一种多轴自动缠纱机和利用它的闭环控制缠纱方法技术

本发明专利技术提供一种能够同时对多个螺栓套进行缠纱的多轴自动缠纱机和利用它的闭环控制缠纱方法。该多轴自动缠纱机包括旋转机构、轴向移动机构、导线器、参考零点定位传感器、松紧度传感器、箱体、显示和输入装置以及控制器，该控制器基于来自参考零点定位传感器的信号，定位纤维纱缠绕起点，根据从显示和输入装置输入的纤维纱缠绕参数，驱动旋转机构和轴向移动机构进行缠纱，对松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至旋转机构和轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整上述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴自动缠纱机和利用它的闭环控制缠纱方法
本专利技术涉及一种在使用于风力发电机叶片的叶片预埋螺栓套上自动缠绕纤维纱的多轴自动缠纱机和利用该多轴自动缠纱机的闭环控制缠纱方法。
技术介绍
目前在风力发电行业内，风力发电机叶片的结构设计，尤其是叶片根端结构设计的主流技术分为以下两种：一种为后打孔叶片，即叶片生产成型之后使用打孔机对叶根进行径向和轴向打孔以用于安装径向螺栓和轴向螺栓；另一种为预埋叶片，即在叶片生产过程中直接将带有内螺纹的预埋螺栓套铺设于纤维布中，叶片成型后无需使用打孔机再次打孔。预埋螺栓套在铺设之前，需要使用纤维纱将螺栓套凹槽均匀缠绕使之与螺栓套外径相同，同时使相邻两个凹槽之间过渡平滑，纤维纱缠绕后直径与螺栓套外径误差范围为±2mm。现有技术中预埋螺栓套的纤维纱缠绕均为人工手动进行缠绕或者通过使用减速电机进行手动缠绕，上述缠绕方式存在每人次仅能缠绕1根螺栓套，效率低下人工成本较高，且缠绕松紧度无法得到确保等问题，故此，对预埋螺栓套浸渍及预埋质量产生较大安全隐患。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的纤维纱缠绕松紧度控制不良、缠纱效率较低、缠纱质量存在安全隐患等缺陷，本专利技术的目的是提供一种能够同时对多个螺栓套进行缠绕的多轴自动缠纱机和利用该多轴自动缠纱机的闭环控制缠纱方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种能够同时对多个螺栓套进行缠纱的多轴自动缠纱机，其包括：使用于固定螺栓套的多个旋转轴旋转的旋转机构；使纤维纱相对于上述螺栓套轴向移动的轴向移动机构；将纤维纱引导至上述螺栓套的上方，在纤维纱缠绕过程中保持纤维纱沿着上述螺栓套正中上方移动的导线器；定位参考零点，从而定位纤维纱缠绕起点的参考零点定位传感器；测定纤维纱的松紧度的松紧度传感器；在内部空间存放纤维纱的箱体；显示和输入装置，其用于显示和修改各个纤维纱缠绕参数；和控制器，其基于来自上述参考零点定位传感器的信号，定位纤维纱缠绕起点，根据从显示和输入装置输入的各个上述纤维纱缠绕参数，驱动上述旋转机构和上述轴向移动机构进行缠纱，对上述松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至上述旋转机构和上述轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整上述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机使用多凹槽多平棱的螺栓套。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机利用螺栓套固定卡簧将上述螺栓套固定于上述旋转轴，该螺栓套固定卡簧包括固定部分、活动部分和弹簧，其中上述固定部分用于固定上述螺栓套固定卡簧，上述活动部分通过调节上述弹簧的行程进行不同长度螺栓套的固定。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机的上述控制器具有PLC控制芯片，在PLC控制芯片的各个接口连接开关电源、显示和输入装置、数据存储器、松紧度传感器、参考零点定位传感器、控制开关等。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机中，上述旋转机构包括伺服电机、将伺服电机与旋转轴连接的联轴器和使多个旋转轴联动的皮带，上述轴向移动机构包括伺服电机、将伺服电机与丝杠连接的联轴器和丝杠。