【正文】 纏繞環(huán)境。二者按一定速比要求同時運動，完成纖維在芯模上的纏繞，達到制品的技術要求。 1 緒論 第 3 頁（共 39 頁） 玻璃鋼纏繞系統(tǒng)主要由兩部分組成 如圖 1，一是主軸系統(tǒng)，拖動制品芯模圍繞主軸 旋轉。纏繞機采用計算機控制后，用軟件代替了齒輪、鏈條的調整和凸輪的加工。其特點是采用系統(tǒng)程序先計算出纖維的軌跡，然后求解出纏繞機各坐標軸的成型軌跡。這類纏繞機的缺點在于：非線性纏繞時仍需要設計加工凸輪，而且撥碼開關只能存儲少量信息，數(shù)字程序控制系統(tǒng)沒有編程和運算的功能，因此改變纖 維制品時準備工作量很大，還不能滿足纏繞復雜制品的要求。由于機械式纏繞機受單純靠齒輪、鏈條布局進行控制的局限性，使得許多計算不能夠精確實現(xiàn)，纏繞精度較低。 纖維纏繞機 有多種類型，以制品規(guī)格分，可分為大、中、小、微型纏繞機； 以結構形式分，可分為臥式、立式、環(huán)繞式等；以制品長度分，可分為連續(xù)式和定長式；以運動自由度分，可分為 二、三、四、五、六軸等； 以控制水平來分，可分為機 械式、液壓伺服式、微機 控制式。而浙江大學研究纖維纏繞的數(shù)學模型和計算方法已有數(shù)年，在理論上對軸對稱纖維纏繞模式做了深入的研究。現(xiàn)在國內有很多開發(fā)和研制微機控制纖維纏繞機的科研院校和廠家。加之纏繞制品形體類型的多樣性和復雜性，以及它在不同領域的應用，線型精密度和質量要求方面差異很大，因此目前玻璃鋼纏繞機控制系統(tǒng)的通用化、標準化和系列化程度還不高。 其中纏繞機主軸控制系統(tǒng)設計 第 2 頁（共 39 頁 ） 纖維纏繞機是玻璃鋼管、罐等纖維纏繞制品生產(chǎn)中的主要設備。對于中高壓管體的石油，化工用管道仍采用過渡管件的方式，少量采用模壓，由于模壓制品同樣存在著強度差的缺點，從而限制了其應用場合，因此中高壓管的配套問題一直未能解決。近年來，在全國各地新建許多生產(chǎn)各類玻璃鋼管道及容器的生產(chǎn)廠家，這將進一步推動該類產(chǎn)品的應用。我國玻璃鋼最主要的應用領域為石油化工、冶金、給排水等行業(yè)，主要產(chǎn)品有冷卻塔、儲罐和管道，占玻璃鋼產(chǎn)品的 39％。據(jù)有關統(tǒng)計資料， 20xx 年我國的玻璃鋼產(chǎn)量己超過 40 萬噸， 20xx 年玻璃鋼總產(chǎn)量比 20xx 年增長 17％達 94萬噸， 20xx年達 160 萬噸，到 “十五”末期 20xx 年達到 185 萬噸。本文介紹了一種由 單片機 AT89C51 作 為 速度 控制器，使用 霍爾傳感器 ，變頻器實時調控主軸電機的轉速，最終達到轉速恒定的 控制系統(tǒng)。軟件 編寫采用 C 語言編程，通過仿真測試電機轉速信號， 結果表明該方法具有簡單、精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點。 達到自動修正被控速度量偏離給定速度值的作用，抑制內部干擾和外部干擾引起的誤差，達到轉速穩(wěn)定的目的。本課題所研究的纖維纏繞機就是生產(chǎn)纖維纏繞制品的主要設備 , 纏繞機在纏繞纖維的過程中，需要控制好固定在主軸上芯模的轉速，這樣隨著芯模厚度的不斷增加，以及繞層的均勻性要求，對主軸的轉速要求很高。 評語： 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 第 X 頁 （共 XII 頁） 長江大學畢業(yè)論文 (設計 )答辯記錄及成績評定 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 纏繞機主軸控制系統(tǒng)設計 答辯時間 年 月 日 ～ 時 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答辯小組 提問（分條摘要列舉） 學生 回答情況評判 三、答辯小組對學生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設計 )最終成績評定 (依據(jù)指導教師評分、評閱教師評分、答 辯小組評分和學校關于畢業(yè)論文 (設計 )評分的相關規(guī)定 ) 等級 (五級制 )： _______ 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) 第 XI 頁（共 XII 頁） 纏繞機主軸控制系統(tǒng) 設計 學 生 ： ，電子信息學院 指導教師： ，電子信息學院 【 摘要 】 玻璃鋼管道 是指連續(xù)纖維經(jīng)過樹脂浸膠后，按照一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后在加熱或常溫下固化， 脫模后形成的產(chǎn)品。 評審意見： 指導教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 第 IX 頁（共 XII 頁） 長江大學畢業(yè)論文 (設計 )評閱教師評語 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè) 論文 (設計 )題目 纏繞機主軸控制系統(tǒng)設計 評閱教師 職 稱 高工 評閱日期 評閱參考內容： 畢業(yè)論文 (設計 )的研究內容、研究方法及研究結果， 難度及工作量，質量和水平， 存在的主要問題與 不足。 