CN102529083A - 复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法 - Google Patents

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CN102529083A CN2011104587641A CN201110458764A CN102529083A CN 102529083 A CN102529083 A CN 102529083A CN 2011104587641 A CN2011104587641 A CN 2011104587641A CN 201110458764 A CN201110458764 A CN 201110458764A CN 102529083 A CN102529083 A CN 102529083A
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许家忠
乔明
尤波
沈爱华
张增超
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Abstract

复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法。传统的输电杆塔普遍存在笨重、易腐烂、锈蚀或开裂、寿命不长的缺点.本发明其组成包括：主轴伺服电机(7)，所述的主轴伺服电机通过减速器(8)连接主轴(9)，所述的主轴连接锥形管状芯模(10)，所述的锥形管状芯模通过玻璃纤维浸渍树脂(11)连接导丝头(12)，所述的导丝头连接具有伸臂机构(13)的缠绕小车(14)，所述的缠绕小车(15)具有沿着小车轨道(15)左右平移的车体，运动控制器Trio控制所述的主轴伺服电机。本发明用于缠绕电线杆。

Description

复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法
技术领域：
发明涉及一种用于缠绕锥形电线杆的复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法。
背景技术：
传统的输电杆塔普遍存在笨重、易腐烂、锈蚀或开裂、寿命不长的缺点，施工运输和运行维护困难，容易出现各种安全隐患，随着新材料技术及其制备工艺的发展，复合材料得到了快速发展，复合材料电线杆具有质量轻、耐腐蚀、强度高、寿命更长等优点，维护成本低且能够承受极端的气候条件，在输配电线路、通讯线路、通讯塔等工程中可以很好地取代传统的木杆、钢筋混凝土杆和铁塔。
目前复合材料电线杆在输电杆塔中已经得到应用，然而复合材料锥形电线杆加工工艺还存在许多关键的问题仍未解决，导致生产的锥形电线杆厚度不均匀、生产效率低。
发明内容：
发明的目的是提供一种能够提高复合材料锥形电线杆加工效率、制造的电线杆壁厚均匀，强度高的复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种复合材料锥形电线杆缠绕机，其组成包括：主轴伺服电机，所述的主轴伺服电机通过减速器连接主轴，所述的主轴连接锥形管状芯模，所述的锥形管状芯模通过玻璃纤维浸渍树脂连接导丝头，所述的导丝头连接具有伸臂机构的缠绕小车，所述的缠绕小车具有沿着小车轨道左右平移的车体，运动控制器Trio控制所述的主轴伺服电机。
所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的小车轴Axis1连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的伸臂机构，所述的导丝头轴Axis3连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接导丝头。
所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的控制器具有串行通讯口、电源模块、I/O模块、模拟量输出模块、编码器输入口。
所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的控制器控制具有四个自由度的控制机构，所述的主轴与所述的缠绕小车与所述的伸臂机构与所述的导丝头分别与所述的伺服电机连接，可以实现所述的主轴旋转、所述的缠绕小车沿与所述的小车轨道左右平移、所述的伸臂机构沿与所述的主轴垂直方向前后平移、所述的导丝头绕竖直方向旋转。
一种复合材料锥形电线杆的缠绕方法，由玻璃纤维浸渍树脂复合材料制造的锥形管状结构，以四轴缠绕机控制机构为加工设备，采用变缠绕角缠绕工艺将玻璃纤维浸渍树脂缠绕在锥形管状芯模表面实现等壁厚缠绕，内固化完毕后脱模形成锥形管状结构电线杆。
所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的运动控制器Trio包括主轴Axis0、小车轴Axis1、伸臂轴Axis2、导丝头轴Axis3，所述的控制器Trio具有串行通讯口、电源模块、I/O模块、模拟量输出模块、编码器输入口，所述的主轴Axis0通过主轴伺服驱动器连接主轴伺服电机，所述的小车轴Axis1通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的导丝头轴Axis3通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接导丝头。
所述的复合材料锥形电线杆的缠绕方法，所述的变缠绕角缠绕工艺，锥形管状等厚缠绕的条件为：
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE001
（1），其中D为锥形管状芯模大端直径与管壁厚度之和、d为锥形管状芯模小端直径与管壁厚度之和、
