一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供的一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统包括PLC控制器、伺服驱动器、伺服电机、传动部分、收丝机切割装置、长度监测装置和传感器；其中的长度监测装置通过通信线与传感器相连，传感器通过通信线与PLC控制器相连接，PLC控制器通过通信线与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过通信线与伺服电机连接，伺服电机与传动部分相连；传动部分与收丝机切割装置相连。本发明的优势在于本系统通过PLC控制器来控制收丝机切割装置的动作，精确控制收丝切割长度，保证每辊纤维长度的一致性，保障了产品的合格率，避免了浪费，减少了生产的成本。
【专利说明】一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及碳纤维的成套制造设备领域，特别是一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统。
【背景技术】
[0002]碳纤维(Carbon Fibre)是纤维状的碳材料，及其化学组成中碳元素占总质量的90%以上。碳纤维及其复合材料具有高比强度，高比模量，耐高温，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，导电，传热，和热膨胀系数小等一系列优异性能，它们既可以作为结构材料承载负荷，又可以作为功能材料发挥作用。碳纤维产品以其优异的特殊性能已成为经济发展和国防事业的重要战略物资，美、日等发达国家极为重视并大力发展，但由于我国碳纤维原丝质量不过关一直影响碳纤维产品的质量，美、日等国家又严格限制对我国出口碳纤维，从而极大制约了我国军事及航天事业的发展，同时也限制了相关民用领域的开发。为打破制约我国碳纤维产业发展的关键技术、关键装备及其相关配套技术，提高我国碳纤维产业的整体研发、生产技术水平具有重要战略意义。经过多年的发展，目前只有粘胶(纤维素)基纤维、沥青纤维和聚丙烯腈(PAN)纤维三种原料制备碳纤维工艺实现了工业化。聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的炭化收率比粘胶纤维高，可达45%以上，而且因为生产流程，溶剂回收，三废处理等方面都比粘胶纤维简单，成本低，原料来源丰富，加上聚丙烯腈基碳纤维的力学性能，尤其是抗拉强度，抗拉模量等为三种碳纤维之首。所以是目前应用领域最广，产量也最大的一种碳纤维。PAN基碳纤维生产的流程图如附图1所示，可见其中的收丝设备是在整体工艺中是其不可或缺的部分。
[0003]我公司已经研发成功的传统的碳纤维收丝设备，其中的如专利号为201320653412.6的“一种碳纤维收丝机用切割装置”，该装置没有设置关于切割时机的控制系统，在实际的生产应用中，人工操作切割时导致每辊纤维长度不一致，在使用时，只能取一组辊中最短的作为标准，那么其他较长的辊所剩下的纤维就只能作为废料，造成一定的浪费，也造成成本的增加，如何保证每辊纤维长度的一致性是本领域所要解决的重要技术问题之一。因此，在原机型的基础之上进行改进，开发一种新的控制系统解决上述技术问题在本领域内具有重大的意义。
【发明内容】
[0004]针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统，通过采用PLC控制系统，以保障每辊纤维长度精确一致，减少浪费；为实现上述目的，本发明提出的一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统，采用如下技术方案，该系统包括:
[0005]PLC控制器，用来给伺服驱动器发运动指令；
[0006]伺服驱动器，用来接收PLC控制器的命令后驱动伺服电机；
[0007]伺服电机，通过传动部分完成收丝机的切割动作的控制；
[0008]传动部分，用于传递动力至收丝机切割装置；
[0009]收丝机切割装置，根据指令按时完成切割动作；
[0010]长度监测装置，用于在线测量碳纤维丝的长度；
[0011]传感器，用于传递长度信号给PLC控制器，调节发给伺服驱动器的命令；
[0012]其中的长度监测装置通过通信线与传感器相连，传感器通过通信线与PLC控制器相连接，PLC控制器通过通信线与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过通信线与伺服电机连接，伺服电机与传动部分相连；传动部分与收丝机切割装置相连；
[0013]对于本技术方案的进一步的改进，所述长度监测装置是通过测定收丝主辊的转速和时间来计算收丝长度的；
[0014]对于本技术方案的进一步的改进，所述的PLC控制器上设有启动按钮以及停止按钮，手动控制收丝机切割装置的启动和停止。
[0015]本发明的设备的工作原理主要在于:要保证长度的一致性好，首先要确保测量的精准度，如何保障测量的精准度，就要靠PLC的软件来进行保证，其次要确保每一次剪断的地方一致，这就要求在长度到达时要给的信号的一致性要好，可以通过软件设计来解决。