計算機輔助軟件： （ Protel99se） a) 數(shù)字電路設計 數(shù)模信號轉換 b) 模擬電子設計 信號處理 相關程序設計 c) 過程控制 反饋環(huán)節(jié)的控制方法 7 工作的主要階段、進度與時間安排 主要階段 進度 主要任務 準備階段 2 月 19 號 3 月 10 號 擬劃畢業(yè)設計的整體方案并完 成開題報告 收集信息階段 3 月 11 號 4 月 10 號 查找相關資料并做好記錄 設計及 調式階段 4 月 11 號 5 月 14 號 按照設計方案進行設計調試并 接受中期檢查 完善階段 5 月 15 號 6 月 5 號 檢查 、 修改錯誤并優(yōu)化設計 ，完成論文定稿 論文答辯階段 6 月 6 號 6 月 12 號 8 指導教師審查意見 第 VIII 頁 （共 XII 頁） 長江大學畢業(yè)論文 (設計 )指導教師評審意見 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 纏繞機主軸控制系統(tǒng)設計 指導教師 職 稱 評審日期 評審參考內容： 畢業(yè)論文 (設計 )的研究內容、研究方法及研究結果， 難度及工作量，質量和水平 ， 存在 的主要問題與不足。 調整電機轉速 —— 單片機輸出的信號經(jīng)過轉換后，通過驅動電 路調節(jié)主軸電機的轉速，達到控制主軸轉速穩(wěn)定的目的。 速度控制器 —— 在基于 89c51 的微處理器中，霍爾傳感器采集到的主軸轉速與輸入信號設定的轉速值進行比較分析，若相同則直接顯示輸出，若不同則通過程序的編寫調節(jié)輸出的值。微控制器 是整個裝置的控制核心，89C51 內帶 4K 字節(jié)的 Flash ROM，用戶程序存放在這里。轉速的控制規(guī)律可以通過外部給定值的修改來實現(xiàn)，比較靈活，易于達到理想的控制性能。 5 主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路 主要研究內容 纖維纏繞機的主軸控制系統(tǒng)，要求主軸的轉速穩(wěn)定，即要求主軸系統(tǒng)無靜態(tài)誤差，動態(tài)恢復過程短，另外還涉及到瞬時最大電流 (即電流環(huán)堵轉電流，代表了伺 服電機所允許承受的最大沖擊 )，故在主軸的控制中采用速度閉環(huán)控制系統(tǒng)。隨著微控技術的發(fā)展 , 它在位置控 制、過程控制、數(shù)據(jù)處理等方面的應用也越來越多。主軸驅動系統(tǒng)控制車床主軸，保證主軸旋轉速度的穩(wěn)定，既為纏繞制品提供一個均勻穩(wěn)定的線性纏繞環(huán)境。另外，計算機還可以存儲多種多樣的零件纏繞程序，這就大大增加了纏繞機的靈活性和適應性，纏繞效率也大大提高。由于采用計算機控制伺服電機的傳動，因此纏繞精度大幅度提高。 計算機控制纖維纏繞機的控制功能是靠事先存放在存儲器里的系統(tǒng)程序來完成的，改變系統(tǒng)程序就改變了控制邏輯。充分利用微機的軟硬件資源和計算機工業(yè)所提供的先進技術，使得纏繞形狀更為復雜的產(chǎn)品成為了可能。如今多轉軸多運動軸纏繞機己成為標準，提高勞動生產(chǎn)率，進一步擴大商用領域已置于首要地位。 3 閱讀的主要參考文獻及資料名稱 [1]陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng) . 機械工業(yè)出版社 ， 第二版 [2]徐愛均 .， 8051單片機實踐教程 . 北京：電子工業(yè)出版社， [3]浣喜 明，姚為正 . 電力電子技術 . 北京：高等教育出版社， [4]康華光，電子技術基礎數(shù)字部分 . 高等教育出版社， [5]孫傳友 翁惠輝，現(xiàn)代檢測技術及儀表 . 高等教育出版社， [6]李軍華，玻璃鋼纏繞控制系統(tǒng)的研究與應用．天津：河北工業(yè)大學， 20xx [7]張崇巍 李漢強，運動控制系統(tǒng)．武漢：武漢理工大學出版社， 20xx [8]陳靜，纖維纏繞機計算機控制系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)．天津：天津工業(yè)大學， 20xx [9]吳皓瑩， FRP 纖維纏繞機多軸運動控制的三維動態(tài)仿真．武漢：武漢理工大 學， 20xx [10]岳博，數(shù)控纖維纏繞機控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學， 20xx 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隨著科技的高速發(fā)展，纖維纏繞管的使用也越來越普遍，其中一個用途就是逐步取代化學腐蝕嚴重的石油部門的金屬管道，延長管道系統(tǒng)的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。準備相關技術資料，同時具有一定的計算機方面的基礎知識。 7． 論文字數(shù)不少于 萬字。 5. 要求所設計的系統(tǒng)能用 PRETOUS進行仿真。 2．畫出控制系統(tǒng)的原理圖。 5．畢業(yè)設計 (論文 )的目標及具體要求 1．設計主軸速度的檢測電路。 第 II 頁 （共 XII 頁） 5．有關電路工作原理進行說明。 附有相應的軟件。 4．畢業(yè)設計 (論文 )應完成的主要內容 1．要求用 WORD進行文檔編輯。 整個過程進行智能化的處理 。 作者簽名： 日 期： 目錄 長江大學畢業(yè)設計 (論文 )任務書 ........................................................................................ 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