【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤环绕制，特别涉及一种用于光纤环绕制的智能控制系统及方法。
技术介绍
1、光纤陀螺是用于测量姿态方位的高精度惯性传感器，光纤环是光纤陀螺的传感核心部件。光纤环是将一段光纤通过四极对称、八极对称、十六极对称等特殊绕法绕制而成的一种光纤敏感元件，不同规格光纤环的光纤长度从几百米至数公里不等，绕制光纤环所需时间一般为几个小时到十几个小时。
2、光纤环生产过程中涉及到多种工艺，例如打底工艺，通过在光纤环骨架表面预先使用柱形绕法绕制几层打底专用光纤，用于保护光纤环内圆周面；或者在光纤环绕制完成后在其外表面绕制几层专用光纤，用于保护光纤环外圆周面；例如换盘工艺，光纤两端分别盘绕在两个放纤盘上，从光纤长度中点开始绕制光纤环的过程中，不同层数需要的放纤盘可能不同，需要按照工艺切换为当前层所需放纤盘；再例如变极工艺，需要光纤环不仅限于一种对称绕法，而是具有柱形绕法、四极对称、八极对称、十六极对称中的两种或多种进行组合，以实现光纤环的特殊性能。
3、目前行业内主要采用半自动化设备进行绕环，绕环过程需要人工观察、干预。由于光纤直径小、透明、绕环转速快，肉眼难以直接分辨光纤排列情况，一般需借助高倍摄像机，通过显示屏来观察光纤排列情况。另外，光纤脆弱、易损伤断裂，光纤环生产时间长、容错率低，对环境温湿度、空气洁净度、光纤张力等要求极高，因此要求对其控制非常精细、连续、平稳、可靠，采用半自动化设备进行绕环对于操作人员的体力、注意力是一个极大的考验，一名合格的绕环操作人员需要培训几个月才能满足能力要求。
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技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于光纤环绕制的智能控制系统及方法，解决光纤环的自动绕制以及对绕环过程与结果智能处理的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种用于光纤环绕制的智能控制系统，包括操作系统、主控系统、机台运动控制系统、光纤绕环控制系统、绕环图像识别系统和数据分析系统；
4、主控系统分别与操作系统、数据分析系统、机台运动控制系统和光纤绕环控制系统连接；数据分析系统与绕环图像识别系统连接，绕环图像识别系统与光纤绕环控制系统连接；
5、主控系统与操作系统、数据分析系统、机台运动控制系统和光纤绕环控制系统进行数据连通，主控系统用于控制机台运动控制系统和光纤绕环控制系统动作。
6、操作系统可以进行设备控制、数据输入与显示等，包括工业触摸屏、按钮开关等，操作系统与主控系统数据连通；主控系统是设备的控制核心，可以控制机台运动控制系统和光纤绕环控制系统，并与所有系统数据连通，主控系统包括可编程控制器plc及其配套电路系统。
7、数据分析系统用于分析来自主控系统与绕环图像识别系统的数据，将分析结果数据反馈至主控系统，并通过数据、图表、动画等形式展示在显示器上，包括计算机、显示器。
8、绕环图像识别系统用于采集绕环图像、识别绕环缺陷，包括工业相机、镜头、相机光源、平移滑台、计算机、显示器；
9、光纤绕环控制系统用于将光纤绕到光纤环骨架上，并且将绕环过程中的光纤张力、绕制长度、绕制匝数、绕制速度等数据反馈至主控系统，光纤绕环控制系统包括a机头、b机头及光纤环骨架，a机头、b机头上都布置有张力传感器、计长编码器、上胶装置、放纤盘、导纤轮机构。
10、优选地，机台运动控制系统包括机台，机台上设有第一机台导轨和第二机台导轨，第一机台导轨和第二机台导轨上安装有ay滑台和by滑台；
11、ay滑台上安装有a机头，by滑台上安装有b机头；
12、机台上设有升降转台，升降转台用于带动光纤环骨架升降并带动光纤环骨架旋转；
13、a机头用于驱动光纤环骨架旋转，b机头用于驱动光纤环骨架旋转。
14、优选地，a机头包括a转台和a转台电机，a转台电机用于驱动a转台转动；b机头包括b转台和b转台电机，b转台电机用于驱动b转台转动。
15、优选地，ay滑台由布置在机台上的电机驱动沿着第一机台导轨和第二机台导轨运动，by滑台由布置在机台上的电机驱动沿着第一机台导轨和第二机台导轨运动；
16、a机头可滑动地设置在ay滑台上，a机头由布置在ay滑台上的电机驱动移动；b机头可滑动地设置在by滑台上，b机头由布置在by滑台上的电机驱动移动；
17、第一机台导轨和第二机台导轨布置的方向为x方向，a机头和b机头运动的方向为y方向；升降转台驱动光纤环骨架运动的方向为z方向；x方向、y方向与z方向相互垂直。
18、优选地，a机头上安装有a外轴机构，a外轴机构用于安装a放纤盘；b机头上安装有b外轴机构，b外轴机构用于安装b放纤盘；
19、a外轴机构上设有a导轮架机构内轴；a导轮架机构内轴用于安装骨架；
20、b外轴机构上设有b导轮架机构内轴；b导轮架机构内轴用于安装骨架。
21、一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，通过机台运动控制系统进行换盘运动，控制过程如下：
22、步骤1，升降转台上升夹持光纤环骨架，然后电机驱动by滑台带着b机头向右运动并脱离光纤环骨架；
