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纏繞成型工藝作為復(fù)合材料的一種重要成型工藝其設(shè)備占有舉足輕重的地位！纏繞成型的主要設(shè)備就是纏繞機(jī)！
纏繞機(jī)現(xiàn)在有機(jī)械和微控兩種。機(jī)械纏繞機(jī)基本已經(jīng)成熟，其成本低廉，運行可靠；但其自由度不高，一般僅為兩軸，且在改變纏繞參數(shù)時操作復(fù)雜；逐漸處于一種淘汰地位！但是，在制品比較簡單單一的情況下，機(jī)械纏繞機(jī)還是相當(dāng)具有優(yōu)勢的！
微控纏繞機(jī)是在機(jī)械纏繞機(jī)和70年代曾經(jīng)出現(xiàn)的數(shù)字程序控制纏繞機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在今天，計算機(jī)和自動化技術(shù)飛速發(fā)展又帶動了微控纏繞機(jī)的日新月易！微控纏繞機(jī)的主要特點是所有的纏繞參數(shù)和過程控制全部由軟件來實現(xiàn)，調(diào)整相當(dāng)方便！在我國，主要有武漢理工大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)在做這方面的研究工作！
縱觀市場，我國的微控纏繞機(jī)其核心控制實現(xiàn)主要有以下幾個方面：
第一，運動部件采用變頻調(diào)速或者直流調(diào)速控制，高檔產(chǎn)品采用步進(jìn)電機(jī)或者交流伺服電機(jī)；其速度采集部件一般為編碼器，一般采用增量型編碼器，高檔產(chǎn)品采用絕對值編碼器，亦開采用光柵尺，做全閉環(huán)控制。
第二，民用設(shè)備一般以兩軸居多，三軸即已較少；而軍用則可達(dá)到五軸或者六軸的水平。其自由度一般包括主軸的回轉(zhuǎn)運動，小車的橫向運動，小車的伸臂運動，導(dǎo)絲頭的上下運動，導(dǎo)絲頭的垂直回轉(zhuǎn)運動，導(dǎo)絲頭的平面回轉(zhuǎn)運動；其最有效的運動是前三個。
第三，其核心控制部件有傳統(tǒng)工業(yè)計算機(jī)（采用，類386、486等低端CPU，dos操作系統(tǒng)），新型的工業(yè)計算機(jī)（采用P3、P4等高端CPU，linux，wince，Windows XP Embedded等嵌入式操作系統(tǒng)），專業(yè)的工業(yè)自動化設(shè)備（PLC，數(shù)字運動控制器等），工業(yè)單片機(jī)，普通PC加工業(yè)控制卡等。
第四，人機(jī)界面主要有工業(yè)計算機(jī)CRT或LCD顯示器加鍵盤鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，工業(yè)觸摸屏，通用PC機(jī)加軟件等。
筆者認(rèn)為，現(xiàn)階段微控纏繞機(jī)人機(jī)交互部分可以采用新型的工業(yè)計算機(jī)，運行Windows XP Embedded嵌入式操作系統(tǒng)，采用c/c++語言編寫人機(jī)交互系統(tǒng)軟件，使用串口或?qū)I(yè)的工業(yè)控制卡對低層設(shè)備進(jìn)行控制，如果設(shè)備較多可以采用總線或者是工業(yè)以太網(wǎng)。而PLC、數(shù)字運動控制器等具有很高的可靠性、穩(wěn)定性和實時性，是理想的底層控制設(shè)備。同時，交流伺服電機(jī)具有低成本和高精度，是理想的運動部件。而主軸的運動相對較簡單，且大型纏繞機(jī)主軸所需驅(qū)動力很大，如果采用交流伺服電機(jī)成本較高。所以在精度要求不是很高的情況下，可以采用變頻器加編碼器實現(xiàn)半閉環(huán)控制。特別值得一提的是數(shù)字運動控制器，該控制器2002年獲得美國工業(yè)設(shè)計大獎，有電子凸輪之稱，在纏繞機(jī)應(yīng)用方面應(yīng)該是非常有前途的控制器件。筆者一直想將其應(yīng)用于纏繞機(jī)領(lǐng)域，但是苦于沒有機(jī)會。 |
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FRP玻璃鋼復(fù)合材料論壇
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發(fā)表于 2006-6-30 21:40:08
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發(fā)表于 2006-7-2 12:09:26
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