专利名称：高压玻璃钢管缠绕机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及复合材料制品纤维缠绕成型技术领域，尤其是涉及一种高压玻璃钢管缠绕机控制系统。
背景技术：
高压玻璃钢管具有质轻、高强、耐腐蚀、不结垢、不结蜡、不易积沙、内壁光滑、流体阻力小的特性，其安装方便、维修工作量小、管材保温性能好、不污染水质和使用年限长，因此被广泛地应用在世界各国用来输送液体介质和解决油田腐蚀问题。目前高压玻璃钢管缠绕工艺一般采用液压马达驱动的机械式缠绕模式或外固化生产线式的缠绕模式。当采用液压马达驱动的机械式缠绕模式时，需要人工计算缠绕线型、计算挂轮传动比、设计链条节数、根据传动比选择挂轮并更换挂轮箱的挂轮组，从而完成制品的缠绕工作，这种工作方式的缺点是生产不同规格的制品时需频繁改变传动机械，生产效率低下，操作不方便；当采用外固化生产线式的缠绕模式时，管道在进行结构和线型设计和原材料准备后进入到正常纤维缠绕成型，缠绕完成后，需要加热固化，固化后进入脱模工序，该工序利用移动小车带动管体使缠绕固化后的玻璃钢管管体与芯模分离，脱模完成后的管道送至磨螺纹机进行端部连接阳螺纹制作，对高压玻璃钢管进行水压检验、喷涂标识、安装螺纹护套后形成成品。这种生产工艺是用三台独立的设备(缠绕机、固化炉和脱模机)进行管道缠绕、固化和脱模，采用从外向内加热管体和芯模的外固化工艺对FRP管道进行固化，这增加了设备成本和生产成本。这种固化方式热效率低，脱模困难，和内壁难以形成富树脂区，且内壁不够光滑致密，更难以实现缠绕、固化、脱模一机完成，生产效率不高。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压玻璃钢管缠绕机控制系统，集对高压玻璃钢管的纤维缠绕、固化和脱模三种功能于一体，实现了一机多用，使两组芯模的缠绕进程及固化和脱模进程同步进行，大大提高了高压玻璃钢管缠绕机的生产效率。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是高压玻璃钢管缠绕机控制系统，包括连接在一起的工业控制计算机和运动控制板卡，所述工业控制计算机连接有数字量输入板和数字量输出板，所述数字量输入板和数字量输出板共同连接有缠绕主控制面板；所述运动控制板卡分别连接有第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器，所述第一芯模伺服驱动器连接有第一芯模伺服电机，所述第二芯模伺服驱动器连接有第二芯模伺服电机，所述小车伺服驱动器连接有小车伺服驱动电机；所述工业控制计算机、缠绕主控制面板、第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器之间通过主控制电路连接在一起。优选的，所述缠绕主控制面板包括设置于所述缠绕主控制面板上的输出指示灯。采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为1、高压玻璃钢管的缠绕和固化在可以一根芯模上完成，从而节省了大量芯模，省去了固化炉，大大简化了生产线的硬件设备成本。2、高压玻璃钢管的缠绕、固化和脱模在一台设备上完成，省去了工人的吊装作业，大大减少了芯模使用数量，极大地降低了管道生产的人工和管理成本。3、采用蒸汽内固化加热方式，使高压玻璃钢管在固化时传热效率高，节约了能源，降低了设备运行成本。4、采用4根芯模生产方式，2根芯模进行缠绕工艺操作的同时，另外2根芯模进行固化和脱模工艺操作，两者交替工作，缩短了高压玻璃钢管生产时间，大大提高了生产效率。
图1是本实用新型的结构示意图。其中1、数字量输出板；2、工业控制计算机；3、数字量输入板；4、缠绕主控制面板；5、第二芯模伺服电机；6、第二芯模伺服驱动器；7、运动控制板卡；8、第一芯模伺服驱动器；9、第一芯模伺服电机；10、小车伺服驱动器；11、小车伺服驱动电机；12、主控制电路。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示，高压玻璃钢管缠绕机控制系统，包括连接在一起的工业控制计算机2和运动控制板卡7，工业控制计算机2连接有数字量输入板3和数字量输出板1，数字量输入板3和数字量输出板I共同连接有缠绕主控制面板4，缠绕主控制面板上设有输出指示灯(图中未标出);运动控制板卡7分别连接有第一芯模伺服驱动器8、第二芯模伺服驱动器6和小车伺服驱动器10,第一芯模伺服驱动器8连接有第一芯模伺服电机9,第二芯模伺服驱动器6连接有第二芯模伺服电机5，小车伺服驱动器10连接有小车伺服驱动电机11 ;工业控制计算机2、缠绕主控制面板3、第一芯模伺服驱动器8、第二芯模伺服驱动器6和小车伺服驱动器10之间通过主控制电路12连接在一起。