智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，由退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)、X軸步進(jìn)電機(jī)、退繞纖維、纖維托盤(pán)、二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、2個(gè)伺服電機(jī)、X軸圖像攝像頭、Y軸圖像攝像頭、圖像采集與處理模塊、PLC控制器、二維插補(bǔ)模塊、2個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏組成。圖像檢測(cè)和處理模塊采用左右二個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度值求和算法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊且簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理且智能化程度高。
【專利說(shuō)明】智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枺?01310356841. 1、申請(qǐng)日：2013.8. 16,名稱"脆性纖維自動(dòng)平鋪 裝置"的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及一種脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 低強(qiáng)力、脆性纖維平鋪，是纖維從卷繞狀態(tài)到平鋪狀態(tài)且平鋪纖維分布均勻、曲率 半徑不能小，以便后道工序加工；平鋪脆性纖維分布曲率半徑過(guò)小(甚至形成尖角），加熱處 理后，重新卷繞時(shí)，易斷裂。由于纖維強(qiáng)力很低、脆性很大，給平鋪加工帶來(lái)很大困難，目前， 采用人工方式，退繞過(guò)程中人工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法確保平鋪纖維的曲率半徑的參數(shù) (允許的曲率半徑最小值)，嚴(yán)重影響加熱處理后的纖維質(zhì)量，因?yàn)槠戒伌嘈岳w維曲率半徑 小(甚至形成尖角），加熱處理后，重新卷繞時(shí)，易斷裂。同時(shí)，人工方式工作效率低，也無(wú)法 確保平鋪纖維分布的一致性。影響著新纖維材料的研究和應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，工作性能好的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是： 一種脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，其特征是：包括二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上 設(shè)置纖維托盤(pán)，二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別由二個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X軸、Y軸運(yùn)動(dòng)，二個(gè)伺服 電機(jī)分別與一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)二維插補(bǔ)模塊與PLC控制 器連接，PLC控制器接有觸摸屏；另用分別對(duì)二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)、Y軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行 攝像的X軸攝像頭、Y軸攝像頭，X軸攝像頭、Y軸攝像頭與圖像檢測(cè)與處理模塊連接，圖像 檢測(cè)與處理模塊與PLC控制器連接；另有將退繞纖維放置到纖維托盤(pán)上的定點(diǎn)纖維退繞傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)，定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X軸運(yùn)動(dòng)的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，X軸運(yùn) 動(dòng)平臺(tái)上裝退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；定 點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的X軸步進(jìn)電機(jī)、退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)分別與一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)模塊連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與PLC控制器連接；PLC控制退繞纖維步進(jìn)電機(jī)的速度，退 繞纖維的線速度與二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)線速度一致，以確保纖維在托盤(pán)上平鋪形狀；二 維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)軌跡，由PLC計(jì)算及插補(bǔ)程序通過(guò)二維插補(bǔ)模塊經(jīng)2個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊，通過(guò)2個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；X軸圖像攝像頭及圖像檢測(cè)與處理模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)并 計(jì)算退繞纖維與基準(zhǔn)位置的偏差，圖像檢測(cè)與處理模塊把退繞纖維與基準(zhǔn)位置的偏差值通 過(guò)RS232通信方式發(fā)送給PLC，PLC控制X軸步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給工作，以縮小退繞纖維與基準(zhǔn)位 置的偏差，X軸步進(jìn)電機(jī)屬間隙工作模式；PLC直接控制2個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)步進(jìn) 電機(jī)工作；Y軸圖像攝像頭及圖像檢測(cè)與處理模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)并計(jì)算纖維正常、反繞、斷纖 三種退繞懸掛狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)反繞或斷纖，圖像檢測(cè)與處理模塊把退繞懸掛狀態(tài)信息通過(guò) RS232通信方式發(fā)送給PLC，PLC控制退繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)停止工作，PLC 保存二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作位置，以便再次工作時(shí)，纖維平面平鋪形狀的延續(xù)；觸摸屏作 為人工操作界面，用于速度參數(shù)、平鋪纖維曲率半徑參數(shù)的設(shè)置，人工操作及調(diào)節(jié)纖維退繞 懸掛位置、記錄平鋪纖維的長(zhǎng)度、記錄平鋪纖維的斷纖次數(shù)；斷纖后再次工作，首先是人工 操作及調(diào)節(jié)纖維退繞懸掛位置，退繞纖維懸掛位置必須位于二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)定初始 點(diǎn)；啟動(dòng)工作后，PLC首先控制二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到先前保存的斷纖位置，然后控制退 繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)同時(shí)工作；X軸步進(jìn)電機(jī)及二個(gè)伺服電機(jī)的平臺(tái)機(jī)構(gòu) 都設(shè)有限位開(kāi)關(guān)，同時(shí)作為起點(diǎn)位置。
