[发明专利]一种纤维收集装置及方法

说明书

本发明提出了一种纤维收集装置及方法，包括直线驱动装置、转动驱动装置和旋转盘架；所述直线驱动装置和所述转动驱动装置，分别与所述旋转盘架连接；所述旋转盘架上设置有收集圆盘；所述转动驱动装置驱动旋转盘架的线速度与待收集纤维的下落速度匹配，所述直线驱动装置驱动旋转盘架做直线运动，纤维在收集圆盘中呈等距螺旋线状分布；本发明通过旋转盘架的线速度来匹配下落纤维的速度，避免收集盘中打卷堆积的问题；同时，设计了一种基于等距螺旋线的收集盘运动轨迹控制算法，通过控制收集盘的运动，使得纤维在收集盘中呈等距螺旋线状分布，当等距螺旋线相邻圈的距离足够小时，便可认为纤维在盘中均匀分布，解决了纤维在收集盘中分布不均匀的问题。

技术领域

本发明属于运动控制技术领域，尤其涉及一种纤维收集装置及方法。

背景技术

在“收丝”工序，收丝的目标是把生产出来的连续纤维均匀地收进盘中或者缠绕在收丝筒上，以供下一道生产工艺使用；目前市场上存在一种类似于绕线机的收集设备将纤维缠绕在收丝圆筒上，此种类型的设备是在人工不断更换收丝筒的基础上，将纤维绕在丝筒上实现的纤维长时间收集。

发明人发现，目前并没有相应的将纤维均匀地收集进盘中的设备，这种类型的纤维收集设备需要克服两个问题：一是下落纤维的速度较高，若收集盘的运动速度和纤维下落的速度不匹配，纤维很容易在收集盘中打卷堆积，影响下一步的生产质量；二是很难实现通过控制收集盘的运动来使下落的纤维在盘中分布均匀。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种纤维收集装置及方法，本发明通过旋转盘的线速度来匹配下落纤维的速度，避免收集盘中打卷堆积的问题；同时，设计了一种基于等距螺旋线的收集盘运动轨迹控制算法，通过控制收集盘的运动，使得纤维在收集盘中呈等距螺旋线状分布，当等距螺旋线相邻圈的距离足够小时，便可认为纤维在盘中均匀分布，解决了纤维在收集盘中分布不均匀的问题。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种纤维收集装置，采用如下技术方案：

一种纤维收集装置，包括直线驱动装置、转动驱动装置和旋转盘架；

所述直线驱动装置和所述转动驱动装置，分别与所述旋转盘架连接；所述旋转盘架上设置有收集圆盘；

所述转动驱动装置驱动旋转盘架的线速度与待收集纤维的下落速度匹配；所述直线驱动装置驱动旋转盘架做直线运动；从而使纤维在收集圆盘中呈等距螺旋线状分布。

进一步的，所述直线驱动装置包括滑动模组、联轴器、连杆、滑块和直线驱动伺服电机，所述旋转盘架滑动设置在所述滑动模组上，所述直线驱动伺服电机与滑动模组连接，驱动所述旋转盘架直线运动。

进一步的，所述转动驱动装置包括轴伺服电机和减速转台，与所述旋转盘架连接，驱动所述旋转盘架转动。

为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种纤维收集方法，采用如下技术方案：

一种纤维收集方法，采用了如第一方面中所述的纤维收集装置，包括：轴伺服电机输出轴的轴线投影位于收集圆盘的圆心；直线驱动伺服电机带动收集圆盘沿直线方向移动，轴伺服电机驱动收集圆盘做旋转运动；收集圆盘的旋转角速度由纤维落点在收集圆盘上的投影位置确定；直线驱动伺服电机的转速和轴伺服电机的转速配合，使得纤维在收集盘中的分布呈平面等距螺旋线状。

进一步的，引入调整比例系数来调整等距螺旋的间距，实现纤维分布均匀性的控制。

进一步的，调整比例系数通过用户输入确定，调整比例系数确定直线驱动伺服电机转速与轴伺服电机转速的比值。

进一步的，收集圆盘在直线方向上的运动速度与直线驱动伺服电机的旋转速度成正比。

进一步的，纤维落点在收集圆盘上投影点的旋转线速度与纤维的下落速度相等。