一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供的一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)包括PLC控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、傳動(dòng)部分、收絲機(jī)切割裝置、長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置和傳感器；其中的長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通信線與傳感器相連，傳感器通過(guò)通信線與PLC控制器相連接，PLC控制器通過(guò)通信線與伺服驅(qū)動(dòng)器連接，伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)通信線與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)與傳動(dòng)部分相連；傳動(dòng)部分與收絲機(jī)切割裝置相連。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于本系統(tǒng)通過(guò)PLC控制器來(lái)控制收絲機(jī)切割裝置的動(dòng)作，精確控制收絲切割長(zhǎng)度，保證每輥纖維長(zhǎng)度的一致性，保障了產(chǎn)品的合格率，避免了浪費(fèi)，減少了生產(chǎn)的成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碳纖維的成套制造設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]碳纖維(Carbon Fibre)是纖維狀的碳材料，及其化學(xué)組成中碳元素占總質(zhì)量的90%以上。碳纖維及其復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度，高比模量，耐高溫，耐腐蝕，耐疲勞，抗蠕變，導(dǎo)電，傳熱，和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能，它們既可以作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可以作為功能材料發(fā)揮作用。碳纖維產(chǎn)品以其優(yōu)異的特殊性能已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防事業(yè)的重要戰(zhàn)略物資，美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家極為重視并大力發(fā)展，但由于我國(guó)碳纖維原絲質(zhì)量不過(guò)關(guān)一直影響碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量，美、日等國(guó)家又嚴(yán)格限制對(duì)我國(guó)出口碳纖維，從而極大制約了我國(guó)軍事及航天事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也限制了相關(guān)民用領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)。為打破制約我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵裝備及其相關(guān)配套技術(shù)，提高我國(guó)碳纖維產(chǎn)業(yè)的整體研發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)水平具有重要戰(zhàn)略意義。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前只有粘膠(纖維素)基纖維、瀝青纖維和聚丙烯腈(PAN)纖維三種原料制備碳纖維工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。聚丙烯腈(PAN)基碳纖維的炭化收率比粘膠纖維高，可達(dá)45%以上，而且因?yàn)樯a(chǎn)流程，溶劑回收，三廢處理等方面都比粘膠纖維簡(jiǎn)單，成本低，原料來(lái)源豐富，加上聚丙烯腈基碳纖維的力學(xué)性能，尤其是抗拉強(qiáng)度，抗拉模量等為三種碳纖維之首。所以是目前應(yīng)用領(lǐng)域最廣，產(chǎn)量也最大的一種碳纖維。PAN基碳纖維生產(chǎn)的流程圖如附圖1所示，可見(jiàn)其中的收絲設(shè)備是在整體工藝中是其不可或缺的部分。
[0003]我公司已經(jīng)研發(fā)成功的傳統(tǒng)的碳纖維收絲設(shè)備，其中的如專(zhuān)利號(hào)為201320653412.6的“一種碳纖維收絲機(jī)用切割裝置”，該裝置沒(méi)有設(shè)置關(guān)于切割時(shí)機(jī)的控制系統(tǒng)，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，人工操作切割時(shí)導(dǎo)致每輥纖維長(zhǎng)度不一致，在使用時(shí)，只能取一組輥中最短的作為標(biāo)準(zhǔn)，那么其他較長(zhǎng)的輥所剩下的纖維就只能作為廢料，造成一定的浪費(fèi)，也造成成本的增加，如何保證每輥纖維長(zhǎng)度的一致性是本領(lǐng)域所要解決的重要技術(shù)問(wèn)題之一。因此，在原機(jī)型的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)，開(kāi)發(fā)一種新的控制系統(tǒng)解決上述技術(shù)問(wèn)題在本領(lǐng)域內(nèi)具有重大的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，通過(guò)采用PLC控制系統(tǒng)，以保障每輥纖維長(zhǎng)度精確一致，減少浪費(fèi)；為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，采用如下技術(shù)方案，該系統(tǒng)包括:
[0005]PLC控制器，用來(lái)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)運(yùn)動(dòng)指令；