[0006] 圖像檢測(cè)和處理模塊采用左右二個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度值求和算法，左長(zhǎng)方形 面積內(nèi)像素恢度求和值大于設(shè)定值，則退繞纖維在左側(cè)，屬正常；右長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度 求和值大于設(shè)定值，則退繞纖維在右側(cè)，屬反繞；左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值都 小于設(shè)定值，屬斷纖。
[0007] 當(dāng)退繞纖維一層平鋪結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)行下一層平鋪，下層平鋪圖形整體X軸向移動(dòng) 一個(gè)偏移量，屬奇數(shù)層左移，屬偶數(shù)層右移。
[0008] 本發(fā)明在確保平鋪纖維曲率半徑參數(shù)的同時(shí)，把纖維從卷繞狀態(tài)到平鋪狀態(tài)自動(dòng) 融為一體。采用雙攝像頭及圖像采集與處理技術(shù)，確保纖維既定位置的正常退繞；PLC控制 退繞纖維步進(jìn)電機(jī)的速度，其退繞纖維的線速度與二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)線速度一致，以 確保纖維在托盤(pán)上平鋪形狀(保證平鋪纖維曲率半徑參數(shù))。二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)軌跡， 由PLC計(jì)算及插補(bǔ)程序通過(guò)二維插補(bǔ)模塊經(jīng)2個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)2個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí) 現(xiàn)。整個(gè)脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置由PLC控制，經(jīng)2個(gè)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊、2個(gè)伺服電機(jī)及 驅(qū)動(dòng)模塊、2個(gè)圖像攝像頭及圖像采集與處理模塊協(xié)同完成。有退繞纖維步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)、X軸步進(jìn)電機(jī)經(jīng)絲桿機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)、二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)、圖像采集、圖像處 理等。
[0009] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊且簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理且智能化程度高。縱觀 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的纖維平鋪裝置和設(shè)備，本發(fā)明所提的設(shè)計(jì)目標(biāo)尚無(wú)單位實(shí)現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011] 圖1是本發(fā)明的一種脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0012] 其中有由退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)、退繞纖維、纖維托盤(pán)、二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、2 個(gè)伺服電機(jī)、X軸圖像攝像頭、Y軸圖像攝像頭、圖像采集與處理模塊、PLC控制器、二維插補(bǔ) 模塊、2個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、觸摸屏等組成。
[0013] 圖2是定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0014] 其中有退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)、X軸步進(jìn)電機(jī)(帶減速器、絲桿、齒輪)。退繞 纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)，整體固定在X軸步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，X軸步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng) 退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)的整體X軸向運(yùn)動(dòng)。
[0015] 圖3是二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0016] 其中有二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和纖維托盤(pán)；二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括2個(gè)伺服電機(jī)(帶 減速器、絲桿、齒輪)。
[0017] 圖4是圖像檢測(cè)與處理機(jī)構(gòu)示意圖。
[0018] 其中有2個(gè)攝像頭和一塊圖像檢測(cè)與處理模塊，2個(gè)攝像頭分別獲取X軸向和Y軸 向的纖維退繞圖像。
[0019] 圖5是PLC控制及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0020] 其中有PLC控制器、二維插補(bǔ)模塊、觸摸屏、2個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和2個(gè)伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)模塊等組成。
[0021] 圖6是Y軸圖像檢測(cè)纖維退繞懸掛3種狀態(tài)示意圖。
[0022] Y軸圖像攝像頭（CMOS面陣攝像頭）定時(shí)獲取Y軸向退繞纖維圖像，圖像處理模 塊采用左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度值求和算法，左長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值大于 設(shè)定值，則退繞纖維在左側(cè)，屬正常（A);右長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值大于設(shè)定值，則懸 掛纖維在右側(cè)，屬反繞（B);左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值都小于設(shè)定值，屬斷纖 (C)。
[0023] 圖7是X軸圖像攝像頭（CMOS面陣攝像頭）實(shí)時(shí)獲取退繞懸掛纖維絕對(duì)位置示意 圖。
