一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在非圆形绕线系统中等线速绕线控制系统及其控制方法，属于工业控制技术领域，本发明专利技术在对非圆形光纤盘进行绕线时，非圆形光纤盘轮廓和表面分别会带动两个反射镜偏转进而导致CCD传感器上的两个光斑也发生偏移，通过微处理器对CCD传感器输出的电信号进行处理得到非圆形光纤盘的实时参数如各点线速度、所绕光纤层数、光纤盘偏转角度等，再利用微处理器对步进电机的驱动频率进行实时调控，从而以光学测量结合电子测控的方式对非圆形光纤盘的线速度进行控制，达到了非圆形光纤盘等线速绕线的目的。将该技术应用于光纤绕线机可实现非圆形光纤盘等线速度运动，进而实现了非圆形光纤盘上绕制的光纤分布均匀、张力恒定。

A control system and its control method of medium wire speed winding in non-circular winding system

【技术实现步骤摘要】
一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统及其控制方法
本专利技术属于工业控制
，具体涉及一种在非圆形绕线系统中等线速绕线控制系统及其控制方法。
技术介绍
绕线机在生产应用方面有着广泛的应用，它是将线材如光纤、电线等按照一定规则绕制在特定工件上。在绕线系统中，为保证绕线质量收线电机的速度需要得到稳定的控制。利用光纤绕线机在标准的圆形的光纤盘绕制光纤较容易实现，但在非圆形的光纤盘上较难实现。在非圆形的光纤盘上绕制光纤很难保证绕制过程中光纤的线速度不变，这样容易导致光纤受到的力大小不一致，进而造成光纤不可恢复性的损伤并导致光纤损耗增大。在传统的光纤绕线机上，很难实现对非圆形光纤盘的绕制。非圆形光纤盘绕线存在着紧密度不够、张力控制不均等问题，导致了绕线质量不好，因此本专利技术提供了一种在非圆形绕线系统中等线速绕线控制系统及方法。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种在非圆形绕线系统中等线速绕线控制系统及其控制方法。本专利技术通过如下技术方案实现：r>一种在非圆形绕线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统，其特征在于，包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、第一准直透镜(3)、第二准直透镜(4)、第一反射镜(5)、第二反射镜(6)、定滑轮(7)、光纤刷(8)、非圆形光纤盘(9)、滤光片(10)、CCD传感器(11)、微处理器(12)、步进电机驱动器(13)、步进电机(14)、光电编码器(15)及底板，所述底板的一端固定安装有金属台(26)，另一端固定安装有固定板(16)，金属台(26)与固定板(16)之间固定安装有两对舞蹈轮，所述两对舞蹈轮分别为第一舞蹈轮及第二舞蹈轮；所述第一激光器(1)及第二激光器(2)通过机械臂(17)安装在固定板(16)上方...

【技术特征摘要】
1.一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统，其特征在于，包括第一激光器(1)、第二激光器(2)、第一准直透镜(3)、第二准直透镜(4)、第一反射镜(5)、第二反射镜(6)、定滑轮(7)、光纤刷(8)、非圆形光纤盘(9)、滤光片(10)、CCD传感器(11)、微处理器(12)、步进电机驱动器(13)、步进电机(14)、光电编码器(15)及底板，所述底板的一端固定安装有金属台(26)，另一端固定安装有固定板(16)，金属台(26)与固定板(16)之间固定安装有两对舞蹈轮，所述两对舞蹈轮分别为第一舞蹈轮及第二舞蹈轮；所述第一激光器(1)及第二激光器(2)通过机械臂(17)安装在固定板(16)上方，均与微处理器(12)连接；第一准直透镜(3)安装在第一激光器(1)的探头上，第二准直透镜(4)安装在第二激光器(2)的探头上；CCD传感器(11)通过支撑架(18)安装在固定板(16)上方；滤光片(10)安装在CCD传感器(11)前方，用来滤除干扰光；所述第一反射镜(5)通过第一金属杆(20)与第一舞蹈轮连接，定滑轮(7)的轴通过金属条(19)固定在第一金属杆(20)顶端，通过第一舞蹈轮的力的作用，使定滑轮(7)与非圆形光纤盘(9)的外轮廓相切；所述第二反射镜(6)通过第二金属杆(21)与第二舞蹈轮连接，光纤刷(8)通过螺丝固定在第二金属杆(21)顶端，通过第二舞蹈轮的力的作用，使光纤刷(8)与已绕制光纤的非圆形光纤盘(9)的最外层光纤表层相切；所述金属台(26)上安装有步进电机(14)，步进电机(14)通过联轴器与非圆形光纤盘(9)连接；步进电机(14)的后方通过联轴器与光电编码器(15)连接。当步进电机(14)带动非圆形光纤盘(9)在转动的过程中，会通过定滑轮(7)带动第一反射镜(5)进行偏转、同时通过光纤刷(8)带动第二反射镜(6)进行偏转，进而照射在CCD传感器(11)上的两个光斑也发生了偏移；光电编码器(15)用来反馈步进电机(14)的角速度。


