一种碳纤维布自动检偏矫正装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳纤维布自动检偏矫正装置及其控制方法，本发明专利技术利用了光纤传感器对碳纤维布进行检偏，降低了成本，同时，配备色彩传感器，依据色彩传感器的信息，断定光纤传感器检测的是碳纤维布，而不是其他异物，排除误判的可能，提高了可靠性；基于检偏结果，通过伸缩结构带动的抓取结构对碳纤维布进行矫正，避免了传统机械式纠偏装置的缺点。免了传统机械式纠偏装置的缺点。免了传统机械式纠偏装置的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维布自动检偏矫正装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于检偏矫正装置
，尤其涉及一种碳纤维布自动检偏矫正装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]碳纤维具有高碳含量，是一种纤维状材料，具有耐高温、耐腐蚀、抗摩擦等优秀性能，发展碳纤维制造业，掌握碳纤维制造核心技术迫在眉睫；碳纤维布拉挤工艺生产线中，碳纤维需要经过树脂槽浸润、预成型、加热固化、牵引、切割等工序，即可生产出碳纤维布；但是，在实际工程运用中常出现如下问题，在碳纤维布拉挤工艺生产线上，预成型的碳纤维布在进入加热固化模具之前，在传送的过程中可能左右偏，导致卡布。
[0003]传统的纠偏装置，如机械式纠偏装置，当碳纤维布走偏时，纠偏装置辊子的轴线按相应方向绕旋转中心偏转一定角度，从而在辊子与碳纤维布之间产生垂直于碳纤维布运行方向的横向摩擦力，使碳纤维布回到正确位置；基于图像的智能纠偏系统，以视觉检测为基础，利用图像识别技术来对碳纤维布运行过程中的走偏情况进行监控并调整，等等。
[0004]专利技术人发现，传统的纠偏装置存在以下缺点：机械式纠偏装置的纠偏能力会随着碳纤维布跑偏量增加而显著降低，可靠性低，从而有时需要人工辅助矫正，实时性差；机械式纠偏装置对传动辊质量要求严格，成本高；基于图像的智能纠偏系统使用的图像识别技术，需要CCD摄像系统以及高性能处理器，成本高；基于红外传感器的智能纠偏系统容易受环境光影响，容易造成系统误判，可靠性差。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种碳纤维布自动检偏矫正装置及其控制方法，本专利技术利用了光纤传感器对碳纤维布进行检偏，降低了成本，同时，配备色彩传感器，依据色彩传感器的信息，断定光纤传感器检测的是碳纤维布，而不是其他异物，排除误判的可能，提高了可靠性；基于检偏结果，通过伸缩结构带动的抓取结构对碳纤维布进行矫正，避免了传统机械式纠偏装置的缺点。
[0006]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提出了一种碳纤维布自动检偏矫正装置，采用如下技术方案：
[0007]一种碳纤维布自动检偏矫正装置，包括：
[0008]对称布置在碳纤维布两侧的第一控制主机和第二控制主机；
[0009]所述第一控制主机和所述第二控制主机上，位于碳纤维布上侧和下侧位置均固定有用于安装光纤传感器的固定杆；
[0010]位于碳纤维布上侧的固定杆上安装有光发射器阵列和色彩传感器；位于碳纤维布下侧的固定杆上安装有多个第一光探测器和多个第二光探测器；光发射器阵列发出的光束与所述碳纤维布的宽度相等；所述碳纤维布垂直向下的投影覆盖所述第一光探测器，且边与所述第一光探测器的边重合；所述碳纤维布垂直向下的投影不覆盖所述第二光探测器，
且边与所述第二光探测器的边重合；
[0011]所述第一控制主机和所述第二控制主机上，均垂直固定有伸缩结构，所述伸缩结构上安装有用于夹持所述碳纤维布的抓取结构。
[0012]进一步的，光发射器阵列与所述第一光探测器和所述第二光探测器垂直对齐。
[0013]进一步的，碳纤维布走偏时，至少第一光探测器接收光信号；在碳纤维布走偏时，至少一个第二光探测器不接收光信号。
[0014]进一步的，所述伸缩结构为直流推拉杆，所述抓取结构为机械爪。
[0015]进一步的，所述直流推拉杆中的直流电机为H桥驱动电路。
[0016]进一步的，所述光纤传感器使用方波脉冲驱动。
[0017]进一步的，所述光纤传感器的信号收发通道设有开关，由主控模块控制，只有收发信号时闭合开关。
[0018]进一步的，所述第一控制主机和所述第二控制主机内设置有主控模块、驱动电路模块、检测电路模块、执行电路模块和通讯电路模块；
[0019]所述主控模块与所述光发射器之间的发射开关包括波形发生器、程控放大器、电压跟随器、电压转电流器、射极跟随器、短路保护器和开关；