Figure 781541DEST_PATH_IMAGE002
为对应直径处的缠绕角；
由锥形管状几何关系可知：
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE003
（2），其中
Figure 500099DEST_PATH_IMAGE004
为锥形管状芯模某i位置的直径、L为芯模长度、
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE005
为i处长度；
由公式（1）和公式（2）得到i处缠绕角为：
Figure 954214DEST_PATH_IMAGE006
（3），设芯模的转速为n r/min，当缠绕锥形管状芯模时，i处缠绕小车的运动速度（
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE007
）（4）则为随
Figure 450923DEST_PATH_IMAGE004
变化而变化的变量；缠绕小车根据公式（3）和公式（4）计算得到的速度
Figure 521647DEST_PATH_IMAGE008
运动，四轴缠绕机控制机构就会缠绕出等壁厚的电线杆。
所述的四轴缠绕机控制机构的控制方法，运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，6V电压对应电机转速为1500r/min，则模拟量电压dac与主轴转速n r/min的关系为：
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE009
(5)，利用运动控制器Trio中电子齿轮指令Connect（k，0）将缠绕小车运动连接到主轴上，实现缠绕小车以速比
Figure 512737DEST_PATH_IMAGE010
跟随主轴运动，由缠绕小车的运动速度（
Figure 352517DEST_PATH_IMAGE007
）（4）和主轴转速n r/min (5)得到参数 ，参数
Figure 521592DEST_PATH_IMAGE010
是一个随缠绕小车位置而变化的值，从而实现变齿轮控制，其中
Figure 814034DEST_PATH_IMAGE012
为主轴减速比，含义为主轴转1周对应编码器的脉冲数， 为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数。
同理利用Trio运动控制器中电子齿轮指令CONNECT（k1，1）将伸臂机构运动连接到缠绕小车上，实现伸臂机构跟随缠绕小车运动，参数
Figure 608814DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE015
为伸臂机构减速比，含义为伸臂机构走1毫米对应的对应编码器的脉冲数，
Figure 771942DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数。
然后利用Trio运动控制器中绝对位置指令MOVEABS（
Figure 141613DEST_PATH_IMAGE016
）实现导丝头跟踪缠绕小车旋转保持纱宽不变，确保纱片搭接良好，其中
Figure 186929DEST_PATH_IMAGE006
i处缠绕角是随缠绕小车的位置 变化而变化， 为导丝头减速比，含义为导丝头旋转1°对应编码器的脉冲数。
在缠绕过程中，在芯模两端存在换向问题，可以通过速度匹配MOVELINK指令实现缠绕小车加速或减速
Figure 68614DEST_PATH_IMAGE018
距离后速度匹配于主轴速度，已知两端匹配长度分别为
Figure 625498DEST_PATH_IMAGE018
：
从A加速运动到B采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（ ，
Figure 2011104587641100002DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 776917DEST_PATH_IMAGE019
，0，0）
从C减速运动到D采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（ ，
Figure 376843DEST_PATH_IMAGE020
，0， ，0）
从D加速运动到C采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 586293DEST_PATH_IMAGE018
， ，
Figure 8364DEST_PATH_IMAGE020
，0，0）
从B减速运动到A采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 453252DEST_PATH_IMAGE018
， ，0，
Figure 106267DEST_PATH_IMAGE019
，0）
运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，驱动主轴电机带动芯模转动，同时采用发脉冲的方式对缠绕小车、伸臂机构和导丝头进行控制，并结合运动控制器Trio中电子齿轮CONNECT指令将缠绕小车与主轴通过电子齿轮联接，使缠绕小车以变化的齿轮比跟踪主轴的运动来实现变缠绕角的缠绕；电子齿轮CONNECT指令将伸臂机构与缠绕小车通过电子齿轮联接和绝对位置MOVEABS指令控制导丝头跟踪缠绕小车运动实现纱宽不变，最终通过主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头四轴协调运动缠绕出变缠绕角等壁厚的锥形管状电线杆。
有益效果：
