基于多丝束预浸铺放机构的恒张力控制技术研究

针对铺放过程的恒张力控制问题,介绍了一种多丝束预浸铺放设备的结构、组成及实现方法;选用宽度为3.2 mm的数根碳纤维丝束为原料,丝束带浸渍树脂胶液后在铺放头和芯模的协调下,从芯模的一端铺放到芯模的另一端;将模糊自整定PID控制技术应用到系统中,提出了双闭环控制方法;采用PLC、旋转编码器、张力传感器、FR93等组成的控制系统,实现了纤维丝束的全自动恒张力铺放。研究结果表明,该方法不仅能达到速度和张力的工艺要求,而且解决了系统受大惯性和干扰的影响,即保持模糊控制的灵活性,又具有PID控制的特点,铺放过程平稳、无离缝、工作可靠、故障率低。

多丝束碳纤维湿法缠绕系统研究

研究了多丝束碳纤维湿法缠绕机工艺,对影响张力的摩擦张力调节环节、碳纤维放卷辊及缠绕辊环节、同步运动环节分别进行了分析。在此基础上,研究了系统控制策略、设计PID张力控制系统和目标跟随式的同步运动控制系统,保证了缠绕的高质量。对碳纤维预浸缠绕机的控制系统软硬件进行设计和实现。结果表明:采用以上算法后,碳纤维张力达到±1N;缠绕精度达到±0.1mm。研究了触摸屏与远端监控相结合的双上位控制结构,设计了触摸屏本地人-机接口,利用RS-485总线传输,实现了碳纤维湿法缠绕机远端监控。

集束短纤张力检测系统设计

为实现在聚酯短纤生产过程中多丝束张力的实时监测,提高产品质量,设计了一种多丝束张力实时检测系统。该检测系统以STM32单片机硬件系统为下位机,通过应变片式压力传感器和张力变送器获取实时张力,并通过Modbus通讯协议将信息传输至上位机。根据工厂现有设备研制了龙门架式张力同步检测装置和陶瓷压头检测装置,能够对生产线上的24束聚酯短纤进行精确的张力检测。工控机软件使用SQL Server关系型数据库管理系统实现对张力监测的数字信息化管理。该检测系统实现了对多丝束聚酯短纤张力的实时监测,为后续张力调节提供数据参考,可提高产品质量。