专利名称：一种收线工字轮边缘位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种收线工字轮边缘位置检测装置，适用于拉丝机、漆包机以及各种裸线复绕机等场合使用。。
背景技术：
在拉丝机、裸线复绕机等工业应用场合，线材绕制的平整度，是线材生产质量的一项重要评定指标，并且影响着线材的成品质量和使用效果。其中，影响排线平整度的一个主要因素就是工字轮两边边缘位置的标定不准确，从而造成工字轮绕线换向处容易出现“堆积”现象，影响排线质量。
目前，对工字轮的边缘位置的标定大都采用人工定边法，精度不高且效率低。国际上最先进的排线机构工字轮定边装置是德国KMK公司生产的，这种装置采用机械接触式传感器来实现对工字轮边缘位置的检测，从而带动与其相连的排线机构完成换向。其缺点是 1)机械传感器的运动由人工操纵手柄的转动实现，效率低，精度不高；幻传感器为机械接触式，长期使用会由于磨损降低定位精度；3)结构复杂，对加工精度要求苛刻。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种收线工字轮边缘位置检测装置，该收线工字轮边缘位置检测装置检测精度高、结构简单。
发明的技术解决方案如下
一种收线工字轮边缘位置检测装置，包括支架、导线轮、丝杆、电机、位置检测端、 编码器和用于检测导线轮与工字轮之间轴向距离的位移传感器，位置检测端设置在支架上、丝杆与电机传动连接，编码器设置在丝杆上；丝杆穿过所述的支架；导线轮设置在支架上；位移传感器为两个，沿工字轮轴向设置在位置检测端。
支架上还固设有竖直的导轨，位置检测端通过气缸设置在所述的支架上，且位置检测端与气缸的活动端连接，所述的位置检测端还与能在导轨上滑动的滑块相连。
编码器设置在丝杆的端部。
位移传感器为电涡流位移传感器。
有益效果
本发明的收线工字轮边缘位置检测装置，具有以下优点
首先，检测装置结构简单，由支架、导线轮、丝杆、电机、位置检测端、编码器和位移传感器组成，检测精度高、适用范围广，目前国内尚没有能实现对工字轮边缘位置进行自动检测的装置，基本依靠手工标定方式或国外进口检测装置。
手工标定方法一般是采用一根单位直径的精加工金属棒，靠人工观察来近似对正导线轮周向凹槽同工字轮左右边缘位置，从而实现导线轮在丝杠上的运动极限位置标定， 这种方法误差大，效率低；
国际上目前最先进的用于排线机构工字轮的定边装置是德国KMK公司生产的，这种装置较手工标定方式具有很大的优势，但因其采用机械接触式传感器来实现工字轮边缘位置的检测，从而不可避免地具有以下缺点1)该装置所采用的机械接触式传感器的运动由人工操纵手柄的转动实现，效率低，精度不高；幻传感器为机械接触式，长期使用会由于磨损降低定位精度；3)结构复杂，构件繁多，且边缘位置的检测主要依赖于各个定位机构， 故对加工精度的要求很高。
本发明在丝杆末端连接编码器，可实现对工字轮边缘位置自动检测及标定功能； 其中，位置检测端上安装有2个位移传感器，当排线支架从任意位置向工字轮一边移动时， 由位移传感器即可精确测得导线轮的周向凹槽的中心线与工字轮内侧边缘的距离，通过补偿计算即可由编码器准确标定工字轮两边内侧边缘位置；支架上还固设有竖直的导轨，位置检测端同气缸和滑块相连，由气缸驱动沿导轨实现前后伸缩运动，结构紧凑，控制方便。 具有以下优点1)所采用的电涡流位移传感器，其前后伸缩运动由气缸控制实现，效率高， 精度高；幻传感器为电涡流非接触式，可以保证平稳可靠、高精度的位置检测；幻结构简单，且边缘位置的检测不依赖于各机械结构加工及定位精度，故对加工精度的要求不高。
在检测精度方面，目前的主流检测方式——手工标定法，其精度可达到0. 5mm，而德国KMK公司生产检测装置，检测精度可达到0. 05mm(因德国该产品无法查到相关参数，本数据是根据极限与配合理论中，线性尺寸公差等级中的最高精密级确定)，本发明采用电涡流传感器，通过预先的检测标定，即可消除机械误差，对工字轮边缘的检测基本等于电涡流传感器的检测精度，可达到0. 002mm(由于S为安装定位尺寸，且可以通过预检测进行精确标定，故此装置的检测精度可近似认为是电涡流位移传感器的检测精度。)，检测精度高，结构简单，且对加工精度及安装精度要求较低。