1.本发明能够提高复合材料锥形电线杆加工效率，采用变缠绕角工艺可以保证生产的锥形电线杆壁厚均匀，强度高。
本发明利用电子齿轮方式将四个轴协调运动简化为缠绕小车跟踪主轴的单轴伺服运动、伸臂机构跟踪缠绕小车的单轴伺服运动和导丝头跟踪缠绕小车的单轴伺服运动，这种基于TRIO嵌入式运动控制器的电子凸轮CAMBOX方式实现的电子齿轮位置跟踪控制方式只和从动轴与被跟随轴之间位置有关系，可以确保纱片搭接良好，在纤维缠绕过程中，主轴和小车要根据工艺要求随时进行加减速、停留和反向启动等操作，同时这种通过电子齿轮的控制方法大大简化了缠绕设备的机械结构，避免了复杂的缠绕轨迹规划、线型设计和计算控制。极大地降低了弯管缠绕设备的复杂性和成本。
本发明采用变缠绕角工艺实现锥形电线杆等厚缠绕，解决了复合材料电线杆缠绕厚度不均匀电线杆强度低、生产效率低的问题，采用四轴缠绕机控制机构，可以提高复合材料锥形电线杆加工效率。
本发明所生产的复合材料锥形电线杆具有质量轻、耐腐蚀、强度高、寿命更长等优点，维护成本低且能够承受极端的气候条件，在输配电线路、通讯线路、通讯塔等工程中可以很好地取代传统的木杆、钢筋混凝土杆和铁塔。
附图说明：
附图1是本产品的结构示意图。
附图2是控制方法框图。
附图3是变缠绕角实现等厚缠绕原理图。
具体实施方式：
实施例1：
一种复合材料锥形电线杆缠绕机，其组成包括：复合材料锥形电线杆缠绕机，其组成包括：主轴伺服电机，其特征是：所述的主轴伺服电机通过减速器连接主轴，所述的主轴连接锥形管状芯模，所述的锥形管状芯模通过玻璃纤维浸渍树脂连接导丝头，所述的导丝头连接具有伸臂机构的缠绕小车，所述的缠绕小车具有沿着小车轨道左右平移的车体，运动控制器Trio控制所述的主轴伺服电机，运动控制器Trio控制缠绕小车跟踪主轴的单轴伺服运动、伸臂机构跟踪缠绕小车的单轴伺服运动和导丝头跟踪缠绕小车的单轴伺服运动。
实施例2：
实施例1所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的小车轴Axis1连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的伸臂机构，所述的导丝头轴Axis3连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接导丝头。
具有主轴1Axis0、小车轴2Axis1、伸臂轴3Axis2、导丝头轴4Axis3的运动控制器5Trio，所述的主轴Axis0通过主轴伺服驱动器6连接主轴伺服电机7，所述的主轴伺服电机通过减速器8连接主轴9，所述的主轴连接锥形管状芯模10，所述的锥形管状芯模通过玻璃纤维浸渍树脂11连接导丝头12，所述的导丝头连接具有伸臂机构13的缠绕小车14，所述的缠绕小车沿着小车轨道15左右平移，所述的小车轴Axis1通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的小车轨道，所述的伸臂轴Axis2通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的导丝头轴Axis3通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接导丝头。
实施例3：
所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，所述的运动控制器Trio包括主轴Axis0、小车轴Axis1、伸臂轴Axis2、导丝头轴Axis3，所述的控制器Trio具有串行通讯口16、电源模块17、I/O模块18、模拟量输出模块19、编码器输入口20。所述的主轴Axis0通过主轴伺服驱动器连接主轴伺服电机，所述的小车轴Axis1通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的导丝头轴Axis3通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接导丝头。
实施例4：
实施例1或2所述的复合材料电线杆缠绕机，所述的控制器控制具有四个自由度的控制机构，所述的主轴与所述的缠绕小车与所述的伸臂机构与所述的导丝头分别与所述的伺服电机连接，可以实现所述的主轴旋转、所述的缠绕小车沿与所述的小车轨道左右平移、所述的伸臂机构沿与所述的主轴垂直方向前后平移、所述的导丝头绕竖直方向旋转。
实施例5：
一种复合材料电线杆的缠绕方法，由玻璃纤维浸渍树脂复合材料制造的锥形管状结构，以四轴缠绕机控制机构为加工设备，采用变缠绕角缠绕工艺将玻璃纤维浸渍树脂缠绕在锥形管状芯模表面实现等壁厚缠绕，内固化完毕后脱模形成锥形管状结构电线杆。
实施例6：
实施例5所述的复合材料电线杆的缠绕方法，所述的变缠绕角缠绕工艺，锥形管状等厚缠绕的条件为：
Figure 661008DEST_PATH_IMAGE001
（1），其中D为锥形管状芯模大端直径与管壁厚度之和、d为锥形管状芯模小端直径与管壁厚度之和、
Figure 858771DEST_PATH_IMAGE002
为对应直径处的缠绕角；
由锥形管状几何关系可知：
Figure 937585DEST_PATH_IMAGE003
（2），其中
Figure 904404DEST_PATH_IMAGE004
为锥形管状芯模某i位置的直径、L为芯模长度、
Figure 879313DEST_PATH_IMAGE005
为i处长度；
由公式（1）和公式（2）得到i处缠绕角为：
Figure 95531DEST_PATH_IMAGE006
（3），设芯模的转速为n r/min，当缠绕锥形管状芯模时，i处缠绕小车的运动速度（
Figure 696146DEST_PATH_IMAGE007
）（4）则为随
Figure 517471DEST_PATH_IMAGE004
