引言

　　玻璃鋼管具有耐腐蝕势誊、內(nèi)壁光滑叼枝、流體阻力小烫饼、對輸送介質(zhì)無二次污染保溫性能好和工程造價低等諸多優(yōu)點熬甫，使其成為傳統(tǒng)鋼管的最佳替代品胰挑，在輸油輸水 、 化工和熱電工程中得到廣泛應用罗珍。據(jù)報導洽腺，2 0 0 1 年西歐玻璃鋼管的市場需求量達到6到7萬噸，且年增長率在1 0 %以上覆旱，世界上各大知名玻璃鋼管生產(chǎn)企業(yè)紛紛加強研發(fā)力量蘸朋，極大促進了玻璃鋼管工業(yè)的發(fā)展。目前扣唱，世界各國生產(chǎn)玻璃鋼管的主要方法是纖維纏繞成型法藕坯。纏繞機是纖維纏繞成型的關(guān)鍵設(shè)備，工作時噪沙，浸漬膠粘劑的纖維紗片通過纏繞機小車上的絲嘴按設(shè)計的線型有規(guī)律地鋪敷在芯模表面上形成纏繞層炼彪，多層纏繞后形成端部帶有陰螺紋的纏繞構(gòu)件 吐根。

　　本文研制的纏繞機為臥式，芯模水平放置辐马。纏繞時拷橘，芯模繞其主軸勻速轉(zhuǎn)動，小車電機拖動小車沿芯模軸向往復運動蔚芥，帶動繞絲嘴按一定纏繞角度完成纖維在芯模上的纏繞鋪放拨臂，達到制品的技術(shù)要求。

　　模塊化開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向秤皿，本文的纏繞控制系統(tǒng)采用嵌入式多任務運動控制器實現(xiàn)主軸和小車的同步運動控制和纏繞邏輯控制基际。討論了基于P C機和COMI-LX運動控制器的開放式纏繞機數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)玻璃鋼管纏繞機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)纏繞機由帶動玻璃鋼管芯模旋轉(zhuǎn)的主軸、對芯模排布玻璃纖維的小車和樹脂以及固化劑供給系統(tǒng)等設(shè)備組成办溶。臥式纏繞機纏繞工作時袍砚，芯模繞其主軸勻速轉(zhuǎn)動，小車電機拖動小車在工作臺上沿縱向往復運動抠阴，帶動繞絲嘴按一定纏繞角度完成纖維層在芯模上的纏繞鋪放工作槐伍。小車電機在往復運行時要根據(jù)工藝要求不斷進行加減速，而且小車和主軸負載隨著纏繞膠量的變化而變化毛彼，易造成導絲頭和芯模的相對位置的變化舒疚，從而造成線型異變和紗片搭接不良异凹。纏繞機系統(tǒng)為一個慣量變化很大的非線性時變位置同步隨動控制系統(tǒng)衫凭，因此，采用基于電子齒輪的位置跟蹤控制方式以確保紗片搭接良好努释。電子齒輪模式實際上是一個多軸聯(lián)動模式 碘梢，其運動效果與兩個機械齒輪的嚙合運動類似。當前軸工作在電子齒輪模式下時伐蒂，需設(shè)定電子齒輪傳動比煞躬，當前軸將按照這個速度比值，跟隨主動軸運動逸邦。主動軸的運動模式可以是任何一種運動模式恩沛。當前軸運動位移增量等于與之相聯(lián)系的主動軸的位移增量乘以電子齒輪傳動比。

　　該纏繞機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如圖 I 所示缕减。上位機采用臺灣研華 1 P C 6 1 0 機箱和 P c A一6 1 7 9主板雷客， 它與韓國COMIZOA公司的M COMI-LX 運動控制器通過 R S一 2 3 2 串口實現(xiàn)通訊， 形成一個功能強大的開放式運動控制系統(tǒng)桥狡。工業(yè) P C機負責人機界面管理搅裙、運動狀態(tài)顯示、遠程監(jiān)控和工藝文件存儲等功能裹芝，運動控制器負責實時運動控制和邏輯控制部逮，該結(jié)構(gòu)支持軟件升級和功能擴展，具有上、下兩級的開放性讲幌。