[0020]所述第一光探测器和所述第二光探测器与所述主控模块之间设置有开关、电流转电压器、差分放大器、程控放大器、电压比较器、平滑电容器和TTL电平转换器。
[0021]进一步的，所述色彩传感器，用于断定光纤传感器检测的是否为碳纤维布，排除误判。
[0022]为了实现上述目的，第二方面，本专利技术还提出了一种碳纤维布自动检偏矫正装置控制方法，采用如下技术方案：
[0023]一种碳纤维布自动检偏矫正装置控制方法，采用了如第一方面所述的碳纤维布自动检偏矫正装置，包括：
[0024]在碳纤维布走偏时，第一光探测器接收到光信号，第二光探测器不接收光信号；主控模块依据色彩传感器的信息，断定光纤传感器检测的是否为碳纤维布，排除误判；
[0025]主控模块驱动直流推拉杆和机械爪夹紧碳纤维布，并回拉。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]1、本专利技术利用了光纤传感器对碳纤维布进行检偏，降低了成本，同时，配备色彩传感器，依据色彩传感器的信息，断定光纤传感器检测的是碳纤维布，而不是其他异物，排除误判的可能，提高了可靠性；基于检偏结果，通过伸缩结构带动的抓取结构对碳纤维布进行矫正，避免了传统机械式纠偏装置的缺点；
[0028]2、本专利技术使用光纤传感器和低性能处理器等即可完成检偏以及矫正，极大地节约成本；
[0029]3、本专利技术光纤传感器使用方波脉冲驱动；信号收发通道设有开关，由主控模块控制，只有收发信号时闭合开关；检测电路模块设有差分信号输入；并且使用色彩传感器辅助检偏，不会因为环境光或者生产线中出现异物影响检测结果，抗干扰能力强；
[0030]4、本专利技术对接收信号进行程控放大、平滑和TTL电平转换，并且根据不同场地灵活调节电压比较器的参考电压值和光纤传感器阵列的数量、排布和径向伸出距离，检偏速度准确且迅速；
[0031]5、使用直流推拉杆连接机械爪的矫正方法，一旦检测到走偏，可迅速动作将碳纤维布拉回，直到主控模块判定碳纤维布回正时，直流推拉杆和机械爪停止动作，纠偏能力稳定且高效。
附图说明
[0032]构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
[0033]图1为本专利技术实施例1的碳纤维布拉挤工艺生产线原理图；
[0034]图2为本专利技术实施例1的碳纤维布自动检偏矫正装置系统结构；
[0035]图3为本专利技术实施例1的纠偏设备的系统框图；
[0036]图4为本专利技术实施例1的XTR111典型接法；
[0037]图5为本专利技术实施例1的后级处理电路；
[0038]其中，1、碳纤维，2、第一表面材料，3、树脂槽，4、热加固化模具，5、牵引装置，6、切断装置，7、第二表面材料，8、直流推拉杆，9、机械爪，10、光发射器，11、色彩传感器，12、固定杆，13、碳纤维布，14、第一光探测器，15、第二光探测器，16、通讯线，17、第一控制主机，18、第二控制主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维布自动检偏矫正装置，其特征在于，包括：对称布置在碳纤维布两侧的第一控制主机和第二控制主机；所述第一控制主机和所述第二控制主机上，位于碳纤维布上侧和下侧位置均固定有用于安装光纤传感器的固定杆；位于碳纤维布上侧的固定杆上安装有光发射器阵列和色彩传感器；位于碳纤维布下侧的固定杆上安装有多个第一光探测器和多个第二光探测器；光发射器阵列发出的光束与所述碳纤维布的宽度相等；所述碳纤维布垂直向下的投影覆盖所述第一光探测器，且边与所述第一光探测器的边重合；所述碳纤维布垂直向下的投影不覆盖所述第二光探测器，且边与所述第二光探测器的边重合；所述第一控制主机和所述第二控制主机上，均垂直固定有伸缩结构，所述伸缩结构上安装有用于夹持所述碳纤维布的抓取结构。2.如权利要求1所述的一种碳纤维布自动检偏矫正装置，其特征在于，光发射器阵列与所述第一光探测器和所述第二光探测器垂直对齐。3.如权利要求1所述的一种碳纤维布自动检偏矫正装置，其特征在于，碳纤维布走偏时，至少第一光探测器接收光信号；在碳纤维布走偏时，至少一个第二光探测器不接收光信号。4.如权利要求1所述的一种碳纤维布自动检偏矫正装置，其特征在于，所述伸缩结构为直流推拉杆，所述抓取结构为机械爪。5.如权利要求4所述的一种碳纤维布自动检偏矫正装置，其特征在于，所述直流推拉杆中的直流电机为H桥驱动电路。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜明顺，鲍昱安，魏钧涛，张雷，张法业，隋青美，贾磊，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：