[发明专利]低损伤控制放纱装置及方法有效
申请号: | 200910181564.9 | 申请日: | 2009-07-20 |
公开(公告)号: | CN101618809A | 公开(公告)日: | 2010-01-06 |
发明(设计)人: | 肖军;文立伟;王雪亮;齐俊伟;张建宝;严飙 | 申请(专利权)人: | 南京航空航天大学 |
主分类号: | B65H49/18 | 分类号: | B65H49/18;B65H49/34;B65H57/14;B65H57/28;B65H59/38;G05B19/05 |
代理公司: | 南京经纬专利商标代理有限公司 | 代理人: | 唐小红 |
地址: | 210016江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 损伤 控制 装置 方法 | ||
所属技术领域
本发明涉及到纤维缠绕、拉挤、预浸料制备、编织等复合材料工艺领域,可 解决纤维丝束在放纱过程中因过度磨损而导致质量稳定性差的问题。
背景技术
复合材料自动化成型工艺流程中通常采用筒形纱团。在放纱过程中,由于出 纱方向与纤维卷绕线型会形成一定夹角,在纤维张力的影响下,当侧向滑移力大 于最大静摩擦力时,会使纤维在纱筒上打滑出纱,从而导致纤维间的磨损,夹角 越大,如在纱筒末端卷绕角发生突变的一段纤维其磨损程度尤为严重。由此所形 成的制品的实际性能将受到很大影响。对于高性能复合材料,如成型工艺中多用 的碳纤维,由于其抗磨性较差,纤维更易磨损,所形成的制品质量得不到保障。
通常,在要求不高的场合下,是利用固定导丝头出纱,通过拉开导丝头与纱 筒的距离和采用尽可能小的丝束张力的方法来降低损伤,但不能从根本上解决问 题,特别是出纱到两端时磨损问题无法消除。
专利ZL 200420013259.1的实用新型介绍了一种无摩擦损伤抽纱装置。它 是将旋转编码器与纱筒一端相连。在抽纱过程中,利用编码器测量纱筒的转角, 在计算机控制下,导轮能够实现垂直和水平方向的联动,进行无摩擦抽纱,从而 消除摩擦导致的丝束损伤。该装置的优点在于能控制导轮和出纱点的横动速度值 一致,但不足点在于:1)系统运行前,需人工介入调整出纱方向,否则运行时 不能保证其与纱筒的卷绕线型一致;2)系统运行时,出纱方向与卷绕线型产生 的误差不能及时消除,误差积累最终会导致纤维磨损;3)抽纱到两端时,纱筒 卷绕角突变,开始由一个卷绕线型向另一个卷绕线型的过渡,该实用新型未能解 决导轮换向防磨损问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够克服现有技术不足的低损伤控制放纱装置 及方法。
一种低损伤控制放纱装置,其特征在于:包括:侧板、依次安装于侧板上的 放纱机构和导纱机构、以及可编程控制器;上述放纱机构包括:放纱筒电机、通 过联轴器与放纱筒电机相联的纱筒;上述导纱机构包括:与放纱筒电机平行安装 的伺服电机、通过联轴器与伺服电机相联的滚珠丝杠、安装于侧板上的导轨,以 及安装于滚珠丝杠和导轨上形成导轨丝杠副的导纱器;上述导纱器包括滑块、盒 体、摆臂,其中盒体安装于滑块上,角度传感器安装于盒体内,其旋转轴伸出盒 体表面,摆臂一端垂直固定安装于角度传感器旋转轴上,定义当摆臂与滚珠丝杠 垂直时摆臂偏角为0°;在盒体上位于摆臂固定端后方还安装有一对固定导轮, 在摆臂自由端还垂直安装有一对摆臂导轮,固定导轮和摆臂导轮的中心位于摆臂 偏角为0°时的摆臂中心线上;所述导纱机构还包括一对限位开关和一对接近开 关;在固定导轮后方还设有导向轮。
纤维出纱速度v由系统直接设定或旋转器测得。即在上述导向轮上还通过联 轴器连接有用于测量出纱速度的旋转编码器。
一种利用上述低损伤控制放纱装置的低损伤控制放纱的方法,其特征在于:
1)、利用可编程控制器控制放纱筒电机提供阻力距使出纱纤维形成一定的张 力,纱线通过摆臂导轮和固定导轮出纱,利用纤维张力侧向分力驱动摆臂偏转, 在放纱过程中,摆臂受到力平衡的约束,可近似认为出纱点、摆臂导轮和固定导 轮处于同一直线上,该线即为出纱方向;
2)、利用可编程控制器实时采集角度传感器测得的摆臂偏角θ,则出纱方向 角
3)、利用可编程控制器控制伺服电机转速进而实时驱动导纱器运动速度v导, 针对纱筒纤维的卷绕特点采取分区跟随控制策略:
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