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机中，在上述显示和输入装置连接有在线记录数据的数据存储器，对缠纱过程中的螺栓套批次和松紧度信号进行记录。另外，本专利技术的多轴自动缠纱机在将上述偏差信号反馈至上述驱动器之前，还设置有松紧度偏差报警装置，当上述偏差信号超出允许偏差时，上述控制器发出报警信号同时自动停止工作。本专利技术还提供一种使用本专利技术的上述多轴自动缠纱机进行缠纱的闭环控制缠纱方法，在要缠纱的螺栓套规格与预定的规格相同时，包括下述步骤：通过上述显示和输入装置向上述控制器输入预定的各个上述纤维纱缠绕参数；将多个上述螺栓套一一对应地插入各自的固定旋转轴，利用上述螺栓套固定卡簧将上述螺栓套固定，并定位参考零点；将多根纤维纱通过各自的上述导线器引导至上述螺栓套的缠纱起点，将纤维纱固定于缠纱起点，驱动上述旋转机构和上述轴向移动机构进行缠纱；在纤维纱的缠绕过程中，对上述松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至上述旋转机构和上述轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整上述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度；在纤维纱将上述螺栓套的最后一个凹槽填平后，上述轴向移动机构自动返回至参考零点并停止，将纤维纱剪断打结并卸下螺栓套，完成缠纱。本专利技术还提供一种使用本专利技术的上述多轴自动缠纱机进行缠纱的闭环控制缠纱方法，在要缠纱的螺栓套规格与预定的规格不同时，包括下述步骤：通过上述显示和输入装置向上述控制器输入新规格的螺栓套的各个上述纤维纱缠绕参数；将多个上述螺栓套一一对应地插入各自的固定旋转轴，调整上述螺栓套固定卡簧的行程来固定新规格的螺栓套，调整并定位上述参考零点定位传感器的参考零点，使得能够匹配新规格的螺栓套的纤维纱缠绕起点；将多根纤维纱通过各自的上述导线器引导至上述螺栓套的缠纱起点，将纤维纱固定于上述缠纱起点，驱动上述旋转机构和上述轴向移动机构进行缠纱；在纤维纱的缠绕过程中，对上述松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至上述旋转机构和上述轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整上述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度；在纤维纱将上述螺栓套的最后一个凹槽填平后，上述轴向移动机构自动返回至参考零点并停止，将纤维纱剪断打结，将螺栓套卸下，完成缠纱。通过采用上述技术方案，本专利技术能够解决上述现有技术中存在的纤维纱缠绕松紧度控制不良、缠纱效率较低、缠纱质量存在安全隐患等缺陷。附图说明图1为表示本专利技术多轴自动缠纱机的结构的示意侧视图。图2为表示本专利技术多轴自动缠纱机的结构的示意主视图。图3为螺栓套的示意图。图4为螺栓套固定卡簧的示意图。图5为控制器的电气原理图。图6为多轴自动缠纱机的工作流程图。附图标记1多轴自动缠纱机2旋转机构3轴向移动机构4纤维纱松紧度自动调节机构5纤维纱导线器6参考零点定位传感器7手动紧固装置8箱体9控制箱10控制器11PLC控制芯片12开关电源13显示和输入装置14数据存储器15松紧度传感器16松紧度偏差报警器17螺栓套18缠绕起点19凹槽20平棱21螺栓套固定卡簧22固定部分23活动部分24弹簧L1固定卡簧的活动部分A1、A2伺服驱动器M1、M2伺服电机具体实施方式下面，参照附图说明本专利技术的一个实施方式。本专利技术并不限定于下述实施方式，在不脱离本专利技术的主旨的范围内能够进行各种变更。首先，参照图1和图2，说明本专利技术的多轴自动缠纱机的结构。其中，图1为表示本专利技术多轴自动缠纱机的结构的示意侧视图。图2为表示本专利技术多轴自动缠纱机的结构的示意主视图。图1中，1表示本专利技术的多轴自动缠纱机。其中，2为旋转机构，其包括伺服电机、将伺服电机与旋转轴连接的联轴器和使多个旋转轴联动的皮带，该旋转轴用于固定即将缠纱的螺栓套。