　　纏繞機主軸電機是 7.5 k W 的三相交流伺服異步電動機油后， 用博瑋BWS伺服驅(qū)動器驅(qū)動。對于主軸電機的速度仙涡，本系統(tǒng)采用了抗負載變化能力較大的閉環(huán)控制方式跑放。運動控制器軸 3 接口的模擬量輸出作為伺服驅(qū)動器速度控制輸入信號， 在運動控制器開環(huán)控制狀態(tài)下設(shè)置模擬量電壓輸出值實現(xiàn)變頻器速度控制余源。安裝于變速箱輸入軸上的一C WZ 1 X旋轉(zhuǎn)編碼器完成主軸轉(zhuǎn)角和速度的檢測慈肯。伺服驅(qū)動器采用帶 P G矢量控制方式， P G—X 2速度卡把編碼器采樣的信號一路作為伺服驅(qū)動器輸入實現(xiàn)速度閉環(huán)控制天枣，一路作為速度和位置信號輸入到控制器的編碼器接口4 遭歉，實現(xiàn)了由一個編碼器完成速度閉環(huán)控制和主軸轉(zhuǎn)角位置采樣的功能。小車采用博瑋BWS伺服電機完成精確定位袖指，它沿玻璃鋼管軸向往復運動肪援，按照纏繞規(guī)律以一定的響應速度和精度跟蹤主軸運動。軸 0接口工作于伺服模式熟什，完成小車伺服電機的閉環(huán)控制堕义。主軸編碼器反饋接到 MC 2 0 6軸4接口，作為參考編碼器的輸入軸脆栋，為小車同步運動提供一個編碼器輸入倦卖。

引言

　　玻璃鋼管具有耐腐蝕、內(nèi)壁光滑椿争、流體阻力小怕膛、對輸送介質(zhì)無二次污染保溫性能好和工程造價低等諸多優(yōu)點，使其成為傳統(tǒng)鋼管的最佳替代品秦踪，在輸油輸水 褐捻、 化工和熱電工程中得到廣泛應用。據(jù)報導椅邓，2 0 0 1 年西歐玻璃鋼管的市場需求量達到6到7萬噸柠逞，且年增長率在1 0 %以上，世界上各大知名玻璃鋼管生產(chǎn)企業(yè)紛紛加強研發(fā)力量景馁，極大促進了玻璃鋼管工業(yè)的發(fā)展板壮。目前，世界各國生產(chǎn)玻璃鋼管的主要方法是纖維纏繞成型法裁僧。纏繞機是纖維纏繞成型的關(guān)鍵設(shè)備短琴，工作時，浸漬膠粘劑的纖維紗片通過纏繞機小車上的絲嘴按設(shè)計的線型有規(guī)律地鋪敷在芯模表面上形成纏繞層智榆，多層纏繞后形成端部帶有陰螺紋的纏繞構(gòu)件 膏般。

　　本文研制的纏繞機為臥式儿趋，芯模水平放置。纏繞時娜珍，芯模繞其主軸勻速轉(zhuǎn)動蛔乖，小車電機拖動小車沿芯模軸向往復運動，帶動繞絲嘴按一定纏繞角度完成纖維在芯模上的纏繞鋪放踏拓，達到制品的技術(shù)要求赃剂。