[0006]伺服驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)接收PLC控制器的命令后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；
[0007]伺服電機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)部分完成收絲機(jī)的切割動(dòng)作的控制；
[0008]傳動(dòng)部分，用于傳遞動(dòng)力至收絲機(jī)切割裝置；
[0009]收絲機(jī)切割裝置，根據(jù)指令按時(shí)完成切割動(dòng)作；
[0010]長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置，用于在線測(cè)量碳纖維絲的長(zhǎng)度；
[0011]傳感器，用于傳遞長(zhǎng)度信號(hào)給PLC控制器，調(diào)節(jié)發(fā)給伺服驅(qū)動(dòng)器的命令；
[0012]其中的長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通信線與傳感器相連，傳感器通過(guò)通信線與PLC控制器相連接，PLC控制器通過(guò)通信線與伺服驅(qū)動(dòng)器連接，伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)通信線與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)與傳動(dòng)部分相連；傳動(dòng)部分與收絲機(jī)切割裝置相連；
[0013]對(duì)于本技術(shù)方案的進(jìn)一步的改進(jìn)，所述長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置是通過(guò)測(cè)定收絲主輥的轉(zhuǎn)速和時(shí)間來(lái)計(jì)算收絲長(zhǎng)度的；
[0014]對(duì)于本技術(shù)方案的進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的PLC控制器上設(shè)有啟動(dòng)按鈕以及停止按鈕，手動(dòng)控制收絲機(jī)切割裝置的啟動(dòng)和停止。
[0015]本發(fā)明的設(shè)備的工作原理主要在于:要保證長(zhǎng)度的一致性好，首先要確保測(cè)量的精準(zhǔn)度，如何保障測(cè)量的精準(zhǔn)度，就要靠PLC的軟件來(lái)進(jìn)行保證，其次要確保每一次剪斷的地方一致，這就要求在長(zhǎng)度到達(dá)時(shí)要給的信號(hào)的一致性要好，可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)解決。
[0016]控制過(guò)程在于:PLC作為控制單元，通過(guò)傳感器接收到長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置的信號(hào)，當(dāng)碳纖維絲的長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，PLC控制器再給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)運(yùn)動(dòng)指令，伺服驅(qū)動(dòng)器收到命令后發(fā)送給伺服電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)部分控制收絲機(jī)切割裝置實(shí)現(xiàn)收絲切割動(dòng)作，從而保證了每輥收絲的長(zhǎng)度精確一致。
[0017]由以上本發(fā)明的實(shí)施方案可知，本發(fā)明所提出的碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0018]通過(guò)PLC控制器來(lái)控制收絲機(jī)切割裝置的動(dòng)作，精確控制收絲切割長(zhǎng)度，保證每輥纖維長(zhǎng)度的一致性，保障了產(chǎn)品的合格率，避免了浪費(fèi)，減少了生產(chǎn)的成本。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為碳纖維的生產(chǎn)流程示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其中:
[0021]101-長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置；102-收絲機(jī)切割裝置；103_傳動(dòng)部分；104_伺服電機(jī)；105-伺服驅(qū)動(dòng)器；106-PLC控制器；107_傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了更好地了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說(shuō)明如下:
[0023]如圖2所示，本發(fā)明提出的一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，采用如下技術(shù)方案，該系統(tǒng)包括:
[0024]PLC控制器106，用來(lái)給伺服驅(qū)動(dòng)器105發(fā)運(yùn)動(dòng)指令；
[0025]伺服驅(qū)動(dòng)器105，用來(lái)接收PLC控制器106的命令后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)104 ；
[0026]伺服電機(jī)104，通過(guò)傳動(dòng)部分103完成收絲機(jī)的切割動(dòng)作的控制；
[0027]傳動(dòng)部分103，用于傳遞動(dòng)力至收絲機(jī)切割裝置102 ;
[0028]收絲機(jī)切割裝置102，根據(jù)指令按時(shí)完成切割動(dòng)作；
[0029]長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置101，用于在線測(cè)量碳纖維絲的長(zhǎng)度；
[0030]傳感器107，用于傳遞長(zhǎng)度信號(hào)給PLC控制器106，調(diào)節(jié)發(fā)給伺服驅(qū)動(dòng)器105的命令；
