠绕小车3 上的绕丝嘴2; 主轴的旋转、小车的纵向运动和绕丝嘴的径向运动组成缠绕机的主运动,由计算机控制。由于纤维缠绕于模具上的张力直接影响到产品的质量,所以纤维的张力控制是非常重要的。

  2. 2 缠绕机结构

  由于计算机控制纤维缠绕机是将纤维按照一定的规律均匀的缠绕在芯模上而成型的专用设备,组成主体的各部件可实现计算机控制三坐标。在满足工艺要求的前提下,又考虑结构的紧凑性,为此总体布局将主轴箱、尾座、轨道小车、绕丝嘴设计在一个主体框架上,并根据制品的大小设计成两工位缠绕,如图2。主轴、缠绕小车、绕丝嘴的运动均有数据反馈于计算机,输入所需的要求完成产品缠绕。伺服电机1 驱动主轴旋转,主轴端部安装有三爪卡盘2,三爪卡盘2 可装夹不同规格模具3,尾部用气缸9 推动顶针7 快速将模具3 对中夹紧,尾架8可根据模具长度调整位置后固定在主框架10 上; 绕丝嘴6 安装在缠绕小车4 上,缠绕小车4 由伺服电机控制延轨道5 纵向往复运动。

  2. 3 纤维张力控制机构

  由于纤维的张力对产品质量有很大影响,纤维的张力控制显得尤为重要,为了保证纤维控制的精度,设计了单根纤维计算机控制。图3 是纤维控制机构,已绕成线团状的纤维,放在有独立支撑的安装架上,每根纤维由独立的伺服电机控制,可以保证每根纤维在缠绕的过程中张力相同。

  纤维纱团2 安装在由伺服电机5 控制的输出轴上,用带锥度的涨塞1 将纤维纱团2 固定夹紧,可保证纤维在缠绕过程中无打滑,为使纤维平稳进入测量装置,结构上设计了一个长度超过纱团高的过渡辊3,纤维1 从过渡辊3 上方绕过进入测力装置。纤维经过进出导向辊进入测力辊轮组,由测力传感器反馈单根纤维的张力。

  纤维1 从成井状的进导向辊6 进入测力反馈装置,再从成井状的出导向辊2 出测力反馈装置,纤维1 由过渡轮3 和过渡轮5 调整走向,使纤维1 始终接合在测力辊4 上,将纤维1 的拉力无间断的传到传感器7 上。

  3 控制系统的程序设计

  3. 1 控制系统的组成

  控制系统的核心部件是研华工控制机,信号的A/D 和D/A 转换分别采用研华PCL - 818HG 和PCL - 727 数据板卡,此类板卡可用于各类电信号的采集、数据处理和控制运算后的电信号输出。PCL - 818HG 数据采集卡将从外界获取的各种电信号转换为统一的数字信号传递给计算机,并接收计算机传来的数字或控制信号; PCL - 727 数据输出卡将模拟或数字信号传递给外部设备。

  交流伺服电机为执行元件,控制纱团的转速以调节张力,压力传感器检测纱团的动态张力值,进行A/D 转换形成反馈信号。与交流伺服电动机同轴相联的编码器,将电机的转速信号反馈至交流伺服驱动器,并设定驱动器为恒转矩控制方式。

  3. 2 A/D 采集卡的设置程序

  由于VB 并不提供对计算机外设进行底层操作的语句或函数,因而要利用DLL 技术实现I /O 控制,才能实现对I /O 端口的控制与访问。动态连接库( DLL) 是一种函数库,应用程序可以在运行时链接并使用它。

  其中DRV - DeviceOpen 函数为初始化指定设备,DRV -DeviceClose 函数用于关闭DRV - DeviceOpen 函数打开的设备,并释放所分配的存储空间,DRV_MAIConfig函数对设置采样通道的电压输入范围。DRV- MAIVoltageIn 函数为获取相应端口的模拟电压信号,该函数被调用一次就对通道的设置完成一次I /O 操作,重复调用DRV - MAIVoltageIn 函数则可获取相应端口的模拟电压信号。表1 为A/D 板卡初始化及数据采集的主要编程方法。