　　模塊化開放式數(shù)控系統(tǒng)已成為當今數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向，本文的纏繞控制系統(tǒng)采用嵌入式多任務運動控制器實現(xiàn)主軸和小車的同步運動控制和纏繞邏輯控制韩烹。討論了基于P C機和COMI-LX運動控制器的開放式纏繞機數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)玻璃鋼管纏繞機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)纏繞機由帶動玻璃鋼管芯模旋轉(zhuǎn)的主軸淑停、對芯模排布玻璃纖維的小車和樹脂以及固化劑供給系統(tǒng)等設(shè)備組成。臥式纏繞機纏繞工作時酿势，芯模繞其主軸勻速轉(zhuǎn)動锰抡，小車電機拖動小車在工作臺上沿縱向往復運動，帶動繞絲嘴按一定纏繞角度完成纖維層在芯模上的纏繞鋪放工作互艾。小車電機在往復運行時要根據(jù)工藝要求不斷進行加減速试和，而且小車和主軸負載隨著纏繞膠量的變化而變化，易造成導絲頭和芯模的相對位置的變化纫普，從而造成線型異變和紗片搭接不良阅悍。纏繞機系統(tǒng)為一個慣量變化很大的非線性時變位置同步隨動控制系統(tǒng)，因此昨稼，采用基于電子齒輪的位置跟蹤控制方式以確保紗片搭接良好节视。電子齒輪模式實際上是一個多軸聯(lián)動模式 ，其運動效果與兩個機械齒輪的嚙合運動類似悦昵。當前軸工作在電子齒輪模式下時肴茄，需設(shè)定電子齒輪傳動比晌畅，當前軸將按照這個速度比值但指，跟隨主動軸運動。主動軸的運動模式可以是任何一種運動模式抗楔。當前軸運動位移增量等于與之相聯(lián)系的主動軸的位移增量乘以電子齒輪傳動比棋凳。

　　該纏繞機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　如圖 I 所示。上位機采用臺灣研華 1 P C 6 1 0 機箱和 P c A一6 1 7 9主板连躏， 它與韓國COMIZOA公司的M COMI-LX 運動控制器通過 R S一 2 3 2 串口實現(xiàn)通訊朵椿， 形成一個功能強大的開放式運動控制系統(tǒng)。工業(yè) P C機負責人機界面管理怠义、運動狀態(tài)顯示俭宁、遠程監(jiān)控和工藝文件存儲等功能，運動控制器負責實時運動控制和邏輯控制陷母，該結(jié)構(gòu)支持軟件升級和功能擴展贷营，具有上怯录、下兩級的開放性。

　　纏繞機主軸電機是 7.5 k W 的三相交流伺服異步電動機诬粗， 用博瑋BWS伺服驅(qū)動器驅(qū)動牡呀。對于主軸電機的速度，本系統(tǒng)采用了抗負載變化能力較大的閉環(huán)控制方式扯凫。運動控制器軸 3 接口的模擬量輸出作為伺服驅(qū)動器速度控制輸入信號轧黑， 在運動控制器開環(huán)控制狀態(tài)下設(shè)置模擬量電壓輸出值實現(xiàn)變頻器速度控制。安裝于變速箱輸入軸上的一C WZ 1 X旋轉(zhuǎn)編碼器完成主軸轉(zhuǎn)角和速度的檢測售拼。伺服驅(qū)動器采用帶 P G矢量控制方式且昭， P G—X 2速度卡把編碼器采樣的信號一路作為伺服驅(qū)動器輸入實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，一路作為速度和位置信號輸入到控制器的編碼器接口4 贱鼻，實現(xiàn)了由一個編碼器完成速度閉環(huán)控制和主軸轉(zhuǎn)角位置采樣的功能囱皿。小車采用博瑋BWS伺服電機完成精確定位，它沿玻璃鋼管軸向往復運動忱嘹，按照纏繞規(guī)律以一定的響應速度和精度跟蹤主軸運動嘱腥。軸 0接口工作于伺服模式，完成小車伺服電機的閉環(huán)控制拘悦。主軸編碼器反饋接到 MC 2 0 6軸4接口齿兔，作為參考編碼器的輸入軸，為小車同步運動提供一個編碼器輸入础米。

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