[实用新型]智能并丝机控制单元

说明书

本实用新型涉及的是智能并丝机的一种控制单元，属于电线电缆制造领域。

并丝机是将多根丝线并成一股再缠绕到线盘上的设备，并好丝的线盘供编织机进行编织使用。

    普通并丝机只具备简单的并丝绕线功能，绕线前安装空线盘、固定丝线、启动机器，一盘绕线结束剪断丝线、打结线头、拆下线盘等一系列辅助并丝动作需人工完成。故普通并丝机自动化程度低，生产效率不高，对工人的操作熟练程度要求高，同时进行并丝的线盘数量一般最多只有3只，再多则性价比大幅降低。

智能并丝机是一种高度自能化的并丝机，从空线盘定位、安装，到启动电机并丝绕线，到并丝结束、剪线、固定线头、出成品盘，所有并丝动作自动完成，无需人工干预。操作人员只需将空线盘放置在供盘架上，并及时将集盘架上的成品盘移走即可。智能并丝机能同时并丝4只线盘或更多线盘。与普通并丝机相比，智能并丝机具有自动化程度高、生产效率高、操作人员工作强度低、并丝过程无需人工干预，生产效率是普通并丝机的5至10倍。但是，与普通并丝机比较，智能并丝机结构复杂，并丝过程机械动作多，控制系统也复杂。为保证并丝工作顺利完成与并丝质量，各机械动作必须精确到位，这就对机器控制部分提出更高要求。

并丝机在并丝过程中有两个主要的动作，一是绕线速度，二是排线节距。为了精确控制智能并丝机的绕线转速与排线节距，主传动电机与调节节距的排线电机均采用伺服电机。当启动主电机绕线时，排线电机也以设定的排线节距速度开始运行，绕线速度变化时，排线速度也相应变化，以保证排线节距不变。绕线结束，启动扭线电机，将多股丝线扭成一股，防止剪断线后丝线散乱。其它并丝动作，如将供盘架上的空盘固定在绕线轴上、剪线、夹线、取下并好丝的盘并输送到集盘架上等，都由气缸控制。所有的气缸动作，以及三只电机的运行都由控制单元统一控制执行。绕线长度、绕线速度、排线节距、排线位置、扭线速度等所有控制设备运行的参数都在控制单元上设定。同时，控制单元要实时监控设备的运行状态，如输送空盘是否到位、固定空盘是否到位、是否缺盘、成品盘是否及时移出、是否有断丝发生、气压压力大小、主机运行状态、排线电机运行状态等等。一旦有异常情况发生，控制单元要立即停机并显示报警信息。所以，设备的控制单元既要能按并丝参数要求准确、实时地控制各传动单元，又要能实时监控设备各部件的运行状态，保证并丝质量。

本实用新型创造是设计与开发一种新型单片机，作为智能并丝机的控制单元。它具有控制、显示、及复杂数学运算功能，可以很好地控制智能并丝机高速绕线与规律排线，保证在绕线加减速时保持排线节距不变；并能准确控制气缸运动，确保其它并丝动作精确、到位。单片机根据设置好的并丝参数控制从空盘到成品盘的所有并丝动作，同时显示机器的并丝数据，监控机器的运行状态。智能并丝机如果在运行中发生异常情况，如发生断丝、电机驱动器故障、气压不足、气缸动作不到位、排线异常等，控制单元将实时报警并停机，显示报警信息，方便使用人员排除故障，确保设备运行安全，保证并丝质量。

单片机作为整机控制系统的核心单元，主要有显示部件与控制部件组成，控制部件包含处理器MCU、信号输入与输出、存储、通讯、脉冲发生器、日历时钟、以及按键阵列等部分组成。软件具体包括友好人机界面、主机控制与排线控制、并丝参数计算、输入输出信号处理、按键操作、扭线控制、断电记忆等部分。各部分有机结合又相对独立，确保整机高速运行又能实时控制。本单片机功能如下：

1、显示部件。采用液晶屏点阵显示方式，能显示中英文字符、数字及特殊字符，能显示自创符号，满足智能并丝机所有参数与信息的显示要求。

2、处理器单元。单片机的核心控制部件，采用单片机高端控制芯片，具有速度快、运算能力强、功能齐备、实时控制、运行可靠等特点，是智能并丝机能实现其高度自动化的有力保障。

3、信号输入与输出部件。作为单片机的外围控制部件，主要实现处理器与外部控制器件（如继电器等）及外部信号发生器（如传感器等）的信号转换，它将处理器的控制信号转化为外部控制器件控制信号，从而最终控制气缸动作；同时，将外部信息，如动作过程、异常报警等信号转化为处理器能够接受处理的数据。

3、信号输入与输出部件。作为单片机的外围控制部件，主要实现处理器与外部控制器件（如继电器等）及外部信号发生器（如传感器等）的信号转换，它将处理器的控制信号转化为外部控制器件控制信号，从而最终控制气缸动作；同时，将外部信息，如动作过程、异常报警等信号转化为处理器能够接受处理的数据。

4、存储单元。保存单片机的操作信息、运行参数、显示信息等，能实现单片机的断电记忆功能。