[0031]其中的長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置101通過(guò)通信線與傳感器107相連，傳感器107通過(guò)通信線與PLC控制器106相連接，PLC控制器106通過(guò)通信線與伺服驅(qū)動(dòng)器105連接，伺服驅(qū)動(dòng)器105通過(guò)通信線與伺服電機(jī)104連接，伺服電機(jī)104與傳動(dòng)部分103相連；傳動(dòng)部分103與收絲機(jī)切割裝置102相連；
[0032]其中的長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置101是通過(guò)測(cè)定收絲主輥的轉(zhuǎn)速和時(shí)間來(lái)計(jì)算收絲長(zhǎng)度的。
[0033]本發(fā)明的設(shè)備的工作原理主要在于:要保證長(zhǎng)度的一致性好，首先要確保測(cè)量的精準(zhǔn)度，如何保障測(cè)量的精準(zhǔn)度，就要靠PLC的軟件來(lái)進(jìn)行保證，其次要確保每一次剪斷的地方一致，這就要求在長(zhǎng)度到達(dá)時(shí)要給的信號(hào)的一致性要好，這個(gè)可以通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)解決。
[0034]控制過(guò)程如下:PLC控制器106作為控制單元，通過(guò)傳感器107接收到長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置101的信號(hào)，再給伺服驅(qū)動(dòng)器105發(fā)運(yùn)動(dòng)指令，伺服驅(qū)動(dòng)器105收到命令后發(fā)送給伺服電機(jī)104，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)部分103控制收絲機(jī)切割裝置102實(shí)現(xiàn)收絲切割動(dòng)作；
[0035]在本發(fā)明的實(shí)施例中，傳動(dòng)部分103連接的收絲機(jī)切割裝置102，從而達(dá)到控制收絲機(jī)對(duì)碳纖維絲切割的目的；當(dāng)然，傳動(dòng)部分103也可以將指令傳遞到收絲機(jī)的其他任何機(jī)械部分，通過(guò)PLC的編程，可以完成收絲機(jī)的各項(xiàng)動(dòng)作。
[0036]綜上所述，本發(fā)明提供的碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)的技術(shù)方案，能夠有效控制收絲機(jī)在收絲過(guò)程中的收絲的切割長(zhǎng)度，保持其每輥收絲的長(zhǎng)度一致，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了浪費(fèi)，提高了其設(shè)備的工作質(zhì)量和效率。
[0037]本發(fā)明以實(shí)施例的方式揭露如上，不以任何形式對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限制和限定，本發(fā)明的范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)，一切不超出本發(fā)明宗旨的顯而易見(jiàn)的修改、變換和替代方案均在本發(fā)明范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括: PLC控制器，用來(lái)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)運(yùn)動(dòng)指令； 伺服驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)接收PLC控制器的命令后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)； 伺服電機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)部分完成收絲機(jī)的切割動(dòng)作的控制； 傳動(dòng)部分，用于傳遞動(dòng)力至收絲機(jī)切割裝置； 收絲機(jī)切割裝置，根據(jù)指令按時(shí)完成切割動(dòng)作； 長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置，用于在線測(cè)量碳纖維絲的長(zhǎng)度； 傳感器，用于傳遞長(zhǎng)度信號(hào)給PLC控制器，調(diào)節(jié)發(fā)給伺服驅(qū)動(dòng)器的命令； 其中的長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)通信線與傳感器相連，傳感器通過(guò)通信線與PLC控制器相連接，PLC控制器通過(guò)通信線與伺服驅(qū)動(dòng)器連接，伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)通信線與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)與傳動(dòng)部分相連；傳動(dòng)部分與收絲機(jī)切割裝置相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述長(zhǎng)度監(jiān)測(cè)裝置是通過(guò)測(cè)定收絲主輥的轉(zhuǎn)速和時(shí)間來(lái)計(jì)算收絲長(zhǎng)度的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳纖維收絲機(jī)切割裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC控制器上設(shè)有啟動(dòng)按鈕以及停止按鈕，手動(dòng)控制收絲機(jī)切割裝置的啟動(dòng)和停止。
【文檔編號(hào)】G05B19/18GK104483894SQ201410610568
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】祝龍?jiān)? 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江奧立特機(jī)械制造有限公司