图1是本发明的收线工字轮边缘位置检测装置的结构框图(主视图)；
图2是本发明的收线工字轮边缘位置检测装置的结构框图(侧视图)。
标号说明1-编码器，2-丝杆，3-位移传感器，4-电机，5-导轨，6-支架，7-气缸， 8-滑块，9-位置检测端，10-导线轮，11-工字轮。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1-2所示，一种收线工字轮边缘位置检测装置，它包括有(1)编码器，(2)丝杆，(3)位移传感器，(4)电机，(5)导轨，(6)支架，(7)气缸，(8)滑块，(9)位置检测端， (10)导线轮，(11)工字轮。电机同丝杆传动连接，通过丝杆转动带动支架横向运动，支架上装有导线轮、气缸、导轨以及安装在导轨上的滑块，位置检测端分别同气缸前端和滑块连接，检测端前端装有两个位移传感器，实现对工字轮边缘位置的检测。
工字轮边缘位置检测方法为位置检测端9在气缸7的作用下伸入工字轮11，丝杆2转动，带动支架6由任意初始位置向左移动，当工字轮11左边内侧边缘进入1#位移传感器检测范围时，通过程序补偿计算，标定使导线轮10上的钢丝到达工字轮11左内侧边缘位置(Al点)时所对应的支架6位置为左极限位(即A2点)，同时设定此时编码器1角度为0度；
同理，采用姊位移传感器标定右极限位，此时编码器1读数为左右极限位之间的角度差值，即支架6在丝杆2上的运动范围。
其中，所述的检测端9是通过气缸7的作用实现伸缩运动，检测完工字轮边缘位置可缩回支架中，不影响正常排线作业，结构简单，性能可靠；
其中，所述的补偿计算公式为导线轮10的周向凹槽中心线距离工字轮左内侧边缘的距离为si = Si，+S3(公式1)，距离工字轮右内测边缘距离为S2 = S2’ +S4(公式 2)；
其中，所述的支架左极限位置(A2点)的标定是根据补偿计算公式1求得，并同时设置编码器的读数为0 ；支架右极限位置(B2点)的标定是根据补偿计算公式2求得，同时设置编码器当前读数即代表丝杆母的运动范围。
按照编码器在左右极限位置的角度差值，计算出电机正反转换向控制参数，实现排线支架的换向控制；
在左极限位置(A2点)和右极限位置(B2点)安置有限位开关，当支架越过左右极限位置时，输出机械越位报警。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
1.一种收线工字轮边缘位置检测装置，其特征在于，包括支架、导线轮、丝杆、电机、位置检测端、编码器和用于检测导线轮与工字轮之间轴向距离的位移传感器，位置检测端设置在支架上、丝杆与电机传动连接，编码器设置在丝杆上；丝杆穿过所述的支架；导线轮设置在支架上；位移传感器为两个，沿工字轮轴向设置在位置检测端。
2.根据权利要求1所述的收线工字轮边缘位置检测装置，其特征在于，支架上还固设有竖直的导轨，位置检测端通过气缸设置在所述的支架上，且位置检测端与气缸的活动端连接，所述的位置检测端还与能在导轨上滑动的滑块相连。
3.根据权利要求1所述的收线工字轮边缘位置检测装置，其特征在于，编码器设置在丝杆的端部。
4.根据权利要求1-3任一项所述的收线工字轮边缘位置检测装置，其特征在于，位移传感器为电涡流位移传感器。
全文摘要
本发明公开了一种收线工字轮边缘位置检测装置，包括支架、导线轮、丝杆、电机、位置检测端、编码器和用于检测导线轮与工字轮之间轴向距离的位移传感器，位置检测端设置在支架上、丝杆与电机传动连接，编码器设置在丝杆上；丝杆穿过所述的支架；导线轮设置在支架上；位移传感器为两个，沿工字轮轴向设置在位置检测端。该收线工字轮边缘位置检测装置检测精度高、结构简单。
文档编号G01B7/00GK102506679SQ20111032695
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者刘云龙, 杨武, 谭建平, 陈玲 申请人:中南大学