23、步骤2，机台运动控制系统多轴联动，使原本处于上端放纤位的a机头移动至左侧收纤位，原本处于右侧收纤位的b机头移动至下端放纤位；
24、步骤3，ay滑台带着a机头右移吸合光纤环骨架，然后升降转台下降释放光纤环骨架，换盘完成；
25、在换盘运动的过程中，a机头、b机头上的放纤盘会通过主控系统的pid控制算法自适应旋转，保证a机头、b机头连接至光纤环骨架的光纤始终保持恒定张力，以防止光纤损伤、光纤环松散。
26、优选地，采用打底绕法绕制两层打底光纤环时，过程如下：
27、主控系统自动将a机头、b机头运行至上纤操作位置（图9步骤①位置），操作人员将a放纤盘套装在a机头的a外轴机构上，将b放纤盘套装在b机头的b外轴机构上，将光纤环骨架定位吸附在b机头的b导轮架机构内轴端面上；
28、a放纤盘上有足量的打底光纤，b放纤盘为空盘，将a放纤盘的光纤经过a导轮架机构内轴引入光纤环骨架，然后引入b导轮架机构内轴，最后引入b放纤盘并用胶带固定在b放纤盘上；
29、操作设备继续运行，主控系统自动将a机头、b机头运行至首层绕环位置，运行过程中，a机头、b机头上的放纤盘会通过主控系统的pid控制算法自适应旋转，保证a机头、b机头连接至光纤环骨架的光纤始终保持恒定张力，以防止光纤损伤；
30、然后开始绕环运动， b外轴机构与b导轮架机构内轴驱动光纤环骨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：包括操作系统、主控系统、机台运动控制系统、光纤绕环控制系统、绕环图像识别系统和数据分析系统；
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：A机头（6）包括A转台（601）和A转台电机，A转台电机用于驱动A转台（601）转动；B机头（7）包括B转台（701）和B转台电机，B转台电机用于驱动B转台（701）转动。
4.根据权利要求2所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：AY滑台（2）由布置在机台（1）上的电机驱动沿着第一机台导轨（101）和第二机台导轨（102）运动，BY滑台（3）由布置在机台（1）上的电机驱动沿着第一机台导轨（101）和第二机台导轨（102）运动；
5.根据权利要求3所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：A机头（6）上安装有A外轴机构（602），A外轴机构（602）用于安装A放纤盘；B机头（7）上安装有B外轴机构（702），B外轴机构（702）用
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，其特征在于：通过机台运动控制系统进行换盘运动，换盘动作一的控制过程如下：
7.根据权利要求6所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，其特征在于：采用打底绕法绕制两层打底光纤环时，过程如下：
8.根据权利要求6所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，其特征在于：采用四极绕法带胶绕制N层光纤环时，过程如下：
9.根据权利要求6所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，其特征在于：采用八极绕法绕制N层光纤环时，过程如下：
10.根据权利要求6所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统的使用方法，其特征在于：采用十六极绕法绕制N层光纤环时，过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：包括操作系统、主控系统、机台运动控制系统、光纤绕环控制系统、绕环图像识别系统和数据分析系统；
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：a机头（6）包括a转台（601）和a转台电机，a转台电机用于驱动a转台（601）转动；b机头（7）包括b转台（701）和b转台电机，b转台电机用于驱动b转台（701）转动。
4.根据权利要求2所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：ay滑台（2）由布置在机台（1）上的电机驱动沿着第一机台导轨（101）和第二机台导轨（102）运动，by滑台（3）由布置在机台（1）上的电机驱动沿着第一机台导轨（101）和第二机台导轨（102）运动；
5.根据权利要求3所述的一种用于光纤环绕制的智能控制系统，其特征在于：a机头（6）上...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟华，关昌，胡少飞，廉正刚，皮亚斌，
申请(专利权)人：武汉长盈通光电技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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