变化而变化的变量；缠绕小车根据公式（3）和公式（4）计算得到的速度
Figure 460019DEST_PATH_IMAGE008
运动，四轴缠绕机控制机构就会缠绕出等壁厚的电线杆。
实施例7：
上述实施例所述的四轴缠绕机控制机构的控制方法，运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，6V电压对应电机转速为1500r/min，则模拟量电压dac与主轴转速n r/min的关系为：
Figure 366795DEST_PATH_IMAGE009
(5)，利用运动控制器Trio中指令电子齿轮指令Connect（k，0）将缠绕小车运动连接到主轴上，实现缠绕小车以速比
Figure 256254DEST_PATH_IMAGE010
跟随主轴运动，由缠绕小车的运动速度（
Figure 728824DEST_PATH_IMAGE007
）（4）和主轴转速n r/min (5)得到参数 ，参数
Figure 187410DEST_PATH_IMAGE010
是一个随缠绕小车位置而变化的值，从而实现变齿轮控制，其中
Figure 411718DEST_PATH_IMAGE012
为主轴减速比，含义为主轴转1周对应编码器的脉冲数，
Figure 207636DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数。
同理利用Trio运动控制器中电子齿轮指令CONNECT（k1，1）将伸臂机构运动连接到缠绕小车上，实现伸臂机构跟随缠绕小车运动，参数
Figure 616621DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure 497989DEST_PATH_IMAGE015
为伸臂机构减速比，含义为伸臂机构走1毫米对应的对应编码器的脉冲数，
Figure 260409DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数。
然后利用Trio运动控制器中绝对位置指令MOVEABS（
Figure 661565DEST_PATH_IMAGE016
）实现导丝头跟踪缠绕小车旋转保持纱宽不变，确保纱片搭接良好，其中
Figure 585659DEST_PATH_IMAGE006
i处缠绕角是随缠绕小车的位置
Figure 954323DEST_PATH_IMAGE005
变化而变化，
Figure 520434DEST_PATH_IMAGE017
为导丝头减速比，含义为导丝头旋转1°对应编码器的脉冲数。
在缠绕过程中，在芯模两端存在换向问题，可以通过速度匹配MOVELINK指令实现缠绕小车加速或减速
Figure 25365DEST_PATH_IMAGE018
距离后速度匹配于主轴速度，已知两端匹配长度分别为
Figure 369627DEST_PATH_IMAGE018
：
从A加速运动到B采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 225588DEST_PATH_IMAGE018
， ，
Figure 954826DEST_PATH_IMAGE019
，0，0）
从C减速运动到D采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 220723DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 46203DEST_PATH_IMAGE020
，0，
Figure 219695DEST_PATH_IMAGE020
，0）
从D加速运动到C采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 699218DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 136016DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 232148DEST_PATH_IMAGE020
，0，0）
从B减速运动到A采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 147014DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 995890DEST_PATH_IMAGE019
，0， ，0）
运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，驱动主轴电机带动芯模转动，同时采用发脉冲的方式对缠绕小车、伸臂机构和导丝头进行控制，并结合运动控制器Trio中电子齿轮CONNECT指令将缠绕小车与主轴通过电子齿轮联接，使缠绕小车以变化的齿轮比跟踪主轴的运动来实现变缠绕角的缠绕；电子齿轮CONNECT指令将伸臂机构与缠绕小车通过电子齿轮联接和绝对位置MOVEABS指令控制导丝头跟踪缠绕小车运动实现纱宽不变，最终通过主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头四轴协调运动缠绕出变缠绕角等壁厚的锥形管状电线杆。
实施例8：
上述实施例所述的复合材料锥形电线杆缠绕机及缠绕方法，运动控制器中的控制程序时基于英国翠欧运动技术公司运动控制器软件开发语言 Trio Basic语言编写的。利用软件电子齿轮CONNECT指令、带有速度匹配MoveLink指令和移动到绝对位置MOVEABS指令控制主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头协调运动缠绕出变缠绕角等厚的的锥形管状电线杆。
