[发明专利]一种自动光纤环绕制机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤陀螺等光纤传感器中光纤环的绕制，具体地指一种自动光纤环绕制机控制系统。

背景技术

光纤陀螺仪是利用光纤传感技术测量空间惯性转动率的一种新型传感器，它广泛应用于飞机、船舶、导弹等各种载体，成为各种运动载体自动控制、制导和导航系统中测定角速度、角加速度、姿态、方位的重要元件。光纤陀螺与通常使用的机械陀螺和激光陀螺相比，具有结构紧凑、灵敏度高、工作可靠等优点，目前在很多领域已完全取代了机械陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。

光纤陀螺的应用前景十分广阔，它不仅用于飞机、船舶的导航，导弹制导，宇宙飞船的高精度位置控制，而且在民用上可应用于高级轿车的导向，以及机器人和自动化控制系统中等等。

光纤环作为传感单元是光纤陀螺的核心，对它的基本要求是消光比要大、互易性要好。光纤环绕制质量的好坏，直接影响光纤陀螺的性能和精度。目前，光纤环的绕制方法有多种，其中四极对称绕法效果最佳，是国际通用的一种方法。但由于各种原因，目前光纤环的四极对称法绕制都是采用人工绕制或者半自动加大量人工干预的方式，生产效率低、性能一致性差、质量无法保证，故光纤环的绕制亟需一种可以实现全自动化四极对称法绕制的控制系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种自动光纤环绕制机控制系统，能够实现光纤环绕制机的全自动控制，绕制过程中无需人工干预，且排纤精密、绕制效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种自动光纤环绕制机控制系统，包括绕环机构、驱动机构和主控制器；所述绕环机构包括由收纤轴左段和收纤轴右段构成的收纤轴，以及与收纤轴同轴且两两相对设置的左放纤轴和右放纤轴、左旋转轴和右旋转轴；左放纤轴和左旋转轴套装在收纤轴左段上，收纤轴左段设置于左滑动机构上，用于收纤轴左段的轴向移动；右放纤轴和右旋转轴套装在收纤轴右段上，收纤轴右段设置于右滑动机构上，用于收纤轴右段的轴向移动；所述驱动机构包括左、右放纤电机M1、M2，分别用于驱动左放纤轴和右放纤轴，左、右旋转电机M3、M4，分别用于驱动左旋转轴和右旋转轴，左、右滑动电机M5、M6，分别用于驱动左滑动机构和右滑动机构，以及收纤电机M7，用于驱动收纤轴；所述主控制器分别与各电机M1~M7的伺服驱动器S1~S7连接，用于控制各电机M1~M7的协同动作。

上述技术方案中，所述左旋转轴和右旋转轴上分别设有张力传感器T1和T2，张力传感器T1和T2的信号输出端分别与所述主控制器连接。

上述技术方案中，所述主控制器为PLC主控单元。

上述技术方案中，所述左滑动机构由螺纹配合的左丝杆和左滑块构成，收纤轴左段设置于左滑块上，左滑动电机M5的输出端与左丝杆连接；所述右滑动机构由螺纹配合的右丝杆和右滑块构成，收纤轴右段设置于右滑块上，右滑动电机M6的输出端与右丝杆连接。

上述技术方案中，所述主控制器还连有人机交互装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：左、右放纤轴分设于左、右收纤轴上且卧式布置，并分别由单独的电机驱动实现正/反转，可保证光纤环绕制过程中放纤轴和收纤轴良好的同轴度，且机械振动不会影响收纤轴的排纤精密度；左、右旋转轴也分设于左、右收纤轴上且卧式布置，并分别由单独的电机驱动，可实现放纤轴与旋转轴的同步或异步转动控制；主控制器采集收纤轴伺服电机的高速脉冲来实时控制左右滑动机构移动的速度，并结合绕制光纤的直径控制左右滑动机构的位移，从而真正实现了精密排纤；利用伺服电机反馈的脉冲数来实现精确计数，例如，若收纤轴伺服电机每转一圈向主控制器反馈回4000个脉冲，即检测到4000个脉冲时，主控制器的匝数计数值自动加1匝，由于一圈为360°，则计数分辨率为360°/4000=0.09°，计数误差仅为1/4000=0.025%。

附图说明

图1为本发明一个实施例中绕环机构的结构示意图。

图2为图1实施例中电气控制部分的框图。

图中：1—左放纤轴（其中：1.1—放纤环装夹机构），2—右放纤轴（其中：2.1—放纤环装夹机构），3—左旋转轴（其中：3.1—左旋转支架、3.2—左导纤轮），4—右旋转轴（其中：4.1—右旋转支架、4.2—右导纤轮），5—左滑动机构（其中：5.1—左丝杆、5.2—左滑块），6—右滑动机构（其中：6.1—右丝杆、6.2—右滑块），7—收纤轴（其中：7.1—收纤轴左段、7.2—收纤轴右段），8—收纤盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细描述。