2.如权利要求1所述的一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统，其特征在于，所述第一舞蹈轮由第一同心轮(22)及第一偏心轮(23)组成，第二舞蹈轮由第二同心轮(24)及第二偏心轮(25)组成。


3.如权利要求1所述的一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统，其特征在于，所述的第一激光器(1)和第二激光器(2)均采用深圳红外线激光科技公司生产的波长为980nm的近红外激光器，输出功率为50mW，型号为HW980AD50-16GD，采用近红外激光器可以有效减小可见光的干扰；第一准直透镜(3)和第二准直透镜(4)采用新势力光电公司生产的准直透镜，型号为TC12APC-780，波长范围为650nm-1050nm；滤光片(10)采用深圳纳宏光电公司的980nm窄波段带通滤光片，透过率≥90％；CCD传感器(11)采用一块深圳九星电子公司生产的面阵CCD传感器，型号是NS-700AS；微处理器(12)采用ARM架构的STM32f103zet6单片机；步进电机驱动器(13)采用雷赛科技有限公司生产的两相步进电机驱动器；光电编码器(15)采用增量式光电编码器，型号是LPD3806-400BM。


4.如权利要求1所述的一种在非圆形绕线系统中等线速绕线的控制系统的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：通过微处理器(12)分别控制第一激光器(1)及第二激光器(2)发射的激光，分别通过第一准直透镜(3)、第二准直透镜(4)变成平行光，分别照射在第一反射镜(5)、第二反射镜(6)上，平行光经过第一反射镜(5)及第二反射镜(6)后被反射到安装了滤光片(10)的CCD传感器(11)上，在CCD传感器(11)上同时得到两个光斑，经第一反射镜(5)反射得到的光斑记为第一光斑，经第二反射镜(6)反射得到的光斑记为第二光斑；
步骤二：启动步进电机(14)带动非圆形光纤盘(9)转动，与非圆形光纤盘(9)外轮廓相切的定滑轮(7)带动第一反射镜(5)发生偏转，同时与非圆形光纤盘(9)上最外层光纤表层相切的光纤刷(8)带动第二反射镜(6)发生偏转，两束反射光也发生偏移，导致CCD传感器(11)上的两个光斑发生偏移，光斑的位置可以实时反应非圆形光纤盘(9)在转动过程中的位置；
步骤三：微处理器(12)根据CCD传感器(11)上的第一光斑的实时位置来计算非圆形光纤盘(9)转动的实时偏转角度、非圆形光纤盘(9)中心到非圆形光纤盘(9)表面的实时距离，该表面指的是未绕光纤的非圆形光纤盘(9)的待绕位置的表面；具体计算过程如下：CCD传感器(11)将第一光斑的光信号转化为数字信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟平，吕东明，高德辛，秦冠仕，赵丹，尹升燕，贾志旭，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22