[0024] 伴隨退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，退繞纖維的位置向X軸向右側(cè)移動(dòng)，退 繞纖維與設(shè)定的基準(zhǔn)位置變大，圖像處理模塊采用計(jì)算基準(zhǔn)位置與退繞纖維間的像素點(diǎn)的 個(gè)數(shù)，來(lái)獲取退繞纖維絕對(duì)位置。圖中（A)為基準(zhǔn)位置，（B)為退繞纖維。
[0025] 圖8是纖維在纖維托盤(pán)上平鋪形狀示意圖。
[0026] 這是理論設(shè)計(jì)的纖維在托盤(pán)上平鋪形狀(大于所設(shè)定的曲率半徑參數(shù))，二維平面 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)依據(jù)該設(shè)計(jì)圖形，編制插補(bǔ)程序，實(shí)現(xiàn)二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)軌跡。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 一種脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，包括二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)1，二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置 纖維托盤(pán)2,二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別由二個(gè)伺服電機(jī)3、4驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X軸、Y軸運(yùn)動(dòng)，二個(gè)伺服 電機(jī)分別與一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊5、6連接，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)二維插補(bǔ)模塊7與PLC 控制器8連接，PLC控制器接有觸摸屏9 ;另用分別對(duì)二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)、Y軸運(yùn) 動(dòng)進(jìn)行攝像的X軸攝像頭10、Y軸攝像頭11，X軸攝像頭、Y軸攝像頭與圖像檢測(cè)與處理模 塊12連接，圖像檢測(cè)與處理模塊與PLC控制器8連接；另有將退繞纖維放置到纖維托盤(pán)上 的定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由X軸步進(jìn)電機(jī)13驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X軸運(yùn)動(dòng)的 X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)17, X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上裝退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)18,退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由退繞纖維速 度控制步進(jìn)電機(jī)14驅(qū)動(dòng)；定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的X軸步進(jìn)電機(jī)13、退繞纖維速度控制步 進(jìn)電機(jī)14分別與一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊15、16連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與PLC控制器8連 接。
[0028] 卷繞狀態(tài)的纖維位于退繞纖維步進(jìn)電機(jī)控制的滾筒上（圖2所示)，由其步進(jìn)電機(jī) 控制退繞速度，為了讓退繞懸掛纖維的絕對(duì)位置不變，由X軸圖像攝像頭及圖像采集與處 理模塊（圖1所示)，實(shí)時(shí)采集退繞纖維與基準(zhǔn)位置間的間距（圖7所示)，通過(guò)X軸步進(jìn)電機(jī) 的X軸向移動(dòng)（圖2所示)，使退繞纖維與基準(zhǔn)位置間的間距盡可能小，保證退繞纖維的絕對(duì) 位置基本不變。為了防止退繞纖維反繞或斷纖，Y軸圖像攝像頭及圖像采集與處理模塊，實(shí) 時(shí)采集退繞纖維的懸掛狀態(tài)（圖6所示)，如屬反繞或斷纖，圖像采集與處理模塊通信通知 PLC，由PLC控制的退繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的2個(gè)伺服電機(jī)（圖3所示)，停 止工作，并保存平臺(tái)運(yùn)動(dòng)位置參數(shù)。
[0029]圖像采集與處理模塊通過(guò)2個(gè)攝像頭采集圖像，實(shí)時(shí)將退繞纖維的懸掛位置信息 及退繞狀態(tài)。Y軸圖像攝像頭（CMOS面陣攝像頭）定時(shí)獲取Y軸向退繞纖維圖像(如圖6所 示)，圖像處理模塊采用左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度值求和算法，左長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素 恢度求和值大于設(shè)定值，則退繞纖維在左側(cè)，屬正常；右長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值大于 設(shè)定值，則退繞纖維在右側(cè)，屬反繞；左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值都小于設(shè)定 值，屬斷纖。X軸圖像攝像頭（CMOS面陣攝像頭)實(shí)時(shí)獲取退繞纖維絕對(duì)位置(如圖7所示)。 伴隨退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，退繞纖維的位置向X軸向右側(cè)移動(dòng)，退繞纖維與 設(shè)定的基準(zhǔn)位置變大，圖像處理模塊采用計(jì)算基準(zhǔn)位置與退繞纖維間的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，來(lái) 獲取退繞纖維絕對(duì)位置。圖像采集與處理模塊把退繞纖維的懸掛位置信息及退繞狀態(tài)，通 過(guò)RS232通信方式，傳送到PLC，由PLC控制相應(yīng)動(dòng)作。觸摸屏作為人工操作界面，用于速 度參數(shù)、平鋪纖維曲率半徑參數(shù)的設(shè)置，人工操作及調(diào)節(jié)纖維退繞位置、記錄平鋪纖維的長(zhǎng) 度、記錄平鋪纖維的斷纖次數(shù)等。斷纖后再次工作，首先是人工操作及調(diào)節(jié)纖維退繞位置， 退繞纖維必須位于二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)定初始點(diǎn)(設(shè)有明顯標(biāo)記）;啟動(dòng)工作后，PLC首先 控制二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到先前保存的斷纖位置，然后控制退繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平 面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)同時(shí)工作。X軸步進(jìn)電機(jī)及2個(gè)伺服電機(jī)的平臺(tái)機(jī)構(gòu)都設(shè)有限位開(kāi)關(guān)，同時(shí)也作 為起點(diǎn)位置。