|
|
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(yùn)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(shí)操作復(fù)雜;逐漸處于一種淘汰地位!但是,在制品比較簡(jiǎn)單單一的情況下,機(jī)械纏繞機(jī)還是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)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(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展又帶動(dòng)了微控纏繞機(jī)的日新月易!微控纏繞機(jī)的主要特點(diǎn)是所有的纏繞參數(shù)和過程控制全部由軟件來實(shí)現(xiàn),調(diào)整相當(dāng)方便!在我國(guó),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(chǎng),我國(guó)的微控纏繞機(jī)其核心控制實(shí)現(xiàn)主要有以下幾個(gè)方面:
第一,運(yùn)動(dòng)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(duì)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(yùn)動(dòng),小車的橫向運(yùn)動(dòng),小車的伸臂運(yùn)動(dòng),導(dǎo)絲頭的上下運(yùn)動(dòng),導(dǎo)絲頭的垂直回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),導(dǎo)絲頭的平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);其最有效的運(yùn)動(dòng)是前三個(gè)。
第三,其核心控制部件有傳統(tǒng)工業(yè)計(jì)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(jì)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(dòng)化設(shè)備(PLC,數(shù)字運(yùn)動(dòng)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(jì)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(jì)算機(jī),運(yùn)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(duì)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(yùn)動(dòng)控制器等具有很高的可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性,是理想的底層控制設(shè)備。同時(shí),交流伺服電機(jī)具有低成本和高精度,是理想的運(yùn)動(dòng)部件。而主軸的運(yùn)動(dòng)相對(duì)較簡(jiǎn)單,且大型纏繞機(jī)主軸所需驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制。特別值得一提的是數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器,該控制器2002年獲得美國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng),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(huì)。 |
|