3为轴向移动机构，其包括伺服电机、将伺服电机与丝杠连接的联轴器和丝杠，该丝杠使纤维纱相对于螺栓套轴向移动。4松紧度传感器，其对纤维纱的松紧度进行测定。5为导线器，其主要作用是将纤维纱引导至对应螺栓套上方，在纤维纱缠绕过程中保持纤维纱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够同时对多个螺栓套进行缠纱的多轴自动缠纱机，其特征在于，包括：使用于固定螺栓套的多个旋转轴旋转的旋转机构；使纤维纱相对于所述螺栓套轴向移动的轴向移动机构；将纤维纱引导至所述螺栓套的上方，在纤维纱缠绕过程中保持纤维纱沿着所述螺栓套正中上方移动的导线器；定位参考零点，从而定位纤维纱缠绕起点的参考零点定位传感器；测定纤维纱的松紧度的松紧度传感器；在内部空间存放纤维纱的箱体；显示和输入装置，其用于显示和修改各个纤维纱缠绕参数；和控制器，其基于来自所述参考零点定位传感器的信号，定位纤维纱缠绕起点，根据从显示和输入装置输入的各个所述纤维纱缠绕参数，驱动所述旋转机构和所述轴向移动机构进行缠纱，对所述松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至所述旋转机构和所述轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整所述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度。

【技术特征摘要】
1.一种能够同时对多个螺栓套进行缠纱的多轴自动缠纱机，其特征在于，包括：使用于固定螺栓套的多个旋转轴旋转的旋转机构；使纤维纱相对于所述螺栓套轴向移动的轴向移动机构；将纤维纱引导至所述螺栓套的上方，在纤维纱缠绕过程中保持纤维纱沿着所述螺栓套正中上方移动的导线器；定位参考零点，从而定位纤维纱缠绕起点的参考零点定位传感器；测定纤维纱的松紧度的松紧度传感器；在内部空间存放纤维纱的箱体；显示和输入装置，其用于显示和修改各个纤维纱缠绕参数；和控制器，其基于来自所述参考零点定位传感器的信号，定位纤维纱缠绕起点，根据从显示和输入装置输入的各个所述纤维纱缠绕参数，驱动所述旋转机构和所述轴向移动机构进行缠纱，对所述松紧度传感器的检测结果与预设的松紧度参数区间进行对比，当发现偏差时，将该偏差信号反馈至所述旋转机构和所述轴向移动机构的驱动器，根据该偏差信号，调整所述轴向移动机构的移动速度和旋转机构的旋转速度，由此控制纤维纱缠绕速度和松紧度。2.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：使用的所述螺栓套为多凹槽多平棱的螺栓套。3.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：利用螺栓套固定卡簧将所述螺栓套固定于所述旋转轴，该螺栓套固定卡簧包括固定部分、活动部分和弹簧，其中所述固定部分用于固定所述螺栓套固定卡簧，所述活动部分通过调节所述弹簧的行程进行不同长度螺栓套的固定。4.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：所述控制器具有PLC控制芯片，在PLC控制芯片的各个接口连接开关电源、显示和输入装置、数据存储器、松紧度传感器、参考零点定位传感器、控制开关。5.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：所述旋转机构包括伺服电机、将伺服电机与旋转轴连接的联轴器和使多个旋转轴联动的皮带，所述轴向移动机构包括伺服电机、将伺服电机与丝杠连接的联轴器和丝杠。6.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：在所述显示和输入装置连接有在线记录数据的数据存储器，对缠纱过程中的螺栓套批次和松紧度信号进行记录。7.如权利要求1所述的多轴自动缠纱机，其特征在于：在将所述偏差信号反馈至所述驱动器之前，还设置有松紧度偏差报...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，高阳，任洪伟，刘建，尹秀云，
申请(专利权)人：中材科技风电叶片股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11