[发明专利]一种基于自动排线技术的光纤缠绕装置

说明书

本发明公开了一种基于自动排线技术的光纤缠绕装置，包括缠绕与排线系统、张力控制系统。缠绕与排线系统包括放卷轴、可左右移动的跟踪轴、收卷轴及可左右移动的排线轴，收放卷都采用伺服电机驱动，放卷时放卷轴旋转，在对齐装置检测下，放卷轴坐落在跟踪轴上左右移动实现零偏角放卷，收卷时收卷轴旋转，收卷轴坐落在排线轴上左右移动完成排线。张力控制系统主要通过Dancer检测机构实现恒张力缠绕，保持收卷轴线速度不变，在Dancer部分增加角位移传感器，将采集到的位置以模拟量形式反馈并转化为数字量在下位机程序中参与计算，实现基于Dancer位置反馈调节放卷轴线速度，使摆杆尽可能保持在参考位置，实现恒张力缠绕。

技术领域

本发明属于缠绕成型技术领域，尤其涉及一种自动排线技术。

背景技术

自动排线是缠绕成型工艺中的核心技术，研制适合于缠绕特定材料的张力控制系统对提升缠绕制品质量具有重要意义。目前自动排线技术中变压器线圈的缠绕已经日渐成熟，然而对于一些特定材料如光纤等，如果张力过大可能会使材料断裂，这会影响缠绕制品的质量，所以需要研制一种可以实现光纤等材料全自动缠绕的装置。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种基于自动排线技术的光纤缠绕装置，主要包括缠绕与排线系统、张力控制系统。收放卷轴都采用伺服电机驱动，放卷时放卷轴旋转，在对齐装置检测下，跟踪轴左右移动实现零偏角放卷，导向轮固定不变用于引导纤维缠绕方向，张力传感器用于检测张力大小，Dancer检测机构用于调节张力大小，位移传感器用于检测纤维发生的位移，收卷时收卷轴旋转，排线轴左右移动完成排线。

所述缠绕与排线系统包括放卷轴、可左右移动的跟踪轴、收卷轴及可左右移动的排线轴。收放卷轴都采用伺服电机驱动，放卷时放卷轴旋转，在对齐装置检测下，跟踪轴左右移动实现零偏角放卷，收卷时收卷轴旋转，排线轴左右移动完成排线。自动排线时，通过位移传感器首先需要计算放卷的当前匝数，再根据放卷当前匝数，计算收卷当前匝数(放卷当前匝数及收卷当前匝数的计算用于判断是否完成缠绕)。在缠绕过程中，为了确保排线轴在折返时速度、加速度不会突变，所以需要在线圈缠绕至端部时降低收卷轴速度。为了保证纤维缠绕的紧凑且无压线，根据实际缠绕的纤维直径，需要对缠绕角进行调节、设置。常用缠绕角可分为超前、滞后、垂直；在使用超前角、垂直角缠绕时，或许会出现排线小车折返速度突变的情况，为了解决这一问题，提出以下解决方式：(1)可减小超前位置；(2)排线小车折返时进行延时设置；(3)减小端部速度。

所述基于Dancer检测机构的恒张力控制系统为本发明的核心部分之一，当收卷部分线速度和放卷部分线速度之间存在速度差时，缠绕纤维因为拉伸时的弹性形变产生张力，缠绕过程中对于纤维张力的控制实际可以认为是对收卷轴和放卷轴速度差的控制，本发明所建立的张力控制系统是在保持收卷轴线速度不变的情况下，通过Dancer机构调节放卷轴的线速度，从而保持恒定的收卷轴和放卷轴的线速度差，实现恒张力缠绕。张力传感器用于检测张力大小，张力大小调节是通过控制面板的电位计旋转调节Dancer气缸中的压力，角位移传感器位置固定不变，在Dancer与角位移传感器之间为摆杆，在系统工作时如果摆杆始终保持在参考位置则缠绕张力不变，如果张力发生变化则摆杆会上下摆动，气缸中的压力也会改变，角位移传感器将采集到的位置以模拟量形式反馈并转化为数字量在下位机程序中参与计算，调节放卷轴线速度，使摆杆尽可能保持在参考位置，保持收放卷轴线速度差不变，实现恒张力缠绕。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明可以实现恒定小张力缠绕，可以避免光纤在缠绕过程中被扯断，实现光纤的全自动缠绕。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明专利的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明机械结构图；

图2为本发明张力控制系统；