專利名稱：基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多線切割機、紡織機等繞巻系統(tǒng)的排線控制系統(tǒng)，具體是 一種基于基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在繞巻系統(tǒng)運行過程中，放線輪上的線會逐漸過渡到收線輪，因此需要設(shè) 計一個排線滑輪，將來自放線輪的線均勻地繞到收線輪上。排線滑輪的作用是
保證收線輪收線均勻，其示意圖如圖4所示，排線電機通過滾珠絲桿驅(qū)動排線 滑輪在放線輪上方往復運動，將線均勻地排到收線工字輪上。
現(xiàn)有技術(shù)中，采用接近傳感器作為工字輪內(nèi)側(cè)限位開關(guān)來控制排線結(jié)構(gòu)如 圖1所示，由于接近傳感器精度的限制會導致收線工字輪的兩端位置排線不均， 且一旦安裝了傳感器，當由于熱漲冷縮等因素導致滾珠絲桿、放線輪及兩者間 的相對位置等機械參數(shù)發(fā)生變化時，排線滑輪將不能正常工作。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對圖2所示的傳統(tǒng)的排線控制系統(tǒng)中 存在的不足，提出基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)，能夠不使用接近傳感器限位， 并能提高控制精度，運行可靠，且排線均勻平整。
為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是所述基于伺服電機的排 線控制系統(tǒng)，包括連接在收線工字輪上的收線電機和連接在排線滑輪上的排線 電機，且所述收線電機、排線電機分別連接有測速傳感器，所述測速傳感器分 別接入收線電機驅(qū)動器和排線電機驅(qū)動器，上述驅(qū)動器均通過現(xiàn)場總線與運動
控制器雙向連接。
上述收線電機連接的測速傳感器為增量型光電編碼器，排線電機連接的測 速傳感器采用的是絕對值光電編碼器。 本實用新型的工作原理如下
連接在收線工字輪、排線滑輪上的收線，排線電機均采用交流伺服電機， 用絕對值光電編碼器測量排線電機的速度和位置信息；用增量型光電編碼器測 量收線電機的速度。
工作時，首先以排線電機上的絕對值光電編碼器原點為坐標系原點，以排 線電機相對原點的偏轉(zhuǎn)角度(由絕對值編碼器測量)為自變量，建立排線電機 的位置坐標系，根據(jù)收線工字輪的內(nèi)緣兩端的位置，設(shè)定排線滑輪位置移動區(qū) 間，并通過絕對值光電編碼器將排線電機的速度和位置信息實時向運動控制器 反饋，運動控制器再根據(jù)排線電機反饋的速度和位置信息和收線電機上增量型 光電編碼器反饋的角速度，計算下一個采樣周期排線電機的指令速度。
本實用新型所述基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的由接近開關(guān)和變頻 電機構(gòu)成的排線控制系統(tǒng)相比，運用伺服電機實現(xiàn)排線器功能具有以下優(yōu)點
① 用伺服電機自帶的絕對值編碼器記錄排線器位置信息，在控制器中建立坐標 系，實現(xiàn)了工字輪內(nèi)緣兩側(cè)的限位功能，從而取代了接近開關(guān)，降低了系統(tǒng) 成本；
② 極大地提高了控制精度，接近開關(guān)的誤差一般是毫米級，而本實用新型中排 線伺服系統(tǒng)的誤差微米級，所以后者在工字輪內(nèi)緣兩側(cè)的排線性能遠遠優(yōu)于
前者；
③ 接近開關(guān)在固定后位置變更很不方便，且一旦出現(xiàn)故障就會損壞機械裝置； 而基于控制器實現(xiàn)的排線限位控制則能任意設(shè)定限位位置，且運行可靠；
④速度跟蹤控制采用的是先進的無軸傳動技術(shù)，速度控制精度高，排線均勻平
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述

圖1為傳統(tǒng)的排線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型所述排線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖3為本實用新型所述排線控制系統(tǒng)的原理框圖4為排線滑輪與收線電機關(guān)系示意在圖中
l-收線電機 2-排線電機
3-增量型光電編碼器4-絕對值光電編碼器 5 -收線工字輪 6 -排線滑輪
7-滾珠絲桿 8-收線工字輪內(nèi)側(cè)位置9-收線工字輪外側(cè)位置