整個(gè)脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置由PLC控制，經(jīng)2個(gè)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊、2個(gè)伺 服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊、2個(gè)圖像攝像頭及圖像采集與處理模塊協(xié)同完成。當(dāng)退繞纖維一層平鋪 結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)行下一層平鋪，下層平鋪圖形整體X軸向移動(dòng)一個(gè)偏移量(屬奇數(shù)層左移，屬 偶數(shù)層右移)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，其特征是：包括二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)， 二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置纖維托盤(pán)，二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)分別由二個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X 軸、Y軸運(yùn)動(dòng)，二個(gè)伺服電機(jī)分別與一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)二 維插補(bǔ)模塊與PLC控制器連接，PLC控制器接有觸摸屏；另用分別對(duì)二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的X 軸運(yùn)動(dòng)、Y軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行攝像的X軸攝像頭、Y軸攝像頭，X軸攝像頭、Y軸攝像頭與圖像檢測(cè) 與處理模塊連接，圖像檢測(cè)與處理模塊與PLC控制器連接；另有將退繞纖維放置到纖維托 盤(pán)上的定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行X軸運(yùn)動(dòng) 的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上裝退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，退繞纖維轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由退繞纖維速度 控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；定點(diǎn)纖維退繞傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的X軸步進(jìn)電機(jī)、退繞纖維速度控制步進(jìn)電機(jī) 分別與一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與PLC控制器連接；PLC控制退繞纖 維步進(jìn)電機(jī)的速度，退繞纖維的線速度與二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)線速度一致，以確保纖維 在托盤(pán)上平鋪形狀；二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)插補(bǔ)軌跡，由PLC計(jì)算及插補(bǔ)程序通過(guò)二維插補(bǔ)模 塊經(jīng)2個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，通過(guò)2個(gè)伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)；X軸圖像攝像頭及圖像檢測(cè)與 處理模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)并計(jì)算退繞纖維與基準(zhǔn)位置的偏差，圖像檢測(cè)與處理模塊把退繞纖維 與基準(zhǔn)位置的偏差值通過(guò)RS232通信方式發(fā)送給PLC，PLC控制X軸步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給工作，以 縮小退繞纖維與基準(zhǔn)位置的偏差，X軸步進(jìn)電機(jī)屬間隙工作模式；PLC直接控制2個(gè)步進(jìn)電 機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作；Y軸圖像攝像頭及圖像檢測(cè)與處理模塊，實(shí)時(shí)檢測(cè)并計(jì)算 纖維正常、反繞、斷纖三種退繞懸掛狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)反繞或斷纖，圖像檢測(cè)與處理模塊把退 繞懸掛狀態(tài)信息通過(guò)RS232通信方式發(fā)送給PLC，PLC控制退繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平面 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)停止工作，PLC保存二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的工作位置，以便再次工作時(shí)，纖維平面平 鋪形狀的延續(xù)；觸摸屏作為人工操作界面，用于速度參數(shù)、平鋪纖維曲率半徑參數(shù)的設(shè)置， 人工操作及調(diào)節(jié)纖維退繞懸掛位置、記錄平鋪纖維的長(zhǎng)度、記錄平鋪纖維的斷纖次數(shù)；斷纖 后再次工作，首先是人工操作及調(diào)節(jié)纖維退繞懸掛位置，退繞纖維懸掛位置必須位于二維 平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)定初始點(diǎn)；啟動(dòng)工作后，PLC首先控制二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)到先前保 存的斷纖位置，然后控制退繞纖維步進(jìn)電機(jī)及二維平面運(yùn)動(dòng)平臺(tái)同時(shí)工作；X軸步進(jìn)電機(jī) 及二個(gè)伺服電機(jī)的平臺(tái)機(jī)構(gòu)都設(shè)有限位開(kāi)關(guān)，同時(shí)作為起點(diǎn)位置；圖像檢測(cè)和處理模塊采 用左右二個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度值求和算法，左長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值大于設(shè)定 值，則退繞纖維在左側(cè)，屬正常；右長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值大于設(shè)定值，則退繞纖維 在右側(cè)，屬反繞；左右2個(gè)長(zhǎng)方形面積內(nèi)像素恢度求和值都小于設(shè)定值，屬斷纖。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，其特征是：Y軸圖像 攝像頭為CMOS面陣攝像頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化程度高的脆性纖維自動(dòng)平鋪裝置，其特征是：X軸圖 像攝像頭為CMOS面陣攝像頭。
【文檔編號(hào)】D02J1/18GK104088056SQ201410309722
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】姜平, 陳瑞祥 申請(qǐng)人:南通大學(xué)