【技术实现步骤摘要】
一种多束缠绕设备联合驱动系统及其张力控制方法
[0001]本专利技术属于纤维缠绕设备控制
，具体涉及一种多束缠绕设备联合驱动系统及其张力控制方法。
技术介绍
[0002]缠绕设备广泛应用于压力容器和储料容器制作、汽车、航天等行业，纤维缠绕主要是将纤维材料按一定的缠绕方式均匀的覆盖在被缠绕件表面，是一种提升产品性能的加工技术。传统的纤维缠绕设备以单束缠绕为主，为提升效率也继续发展出多工位单束缠绕装置，但该类缠绕设备控制系统自动化程度较低、缠绕效率低，缠绕控制系统简单易受外界干扰，且对张力的恒定控制能力较弱。
[0003]随着多束缠绕设备的诞生，多丝束螺旋环向缠绕设备能够为纤维缠绕工艺开拓广阔的发展空间，多束螺旋缠绕工艺和环向缠绕工艺可以提升纤维缠绕的效率，减少缠绕缺陷，在减少纤维用量的同时提升产品的性能。对于多束缠绕设备的控制系统开发目前研究较少，多束缠绕所面临的控制难题是多轴多设备的协同控制，这对控制系统的同步性、实时性、高精度提出的更高的要求，多束缠绕涉及到的多轴联动系统控制，对柔性制造系统变得不可或缺。
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多束缠绕设备联合驱动系统，其特征在于：包括六自由度机械臂（1）、螺旋缠绕装置（2）、环向缠绕装置（3）、控制器、上位机、被缠绕件（6）、张力控制系统、运载车（4）和移动滑轨（5）；其中，六自由度机械臂（1）用于实现对被缠绕件（6）的抓取、夹持和送返，螺旋缠绕装置（2）用于实现对被缠绕件（6）的螺旋缠绕，环向缠绕装置（3）用于实现对被缠绕件（6）的环向缠绕，控制器用于接收上位机发出的控制指令并传输至相应的执行机构，上位机用于实现对执行机构参数的设定、目标张力值的设定和张力控制系统模型的仿真模拟，运载车（4）用于实现对被缠绕件（6）的运输，移动滑轨（5）用于实现螺旋缠绕装置（2）或环向缠绕装置（3）的水平滑动；张力控制系统包括放卷辊模块、摆杆模块、张力检测辊、张力伺服电机、张力传感器和时变分数阶PID控制器，其中张力传感器用于实现对张力的实时检测，放卷辊模块、摆杆模块和时变分数阶PID控制器用于根据张力的偏差值对张力伺服电机的输出力矩补偿以实现张力的平稳输出。2.一种多束缠绕设备联合驱动系统的张力控制方法，依托于如权利要求1所述的多束缠绕设备联合驱动系统，其特征在于：包括以下步骤，S1：根据放卷辊力矩方程、摆杆速度差方程和电路方程，建立张力控制系统分数阶数学模型；S2：在分数阶PID控制引入时变参数，建立时变分数阶PID控制器；S3：设定目标张力值，目标张力值和未知外界干扰输入张力控制系统分数阶数学模型，输出实时张力值；S4：目标张力...
【专利技术属性】
技术研发人员：段昱杰，梁建国，文新宇，江连运，赵春江，赵晓冬，李银辉，高海峰，刘江林，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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