[0016]控制过程在于:PLC作为控制单元，通过传感器接收到长度监测装置的信号，当碳纤维丝的长度达到预设值时，PLC控制器再给伺服驱动器发运动指令，伺服驱动器收到命令后发送给伺服电机，电机转动，通过传动部分控制收丝机切割装置实现收丝切割动作，从而保证了每辊收丝的长度精确一致。
[0017]由以上本发明的实施方案可知，本发明所提出的碳纤维收丝机切割装置的控制系统，与现有的技术相比，具有以下优势:
[0018]通过PLC控制器来控制收丝机切割装置的动作，精确控制收丝切割长度，保证每辊纤维长度的一致性，保障了产品的合格率，避免了浪费，减少了生产的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为碳纤维的生产流程示意图；
[0020]图2为本发明的碳纤维收丝机切割装置的控制系统的内部结构示意图，其中:
[0021]101-长度监测装置；102-收丝机切割装置；103_传动部分；104_伺服电机；105-伺服驱动器；106-PLC控制器；107_传感器。
【具体实施方式】
[0022]为了更好地了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下:
[0023]如图2所示，本发明提出的一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统，采用如下技术方案，该系统包括:
[0024]PLC控制器106，用来给伺服驱动器105发运动指令；
[0025]伺服驱动器105，用来接收PLC控制器106的命令后驱动伺服电机104 ；
[0026]伺服电机104，通过传动部分103完成收丝机的切割动作的控制；
[0027]传动部分103，用于传递动力至收丝机切割装置102 ;
[0028]收丝机切割装置102，根据指令按时完成切割动作；
[0029]长度监测装置101，用于在线测量碳纤维丝的长度；
[0030]传感器107，用于传递长度信号给PLC控制器106，调节发给伺服驱动器105的命令；
[0031]其中的长度监测装置101通过通信线与传感器107相连，传感器107通过通信线与PLC控制器106相连接，PLC控制器106通过通信线与伺服驱动器105连接，伺服驱动器105通过通信线与伺服电机104连接，伺服电机104与传动部分103相连；传动部分103与收丝机切割装置102相连；
[0032]其中的长度监测装置101是通过测定收丝主辊的转速和时间来计算收丝长度的。
[0033]本发明的设备的工作原理主要在于:要保证长度的一致性好，首先要确保测量的精准度，如何保障测量的精准度，就要靠PLC的软件来进行保证，其次要确保每一次剪断的地方一致，这就要求在长度到达时要给的信号的一致性要好，这个可以通过软件设计来解决。
[0034]控制过程如下:PLC控制器106作为控制单元，通过传感器107接收到长度监测装置101的信号，再给伺服驱动器105发运动指令，伺服驱动器105收到命令后发送给伺服电机104，电机转动，通过传动部分103控制收丝机切割装置102实现收丝切割动作；
[0035]在本发明的实施例中，传动部分103连接的收丝机切割装置102，从而达到控制收丝机对碳纤维丝切割的目的；当然，传动部分103也可以将指令传递到收丝机的其他任何机械部分，通过PLC的编程，可以完成收丝机的各项动作。
[0036]综上所述，本发明提供的碳纤维收丝机切割装置的控制系统的技术方案，能够有效控制收丝机在收丝过程中的收丝的切割长度，保持其每辊收丝的长度一致，保证了产品的质量，减少了浪费，提高了其设备的工作质量和效率。
[0037]本发明以实施例的方式揭露如上，不以任何形式对本发明构成限制和限定，本发明的范围以权利要求书为准，一切不超出本发明宗旨的显而易见的修改、变换和替代方案均在本发明范围内。
【权利要求】
1.一种碳纤维收丝机切割装置的控制系统，其特征在于该系统包括: PLC控制器，用来给伺服驱动器发运动指令； 伺服驱动器，用来接收PLC控制器的命令后驱动伺服电机； 伺服电机，通过传动部分完成收丝机的切割动作的控制； 传动部分，用于传递动力至收丝机切割装置； 收丝机切割装置，根据指令按时完成切割动作； 长度监测装置，用于在线测量碳纤维丝的长度； 传感器，用于传递长度信号给PLC控制器，调节发给伺服驱动器的命令； 其中的长度监测装置通过通信线与传感器相连，传感器通过通信线与PLC控制器相连接，PLC控制器通过通信线与伺服驱动器连接，伺服驱动器通过通信线与伺服电机连接，伺服电机与传动部分相连；传动部分与收丝机切割装置相连。
2.根据权利要求1所述的碳纤维收丝机切割装置的控制系统，其特征在于:所述长度监测装置是通过测定收丝主辊的转速和时间来计算收丝长度的。
3.根据权利要求1所述的碳纤维收丝机切割装置的控制系统，其特征在于:所述的PLC控制器上设有启动按钮以及停止按钮，手动控制收丝机切割装置的启动和停止。
【文档编号】G05B19/18GK104483894SQ201410610568
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】祝龙云 申请人:镇江奥立特机械制造有限公司