  3. 3 D/A 输出卡的设置程序

  其中DRV - DeviceOpen 和DRV - DeviceClose 函数为打开和关闭设备,DRV_AOConfig 函数为模拟输出通道的设置,DRV - AOVoltageOut( ) : 该函数被调用一次就对通道的设置完成一次I /O 操作。重复调用DRV - AOVoltageOut 函数则可从相应端口输出模拟电压信号。

  4 结语

  基于计算机控制的纤维缠绕张力控制机的研制,具有参数设置方便,界面友好,控制精度满足工艺要求。本文介绍了机构的结构设计和DLL 技术实现VB 编程环境下多通道数据信号的检测的方法。该机床在实际生产使用中具有明显的优点。

最近相关

最新更新

热门推荐

[诉讼法]浅谈新刑诉法视域下的刑事和解制度探析
刑事和解逐渐制度化已成为我国法律发展必然要经历的一个阶段,也代表了刑事和解的合法性。我国新颁布的刑事和解制度是...[全文]
[诉讼法]浅谈司法改革:法治中国的助推器
深化司法体制改革、完善中国当代司法体制的制度构建,从而为全面建成小康社会、实现中华民族伟大复兴的中国梦构筑一个...[全文]
[诉讼法]建立健全检察官履行法定职责保护机制的若干问题研究
建立检察官履行法定职责保护机制需要重点明确这些保护机制存在的必要性,从我国的司法实践来看,检察官在履行法定职责...[全文]
[临床医学]简析MRI 在脊椎骨转移瘤诊断中的临床应用
李金脊椎骨转移瘤是恶性肿瘤中较为常见的并发症之一,其发病率逐年呈现上升趋势,特别是肝癌以及肺癌的发病率较高。由...[全文]
[临床医学]分析产KPC酶肺炎克雷伯菌9株的药敏试验结果
随着碳青霉烯类抗生素在临床上的广泛使用,对其敏感性降低的肺炎克雷伯菌已经在全球范围内出现,且菌株的种类正在增加...[全文]
[临床医学]临床护理对行内镜微创保胆取石术的患者的影响
胆囊结石是临床上的常见病。目前,在临床上对胆囊结石患者主要使用内镜微创保胆取石手术进行治疗。有研究表明,在对胆...[全文]
[民商法]劳动债权人破产程序参与权利研究
劳动债权概念是在修改破产法的过程中出现的。2004 年,贾志杰在十届人大常委会第十一次会议所作的《关于 企业破产法草案...[全文]
[民商法]免责的债务承担的协议的效力问题探讨
我国目前对免责的债务承担的协议的效力研究尚存不足之处,就债务承担而言,分为免责的债务承担与并存的债务承担两部分...[全文]
[临床医学]谈谈非语言沟通在临床重症患者护理工作中作用
沟通是人与人之间交流的主要方式,包括非语言沟通与语言沟通,针对普通患者,护理人员采用语言沟通方式向其传递和交流...[全文]
[临床医学]对于腹腔镜胆囊切除术并发胆漏的预防及护理
由于该术式具有损伤小、恢复快的特点,因此,腹腔镜胆囊切除术在临床工作中得到了普遍应用。即使具有较多优点,但易造...[全文]
[化学化工]关于有机化学实验双语教学中的问题探讨
中华人民共和国教育部在2001年《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件中明确指出:为适应经济全...[全文]
[化学化工]浅谈新的液质联用技术在生物大分子药物中的应用进展
从1969 年Talroze 等首次提出了液相色谱-质谱联用技术( LC-MS)至今已有40 多年的历史。液质联用主要基于质谱技术的发展和适合...[全文]

热门标签