10-安裝板 11-排線電機驅(qū)動器 12-現(xiàn)場總線 13-運動控制器 14 一收線電機驅(qū)動器15—現(xiàn)場總線接口 16-變頻電機17 —工字輪內(nèi)側(cè)限位接近開關(guān) 18—工字輪內(nèi)側(cè)限位接近開關(guān)外 19一傳動皮帶
具體實施方式
為了保證排線精度，本實施例中所述基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)中，運 動控制器13選用YASKAWA公司的MP2300運動控制器，收線電機1和排線電機 2選用YASKAWA公司的EIII型伺服驅(qū)動器和i: II型伺服電機。如圖2，其機械結(jié) 構(gòu)包括收線電機l，排線電機2，且均采用交流伺服電機，并且測速傳感器選用 17位增量型光電編碼器3，用來測量收線電機的速度，排線電機2上的測速傳
感器選用17位的絕對值光電編碼器4實時反饋排線電機的速度和位置信息。如 圖3所示，伺服驅(qū)動器中的排線電機驅(qū)動器11和收線電機驅(qū)動器12與運動控 制器13之間通過現(xiàn)場總線進行數(shù)字通信，傳輸控制信號并反饋速度、位置信息 和故障信息。
工作時，首先建立排線電機2的坐標系，確定收線工字輪5的內(nèi)緣兩端的 位置(即排線區(qū)間)，排線電機驅(qū)動器11實時向運動控制器13反饋排線電機2 的速度和位置信息，運動控制器13再根據(jù)收線電機1的反饋角速度，計算下一 個采樣周期出排線電機2的指令速度。
其運算過程如下
為了保證排線均勻，當收線電機l每轉(zhuǎn)一圈時，排線滑輪6的必須運行一 個匝距的路程，如圖4所示，設(shè)排線匝距為;i，則排線滑輪6的線速度v大小與 收線電機l的角速度w之比為
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即
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f+l 排線正向運動
上式中《=丄為比例常數(shù)，鄉(xiāng)為運動方向系數(shù)，滿足: 2;r
觀=<[_1 排線負向運動 (3)
(2)式表明排線電機2的速度的大小跟隨收線電機的角速度。 為了防止切割線排成不均勻情況，切割機每次斷電重起時，需按照上次停 止時的運動方向運行，所以在運行過程中判決排線電機的運動方向，并將方向
標志位寫入FLASH,保證掉電時記錄的信息不丟失，下次重起時以此標志位來 決定"g的值。
為了提高機械系統(tǒng)設(shè)計的靈活性，對收線工字輪5的內(nèi)緣寬度不做限制； 因此，排線滑—輪6的左右兩側(cè)臨界點位置可變。利用電機的絕對值光電編碼器 4測量兩側(cè)臨界點對應的坐標位置，通過人機界面輸入確認，并將結(jié)果保存到
FLASH里，系統(tǒng)將此臨界值與排線電機2的位置進行比較，判決比較結(jié)果來控
制^g的值。
采用上述實施例所述排線控制系統(tǒng)，工字輪內(nèi)緣兩側(cè)的排線較為平整，測
試結(jié)果表明整個收線輪柱面整版厚度差及表面粗糙度都較小。可見這種排線 方法能顯著提高排線效果。
權(quán)利要求1、一種基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)，包括連接在收線工字輪上的收線電機，其特征在于，還包括連接在排線滑輪上的排線電機，且所述收線電機、排線電機分別連接有測速傳感器，所述測速傳感器分別接入收線電機驅(qū)動器和排線電機驅(qū)動器，上述驅(qū)動器均通過現(xiàn)場總線與運動控制器雙向連接。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 收線電機連接的測速傳感器為增量型光電編碼器，排線電機連接的測速傳感器 為絕對值光電編碼器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于伺服電機的排線控制系統(tǒng)，包括分別連接在收線工字輪、排線滑輪上的收線電機和排線電機，所述收線電機、排線電機分別連接有測速傳感器，且所述測速傳感器分別接入收線電機和排線電機的驅(qū)動器，上述驅(qū)動器均通過現(xiàn)場總線與運動控制器雙向連接。本實用新型用測速傳感器和伺服電機來代替接近開關(guān)和變頻電機，極大地提高了控制精度；且能任意設(shè)定限位位置，運行可靠；另外，速度跟蹤控制采用的是先進的無軸傳動技術(shù)，速度控制精度高且排線均勻平整。
文檔編號B65H54/02GK201190051SQ200820052558
公開日2009年2月4日 申請日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者張義兵, 戴瑜興, 楊宇紅, 睿 湯, 近 蔣 申請人:湖南宇晶機器實業(yè)有限公司