絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種絞車，尤其涉及一種自動識別絞車絲桿上動軌座運(yùn)行位置的絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實(shí)現(xiàn)方法，適用于絞車上有多種直徑纜陣、纜陣有多層次布陣的電氣自動排纜系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]絞車電氣自動排纜系統(tǒng)，如圖1所示，包括動軌座1、絲桿2和兩個(gè)基座11，兩個(gè)基座安裝在絞車上，絲桿2連接在兩個(gè)基座之間，動軌座通過絲桿螺母、軸承安裝在絲桿上。一個(gè)基座上安裝有伺服電機(jī)3，伺服電機(jī)3和絲桿2相連，絲桿的兩端各有一個(gè)限位開關(guān)。伺服電機(jī)軸側(cè)安裝有絲桿編碼器5，控制絞車上的卷筒旋轉(zhuǎn)的變頻電機(jī)軸側(cè)安裝有卷筒編碼器。工作時(shí)，動軌座在絲桿上來回移動，纜陣經(jīng)過動軌座導(dǎo)引自動纏繞到卷筒上。絲桿上動軌座的位置是實(shí)現(xiàn)絞車整齊、有序排纜及實(shí)現(xiàn)卷筒和絲桿同步運(yùn)行的重要參數(shù)，動軌座在絲桿上往復(fù)移動，其運(yùn)動軌跡在平面坐標(biāo)上是等長的折線，如果分層分段考慮，運(yùn)算處理復(fù)雜。不同功能的絞車有不同的處理方式，有的絞車絲桿上動軌座的移動距離與纜繩直徑固定一個(gè)或幾個(gè)螺距，或者固定一個(gè)比例關(guān)系，但是這種絞車，僅適合排布只有一種纜徑的纜繩，操作比較不方便。還有一種“可排變直徑電纜和測量張力的排纜裝置”，在絞車動軌座上設(shè)計(jì)了三輥輪裝置，用編碼器、傳感器、放大裝置等來檢測纜繩直徑、繩長和繩速，以確定排纜節(jié)距以及絲桿與卷筒的同步速度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅增加了硬件數(shù)量，增加了設(shè)備對空間位置的需求，同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)和制作成本。在空間有限、不能安裝過多檢測部件的情況下，對于需要纏繞一種纜陣上存在多種直徑規(guī)格的纜繩的絞車，既要知道纜陣層數(shù)、絲桿換向位置，保證卷筒和絲桿同步(或稱主機(jī)和從機(jī)同步)運(yùn)行，又要將纜陣排布均勻、整齊，使用上述方法實(shí)現(xiàn)有些困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題；提供一種絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實(shí)現(xiàn)方法，其將動軌座在絲桿上的往復(fù)折線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，便于獲得動軌座在絲桿上運(yùn)行的確切總長度，便于確定動軌座在絲桿上的實(shí)際位置，方法巧妙，計(jì)算簡便，有效提高動軌座位置的計(jì)算精度，為辯識纜陣層數(shù)、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運(yùn)行提供了保證，確保絞車?yán)|陣排布均勻、整齊。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:動軌座安裝在絲桿上，絲桿的旋轉(zhuǎn)受伺服電機(jī)控制，伺服電機(jī)受伺服電機(jī)驅(qū)動控制器控制，安裝在伺服電機(jī)上的絲桿編碼器輸出信號給伺服電機(jī)驅(qū)動控制器，卷筒受變頻電機(jī)控制，變頻電機(jī)受變頻電機(jī)驅(qū)動控制器控制，安裝在變頻電機(jī)上的卷筒編碼器輸出信號給變頻電機(jī)驅(qū)動控制器，纜陣經(jīng)過動軌座導(dǎo)引自動纏繞到卷筒上，本發(fā)明絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟:
[0005]①.定義卷筒所纏纜陣奇數(shù)層、偶數(shù)層和動軌座運(yùn)行方向；根據(jù)每一層所纏纜陣的圈數(shù)求出卷筒變頻電動機(jī)初始轉(zhuǎn)數(shù)和最終轉(zhuǎn)數(shù)，進(jìn)而求得卷筒編碼器轉(zhuǎn)過的圈數(shù)；根據(jù)每一層初始及最終結(jié)束時(shí)卷筒編碼器讀數(shù)和每一層初始及最終結(jié)束時(shí)絲桿編碼器讀數(shù)求出所述的卷筒和所述的絲桿的速度比；
[0006]②.按照纜徑分段求出當(dāng)前卷筒上纜陣的直線總長度，即為所述的動軌座移動過的直線總長度；
[0007]③.求出卷筒上已纏繞纜陣的總層數(shù)，辨識出卷筒上纏繞的當(dāng)前層是奇數(shù)層還是偶數(shù)層；
[0008]④.根據(jù)卷筒上纜陣層數(shù)的奇偶性，判斷絲桿上動軌座當(dāng)前的移動方向，求出絲桿上動軌座的目標(biāo)位移。