需要说明的是，高压玻璃钢管缠绕机共有4根芯模，分为两组，其中1、2号芯模为I组，由第一芯模伺服电机9驱动，3、4号芯模为I组，由第二芯模伺服电机5驱动。缠绕主控制面板4发出的各种控制指令信息经数字量输入板3传递给工业控制计算机2中的高压管缠绕专用的控制软件，经命令识别后发出的各种执行指令一部分传给运动控制板卡7，另一部分经数字量输出板I传递给缠绕主控制面板4上的各种输出指示灯。运动控制板卡7经第一芯模伺服驱动器8驱动第一芯模伺服电机9，第二芯模伺服驱动器6驱动第二芯模伺服电机5，小车伺服驱动器10驱动小车伺服电机11。主控制电路12实现对工业控制计算机2、缠绕主控制面板4、第一芯模伺服驱动器8、第二芯模伺服驱动器6和小车伺服驱动器10的供电控制。在工业控制计算机内的控制软件，以在线方式输入待缠绕高压管的工艺参数、选择合适的缠绕线型并生成针对1、2号芯模和3、4号芯模的两套运动控制程序，下载到运动控制板卡的存储缓冲区中备用。位于主控制面板上设有三位选择开关，分别是1、2号芯模缠绕、无缠绕和3、4号芯模缠绕。其工作原理如下[0021]当三位选择开关选择“1、2号芯模缠绕”状态时，高压管缠绕专用的控制软件调用运动控制板卡存储缓冲区中的1、2号芯模缠绕运动控制程序，1、2号芯模缠绕可进行缠绕工艺，用主控制面板上的程序启动、停止和1、2号芯模缠绕速度修调开关可控制其缠绕进程和缠绕速度，3、4号芯模可进行手动旋转操作，用主控制面板上的3、4号芯模固化/停止二位选择开关和速度修调开关可控制其固化进程和固化旋转速度以完成固化和脱模工艺过程；当三位选择开关选择“3、4号芯模”状态时，高压管缠绕专用的控制软件调用运动控制板卡存储缓冲区中的3、4号芯模运动控制程序，3、4号芯模可进行缠绕工艺，用主控制面板上的程序启动、停止和3、4号芯模速度修调开关可控制其缠绕进程和缠绕速度，1、2号芯模可进行手动旋转操作，用主控制面板上的1、2号芯模固化/停止二位选择开关和速度修调开关可控制其固化进程和固化旋转速度以完成固化和脱模工艺过程；当3位选择开关选择“无缠绕”状态时，1、2号芯模和3、4号芯模处于非缠绕模式下的手动操作状态，用主控制面板上的1、2号芯模和3、4号芯模固化/停止二位选择开关和速度修调开关可分别控制其旋转进程和旋转速度以完成模具缠绕前的准备过程。该控制系统以工业控制计算机2为上位机、运动控制板卡7为下位机，采用基于运动控制板卡7的双坐标系控制模式，使两组芯模的缠绕进程及固化和脱模进程同步进行，大大提高了压玻璃钢管缠绕机的生产效率。本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.高压玻璃钢管缠绕机控制系统，包括连接在一起的工业控制计算机和运动控制板卡，其特征在于，所述工业控制计算机连接有数字量输入板和数字量输出板，所述数字量输入板和数字量输出板共同连接有缠绕主控制面板；所述运动控制板卡分别连接有第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器，所述第一芯模伺服驱动器连接有第一芯模伺服电机，所述第二芯模伺服驱动器连接有第二芯模伺服电机，所述小车伺服驱动器连接有小车伺服驱动电机；所述工业控制计算机、缠绕主控制面板、第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器之间通过主控制电路连接在一起。
2.如权利要求1所述的高压玻璃钢管缠绕机控制系统，其特征在于，所述缠绕主控制面板包括设置于所述缠绕主控制面板上的输出指示灯。
专利摘要本实用新型公开了一种高压玻璃钢管缠绕机控制系统，包括连接在一起的工业控制计算机和运动控制板卡，工业控制计算机连接有数字量输入板和数字量输出板，数字量输入板和数字量输出板共同连接有缠绕主控制面板；运动控制板卡分别连接有第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器，第一芯模伺服驱动器连接有第一芯模伺服电机，第二芯模伺服驱动器连接有第二芯模伺服电机，小车伺服驱动器连接有小车伺服驱动电机；工业控制计算机、缠绕主控制面板、第一芯模伺服驱动器、第二芯模伺服驱动器和小车伺服驱动器之间通过主控制电路连接在一起。该控制系统，集对高压玻璃钢管的纤维缠绕、固化和脱模三种功能于一体，实现了一机多用。
文档编号B29C70/32GK202846900SQ201220507798
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者王桂英, 张明洋 申请人:东北林业大学, 王桂英, 张明洋