绞线机控制系统及其控制方法 |
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| 申请号 | CN201310214674.7 | 申请日 | 2013-05-31 | 公开(公告)号 | CN103268792A | 公开(公告)日 | 2013-08-28 |
| 申请人 | 广州铁路职业技术学院; | 发明人 | 杨进; 刘新星; 邹伟全; 周欢伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的一种绞线机控制系统，其包括 人机交互 模 块 、 主轴 控 制模 块、 收线 控制模块 ，所述主轴控制模块包括用于驱动主轴的驱动单元一，所述收线控制模块包括控制单元以及分别与控制单元 信号 连接的检测单元一、驱动单元二，人机交互模块分别与主轴控制模块的驱动单元一和收线控制模块的控制单元信号连接，所述检测单元一与主轴控制模块信号连接。本发明还公开了一种绞线机控制系统的控制方法。主轴的转速对应绞合时绞弓的旋转速度，收线 电机 的转速对应收线轮的旋转速度，不同主轴转速、收线电机转速的组合对应不同的绞距，通过对主轴速度和收线轮速度的控制实现对绞距的调节，省去了一般绞线机中用于调节 齿轮 减速的传动机构，节省了成本，提高了效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种绞线机控制系统，其特征在于，其包括人机交互模块、主轴控制模块、收线控制模块； |
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| 说明书全文 | 绞线机控制系统及其控制方法技术领域[0001] 本发明涉及一种绞线机控制系统及其控制方法。 背景技术[0002] 绞线机是一种广泛应用于各类软/硬导体线或电子线的绞合设备，使多根单支导体扭成一股，达到线材的工艺要求，随着生产及工艺的发展，绞线机越来越高速化，高速绞线机得到广泛的应用，一般的高速绞线机包括主轴、安装在主轴上的齿轮以及与齿轮相配合的线轮，主轴上装有储丝轮，储丝轮随主轴旋转，并将绞合好的线缆存储在储丝轮上，线轮上连接有两个或多个绞弓，单支导线分别卡在绞弓内，绞弓跟随线轮旋转，从而使绞弓上的导线绞合成一股，由主轴上储丝轮的转速和绞弓的转速来确定线缆的绞距，当齿轮、线轮直径定下来之后，高速绞线机的绞距就定了，当需要更改线缆产品的绞距时，需要通过调节齿轮与线轮的减速比来实现，当减速比较大时，齿轮的直径较大，占用了很大的空间，增加了成本，在更换齿轮的过程中浪费了时间，降低了效率，并且，通过调节齿轮减速比来调节线缆产品的绞距，这种调节方式控制精度较低，尤其在绞线机高速运转时，可能导致绞线质量达不到要求，并且，一般的绞线机不能对线缆进行实时跟踪，当绞线质量达不到要求时，仍然会继续绞线，不能进行相应的调整，从而增加了绞合线缆的不良率。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种成本低廉、能快速切换绞距的绞线机控制系统及其控制方法。 [0004] 为了实现本发明的目的，采取的技术方案是： [0007] 人机交互模块分别与所述驱动单元一和控制单元信号连接，所述检测单元一与主轴控制模块信号连接。 [0008] 人机交互模块用于输入控制参数和显示反馈信息，主轴控制模块获得信息后按照相应的要求控制主轴转动，主轴上安装有绞弓，绞弓用于带动多个单支线缆绞合成一股，检测单元一检测主轴的转动状态信息，并将检测到的信息传输到控制单元上中，控制单元中的PID控制器对获得的信息进行分析计算，并将计算的结果传输到驱动单元二中，驱动单元二控制收线电机按要求转动，收线电机和主轴转速决定了绞线机绞线时的绞距，当需要更改绞距时，只需要通过输入不同的控制参数就能实现，省去了一般绞线机的传动机构，使操作更加简单、控制更加方便，同时节省了成本。 [0009] 下面对技术方案进一步说明： [0010] 优选的是，述收线控制模块还包括用于检测线缆是否断丝的检测单元二，检测单元二与所述控制单元信号连接。检测单元二在绞线过程中检测线缆是否断丝，控制单元获得断丝信号后，控制收线轮停止收线。 [0011] 优选的是，所述收线控制模块还包括分别和所述控制单元信号连接的驱动单元三、用于检测主轴旋转运动状态的检测单元三、用于检测收线轮排线时左右极限位置的检测单元四。检测单元三与检测单元四共同作用，使绞合后的线缆紧密的排布在收线轮上。 [0013] 优选的是，所述检测单元一、检测单元三均为编码器。编码器使用广泛，价格较低。 [0014] 优选的是，所述检测单元四为接近开关。接近开关产品比较成熟，性能稳定。 [0015] 优选的是，所述绞线机控制系统还包括用于检测丝线运动量的检测单元五，检测单元五与控制单元连接。检测单元五检测丝线的绞合完成量，根据设定的参数实现绞合相应长度的线缆，绞合完成后，检测单元五将信号传给控制单元，控制单元控制相应的电机停止转动。 [0016] 优选的是。所述检测单元五为编码器。编码器使用广泛，价格较低。 [0017] 优选的是，所述绞线机控制系统还包括无线传输模块，无线传输模块包括与所述控制单元信号连接的无线传输单元一和与所述人机交互模块信号连接的无线传输单元二，无线传输模块一与无线传输模块二信号连接。收线控制模块置于所述主轴上的绞弓形成的线笼内部，通过无线传输单元一与无线传输单元二之间的信号传输实现收线控制模块与人机交互模块相连接。 [0018] 优选的是，所述无线传输模块为Zigbee无线模块。Zigbee无线模块功耗低，成本低。 [0019] 本发明还提供一种上述绞线机控制系统的控制方法，包括以下步骤： [0020] a、绞线机工作前，先通过人机交互模块设定绞线机工作参数，人机交互模块将设定的工作参数传送到主轴控制模块的驱动单元一中； [0021] b、绞线机工作时，驱动单元一按照a步骤设定的工作参数运行； [0022] c、检测单元一检测主轴的工作状态，并将检测到的信息传送到控制单元中，控制单元对获得的信息进行分析计算； [0023] d、控制单元将分析计算的结果生成相应控制信号并传输到与控制单元相连的驱动单元二中，驱动单元二驱动收线电机按要求运转。 [0024] 主轴的转速对应绞合时绞弓的旋转速度，收线电机的转速对应收线轮的旋转速度，不同主轴转速、收线电机转速的组合对应不同的绞距，通过对主轴速度和收线轮速度的控制实现对绞距的调节，省去了一般绞线机中用于调节齿轮减速的传动机构，节省了成本，提高了效率。 [0025] 优选的是，其还包括步骤： [0026] e、检测单元三检测收线轮旋转运动状态，检测单元四检测收线轮排线时左右极限位置； [0027] f、检测单元三、检测单元四将检测到的信息传送到控制单元中，控制单元对从检测单元三、检测单元四获得的信息进行分析计算， [0028] g、控制单元将分析计算的结果生成相应控制信号并传输到与控制单元相连的驱动模块三中，驱动单元三驱动排线电机按要求运转。检测单元三与检测单元四共同作用，使绞合后的线缆紧密的排布在收线轮上。 [0029] 本发明的优点是： [0030] 人机交互模块用于输入控制参数和显示反馈信息，主轴控制模块获得信息后按照相应的要求控制主轴转动，主轴上安装有绞弓，绞弓用于带动多个单支线缆绞合成一股，检测单元一检测主轴的转动状态信息，并将检测到的信息传输到控制单元上中，控制单元中的PID控制器对获得的信息进行分析计算，并将计算的结果传输到驱动单元二中，驱动单元二控制收线电机按要求转动，收线电机和主轴转速决定了绞线机绞线时的绞距，当需要更改绞距时，只需要通过输入不同的控制参数就能实现，省去了一般绞线机的传动机构，使操作更加简单、控制更加方便，同时节省了成本。附图说明 [0032] 图2是本发明绞线机控制系统中主轴控制模块的框架图。 [0033] 附图标记说明： [0034] 100.收线控制模块，101.检测单元一，102.检测单元二，103.检测单元三，1041.左接近开关，1042.右接近开关，105.检测单元五，106.控制单元，107.收线电机驱动器，108.收线电机，109.排线电机驱动器，110.排线电机，200.工业触摸屏，300.主轴控制模块，301.主轴电机，302.主轴电机驱动器，303.检测单元六，304.检测单元七，305.指示灯， 306.门控开关，401.无线传输单元一，402.无线传输单元二。 具体实施方式[0035] 下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明： [0036] 参阅图1，在本发明的实施例中，一种绞线机控制系统，其包括人机交互模块、主轴控制模块300、收线控制模块100，所述主轴控制模块300包括用于驱动主轴的驱动单元一，所述收线控制模块100包括控制单元106以及分别与控制单元106信号连接的检测单元一101、驱动单元二，人机交互模块分别与主轴控制模块300的驱动单元一和收线控制模块100的控制单元106信号连接，所述检测单元一与主轴控制模块300信号连接，人机交互模块与主轴控制模块300通过MODBUS协议连接，并通过RS485接口实现相连，所述人机交互模块为工业触摸屏200，所述驱动单元一为主轴电机驱动器，驱动单元二为收线电机驱动器 107、驱动单元三为排线电机驱动器108，收线电机驱动器107驱动控制收线电机109运转，排线电机驱动器108驱动控制排线电机110运转。 [0037] 所述收线控制模块100还包括用于检测线缆是否断丝的检测单元二102，检测单元二102与所述控制单元106连接，所述检测单元二102为接触开关。 [0038] 所述收线控制模块100还包括与所述控制单元106连接的用于检测主轴旋转运动状态的检测单元三103、用于检测收线轮排线时左右极限位置的检测单元四，所述绞线机控制系统还包括用于检测丝线运动量的检测单元五105，检测单元五105与控制单元106连接，所述检测单元一101、检测单元三103、检测单元五105均为编码器，所述检测单元四为接近开关，检测单元四包括左接近开关1041、右接近开关1042，左接近开关1041、右接近开关1042分别检测排线动作的左、右极限位置。 [0039] 绞线机控制系统还包括无线传输模块，无线传输模块包括与所述控制单元106连接的无线传输单元一401和与所述人机交互模块连接的无线传输单元二402，无线传输单元一401与无线传输单元二402之间可进行信号传输，所述无线传输模块为Zigbee无线模块。所述无线传输单元一401与无线传输单元二402之间通过MODBUS协议连接。无线传输单元一401通过RS232接口与控制单元106相连，无线传输单元二402通过RS232接口与人机交互模块相连。 [0040] 所述主轴控制模块300还包括位于绞弓形成的线笼外部的用于检测线缆是否断丝的检测模块五303、指示灯305、检测模块六304、门控开关306，所述检测模块五303为外断丝传感器、所述检测模块六304为门限位传感器，当绞弓形成的线笼外部出现断丝时，指示灯305亮起，方便用户及时的检查。 [0041] 所述收线控制模块100整体位于绞弓形成的线笼内部，并且设有收线控制模块100辅助电源，保证收线控制模块100供电稳定。 [0042] 人机交互模块用于输入控制参数和显示反馈信息，主轴控制模块300获得信息后按照相应的要求控制主轴转动，主轴上安装有绞弓，绞弓用于带动多个单支线缆绞合成一股，检测单元一101检测主轴的转动状态信息，并将检测到的信息传输到控制单元106中，控制单元106中的PID控制器对获得的信息进行分析计算，并将计算的结果传输到收线电机驱动器107中，收线电机驱动器107控制收线电机109按要求转动，收线电机109和主轴转速决定了绞线机绞线时的绞距，当需要更改绞距时，只需要通过输入不同的控制参数就能实现，省去了一般绞线机的传动机构，使操作更加简单、控制更加方便，同时节省了成本。 [0043] 本发明还提供一种上述绞线机控制系统的控制方法，包括以下步骤： [0044] a、绞线机工作前，先通过人机交互模块设定绞线机工作参数，人机交互模块将设定的工作参数传送到主轴控制模块300的驱动单元一中； [0045] b、绞线机工作时，驱动单元一按照a步骤设定的工作参数运行； [0046] c、检测单元一101检测主轴的工作状态，并将检测到的信息传送到控制单元106中，控制单元106对获得的信息进行分析计算； [0047] d、控制单元106将分析计算的结果生成相应控制信号并传输到与控制单元106相连的驱动单元二中，驱动单元二驱动收线电机按要求运转。 [0048] 其还包括步骤： [0049] e、检测单元三103检测收线轮旋转运动状态，检测单元四检测收线轮排线时左右极限位置； [0050] f、检测单元三103、检测单元四将检测到的信息传送到控制单元中，控制单元106对从检测单元三103、检测单元四获得的信息进行分析计算， [0051] g、控制单元106将分析计算的结果生成相应控制信号并传输到与控制单元106相连的驱动模块三中，驱动单元三驱动排线电机按要求运转。 [0052] 主轴的转速对应绞合时绞弓的旋转速度，收线电机109的转速对应收线轮的旋转速度，不同主轴转速、收线电机109转速的组合对应不同的绞距，通过对主轴速度和收线轮速度的控制实现对绞距的调节，省去了一般绞线机中用于调节齿轮减速的传动机构，节省了成本，提高了效率。 |
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