[0009]絲桿上動軌座的目標(biāo)位移也就是動軌座在絲桿上的實(shí)際位移值，獲得動軌座在絲桿上的實(shí)際位置。本發(fā)明根據(jù)卷筒編碼器和絲桿編碼器的測量數(shù)據(jù)及卷筒與絲桿的速比，將絲桿上動軌座的往復(fù)折線運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，根據(jù)直線運(yùn)動計(jì)算出動軌座在絲桿上運(yùn)行的總長度，再與核算出的纜陣層數(shù)運(yùn)算，求出動軌座在絲桿上的實(shí)際位置值。方法巧妙，計(jì)算簡便，有效提高動軌座位置的計(jì)算精度，為辯識纜陣層數(shù)、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運(yùn)行提供了保證，確保絞車?yán)|陣排布均勻、整齊。
[0010]作為優(yōu)選，所述的步驟②為:根據(jù)步驟①求出的卷筒和絲桿的速度比，獲得纜徑切換時(shí)所述的卷筒編碼器的讀數(shù)估計(jì)值，判斷當(dāng)前卷筒上的纜陣是否到達(dá)纜徑切換處，按照纜陣的纜徑分段，分別求出每次纜徑切換前所述的卷筒上纜陣的直線總長度，即為纜徑切換前所述的動軌座移動過的直線總長度。
[0011]由于本發(fā)明中絞車?yán)p繞的纜線包含多種纜徑，而每段纜的長度和直徑是已知的，因此纜徑切換時(shí)，前面一段纜線走過的長度是容易獲得的。卷筒編碼器檢測卷筒的轉(zhuǎn)速和圈數(shù)，從卷筒轉(zhuǎn)了多少圈，就能算出纜線已經(jīng)纏繞了多長。而纜徑切換時(shí)，卷筒編碼器的讀數(shù)和正常情況下相比會有所變化，當(dāng)這個(gè)變化發(fā)生時(shí)，就說明纜徑已到達(dá)切換處。
[0012]作為優(yōu)選，由于纜陣的纜徑變化，從第一次纜經(jīng)切換后卷筒上纜陣的當(dāng)前層及以后的每一層都有高低分段現(xiàn)象，對存在這些現(xiàn)象的每一層將所述的動軌座移動過的直線總長度進(jìn)行修正。通過修正，以獲得更精確的動軌座移動過的直線總長度，最后獲得更加精確的動軌座在絲桿上的實(shí)際位移值。
[0013]作為優(yōu)選，對所述的動軌座移動過的直線總長度進(jìn)行修正的修正方法為:將步驟②中獲得的動軌座移動過的直線總長度加上一個(gè)修正值，這個(gè)修正值是綜合考慮纜徑誤差、卷筒直徑誤差、卷筒長度誤差、絲桿長度誤差和絲桿螺距誤差得出的。
[0014]這個(gè)修正值通過多次調(diào)試獲得。在每一層的換向處對動軌座移動過的直線總長度也進(jìn)行同樣的修正。由于設(shè)備裝配過程中存在卷筒和絲桿安裝的中心位置不在一條直線上的實(shí)際情況，故纜陣的奇數(shù)層和偶數(shù)層可考慮使用兩個(gè)不同的修正值。在收纜和放纜時(shí)對動軌座移動過的直線總長度的修正處理方式一致。
[0015]作為優(yōu)選，所述的步驟③為:計(jì)算所述的動軌座移動過的直線總長度和動軌座在絲桿上移動的有效長度之比得出所述的卷筒上已纏繞纜陣的總層數(shù)，辨識出卷筒上纏繞的當(dāng)前層是奇數(shù)層還是偶數(shù)層。
[0016]作為優(yōu)選，所述的步驟④為:若卷筒上纏繞的當(dāng)前層是偶數(shù)層，則判定動軌座在絲桿上的移動方向?yàn)檎?，則動軌座的目標(biāo)位移就等于動軌座移動過的直線總長度再減去動軌座在絲桿上移動的有效長度和當(dāng)前卷筒上纜陣總層數(shù)的乘積所獲得的差；若卷筒上纏繞的當(dāng)前層是奇數(shù)層，則判定動軌座在絲桿上的移動方向?yàn)榉聪?，則動軌座的目標(biāo)位移就等于動軌座在絲桿上移動的有效長度和當(dāng)前卷筒上纜陣總層數(shù)的乘積減去動軌座移動過的直線總長度。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:僅使用了兩個(gè)檢測部件一一兩只編碼器的檢測數(shù)據(jù)，絞車設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小。將絲桿上動軌座原有復(fù)雜的往復(fù)折線運(yùn)動，轉(zhuǎn)變成了簡單的直線運(yùn)動，便于獲得動軌座在絲桿上運(yùn)行的確切總長度，簡化了程序運(yùn)算和分析的復(fù)雜度，有效提高絲桿上動軌座所處位置的計(jì)算精度，方法巧妙，計(jì)算簡便。本發(fā)明為辨識絞車上纜陣層數(shù)、絲桿換向以及卷筒和絲桿是否同步運(yùn)行提供了保證，確保絞車?yán)|陣排布均勻、整齊，適用于絞車上不同規(guī)格纜徑的纜陣的收放、拖曳。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中動軌座、絲桿和基座的安裝結(jié)構(gòu)的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明中絞車的一種工作原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖中1.動軌座，2.絲桿，3.伺服電機(jī)，4.伺服電機(jī)驅(qū)動控制器，5.絲桿編碼器，
6.卷筒，7.變頻電機(jī)，8.變頻電機(jī)驅(qū)動控制器，9.卷筒編碼器，10.纜陣，11.基座。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0022]實(shí)施例:本實(shí)施例的絞車絲桿上動軌座位置折線變直線實(shí)現(xiàn)方法，用在絞車電氣自動排纜系統(tǒng)上，如圖1所示，絞車電氣自動排纜系統(tǒng)包括動軌座1、絲桿2和兩個(gè)基座11，兩個(gè)基座安裝在絞車上，絲桿2連接在兩個(gè)基座之間，