[发明专利]脆性纤维自动平铺装置

摘要

本发明公开了一种脆性纤维自动平铺装置，由退绕纤维速度控制步进电机、X轴步进电机、退绕纤维、纤维托盘、二维平面运动平台、2个伺服电机、X轴图像摄像头、Y轴图像摄像头、图像采集与处理模块、PLC控制器、二维插补模块、2个步进电机驱动器、2个伺服电机驱动器、触摸屏组成。本发明结构紧凑且简单、自动化程度高、测控系统结构合理且智能化程度高。

主权项

一种脆性纤维自动平铺装置，其特征是：包括二维平面运动平台，二维平面运动平台上设置纤维托盘，二维平面运动平台分别由二个伺服电机驱动进行X轴、Y轴运动，二个伺服电机分别与一个伺服电机驱动模块连接，伺服电机驱动模块通过二维插补模块与PLC控制器连接，PLC控制器接有触摸屏；另用分别对二维平面运动平台的X轴运动、Y轴运动进行摄像的X轴摄像头、Y轴摄像头，X轴摄像头、Y轴摄像头与图像检测与处理模块连接，图像检测与处理模块与PLC控制器连接；另有将退绕纤维放置到纤维托盘上的定点纤维退绕传动机构，定点纤维退绕传动机构由X轴步进电机驱动进行X轴运动的X轴运动平台，X轴运动平台上装退绕纤维转动机构，退绕纤维转动机构由退绕纤维速度控制步进电机驱动；定点纤维退绕传动机构的X轴步进电机、退绕纤维速度控制步进电机分别与一个步进电机驱动模块连接，步进电机驱动模块与PLC控制器连接；PLC控制退绕纤维步进电机的速度，退绕纤维的线速度与二维平面运动平台插补线速度一致，以确保纤维在托盘上平铺形状；二维平面运动平台插补轨迹，由PLC计算及插补程序通过二维插补模块经2个伺服电机驱动模块，通过2个伺服电机的运动实现；X轴图像摄像头及图像检测与处理模块，实时检测并计算退绕纤维与基准位置的偏差，图像检测与处理模块把退绕纤维与基准位置的偏差值通过RS232通信方式发送给PLC，PLC控制X轴步进电机进给工作，以缩小退绕纤维与基准位置的偏差，X轴步进电机属间隙工作模式；PLC直接控制2个步进电机驱动模块，驱动步进电机工作；Y轴图像摄像头及图像检测与处理模块，实时检测并计算纤维正常、反绕、断纤三种退绕悬挂状态，一旦发现反绕或断纤，图像检测与处理模块把退绕悬挂状态信息通过RS232通信方式发送给PLC，PLC控制退绕纤维步进电机及二维平面运动平台停止工作，PLC保存二维平面运动平台的工作位置，以便再次工作时，纤维平面平铺形状的延续；触摸屏作为人工操作界面，用于速度参数、平铺纤维曲率半径参数的设置，人工操作及调节纤维退绕悬挂位置、记录平铺纤维的长度、记录平铺纤维的断纤次数；断纤后再次工作，首先是人工操作及调节纤维退绕悬挂位置，退绕纤维悬挂位置必须位于二维平面运动平台的设定初始点；启动工作后，PLC首先控制二维平面运动平台运动到先前保存的断纤位置，然后控制退绕纤维步进电机及二维平面运动平台同时工作；X轴步进电机及二个伺服电机的平台机构都设有限位开关，同时作为起点位置。