电子齿轮指令的语法定义如下：电子齿轮CONNECT（ratio，driving_axis）,参数ratio为电子齿轮的联接率。比率定义为编码器边沿比率；参数driving_axis为被联接轴的轴号，此指令的比率可以通过在相同的轴再执行电子齿轮CONNECT而随时改变，不需取消以前的电子齿轮CONNECT指令可自动更新速率。
速度匹配指令的语法定义如下：速度匹配MOVELINK (distance, link dist, link acc, link dec, link axis)。参数distance：为联接轴从开始联接到联接结束的联接距离，采用该轴定义的用户单位。link dist为被连接轴在连接的整个过程中移动的正向距离，采用该轴定义的用户单位。link acc为在联接轴加速阶段，被连接轴移动的正向距离，采用该轴定义的用户单位。link dec为在联接轴减速阶段，被连接轴移动的正向距离，采用该轴定义的用户单位。link axis为被联接轴的轴号。
移动到绝对位置指令的定义语法如下：绝对位置MOVEABS(position)。参数position为移动的目标位置，采用该轴定义的用户单位。

Claims (9)

1.一种复合材料锥形电线杆缠绕机，其组成包括：主轴伺服电机，其特征是：所述的主轴伺服电机通过减速器连接主轴，所述的主轴连接锥形管状芯模，所述的锥形管状芯模通过玻璃纤维浸渍树脂连接导丝头，所述的导丝头连接具有伸臂机构的缠绕小车，所述的缠绕小车具有沿着小车轨道左右平移的车体，运动控制器Trio控制所述的主轴伺服电机，运动控制器Trio控制缠绕小车跟踪主轴的单轴伺服运动、伸臂机构跟踪缠绕小车的单轴伺服运动和导丝头跟踪缠绕小车的单轴伺服运动。
2.根据权利要求1所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，其特征是：所述的运动控制器Trio包括主轴Axis0、小车轴Axis1、伸臂轴Axis2、导丝头轴Axis3，所述的控制器Trio具有串行通讯口、电源模块、I/O模块、模拟量输出模块、编码器输入口，所述的主轴Axis0通过主轴伺服驱动器连接主轴伺服电机，所述的小车轴Axis1通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接所述的缠绕小车，所述的导丝头轴Axis3通过伺服驱动器、伺服电机、减速器连接导丝头。
3.根据权利要求2所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，其特征是：所述的小车轴Axis1连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的缠绕小车，所述的伸臂轴Axis2连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接所述的伸臂机构，所述的导丝头轴Axis3连接伺服驱动器，所述的伺服驱动器连接伺服电机，所述的伺服电机连接减速器，所述的减速器连接导丝头。
4.根据权利要求1或2或3所述的复合材料锥形电线杆缠绕机，其特征是：所述的控制器控制具有四个自由度的控制机构，所述的主轴与所述的缠绕小车与所述的伺服电机连接、所述的伸臂机构与所述的伺服电机连接，所述的导丝头与所述的伺服电机连接，以实现所述的主轴旋转、所述的缠绕小车沿与所述的小车轨道左右平移、所述的伸臂机构沿与所述的主轴垂直方向前后平移、所述的导丝头绕竖直方向旋转。
5.一种复合材料锥形电线杆的缠绕方法，其特征为：由玻璃纤维浸渍树脂复合材料制造的锥形管状结构，以四轴缠绕机控制机构为加工设备，采用变缠绕角缠绕工艺将玻璃纤维浸渍树脂缠绕在锥形管状芯模表面实现等壁厚缠绕，内固化完毕后脱模形成锥形管状结构电线杆。
6.根据权利要求5所述的复合材料锥形电线杆的缠绕方法，其特征是：所述的变缠绕角缠绕工艺，锥形管状等厚缠绕的条件为：                                                
Figure 2011104587641100001DEST_PATH_IMAGE001
（1），其中D为锥形管状芯模大端直径与管壁厚度之和、d为锥形管状芯模小端直径与管壁厚度之和、
Figure 879891DEST_PATH_IMAGE002
为对应直径处的缠绕角；
由锥形管状几何关系可知：
Figure 2011104587641100001DEST_PATH_IMAGE003
（2），其中
Figure 293DEST_PATH_IMAGE004
为锥形管状芯模某i位置的直径、L为芯模长度、
Figure 2011104587641100001DEST_PATH_IMAGE005
为i处长度；
由公式（1）和公式（2）得到i处缠绕角为：
Figure 966981DEST_PATH_IMAGE006
（3），设芯模的转速为n r/min，当缠绕锥形管状芯模时，i处缠绕小车的运动速度（
Figure 2011104587641100001DEST_PATH_IMAGE007
）（4）则为随
Figure 831032DEST_PATH_IMAGE004
变化而变化的变量；缠绕小车根据公式（3）和公式（4）计算得到的速度
Figure 114246DEST_PATH_IMAGE008
运动，四轴缠绕机控制机构就会缠绕出等壁厚的电线杆。
7.根据权利要求5或6所述的四轴缠绕机控制机构的控制方法，其特征是：运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，6V电压对应电机转速为1500r/min，则模拟量电压dac与主轴转速n r/min的关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
(5)，利用运动控制器Trio中电子齿轮指令Connect（k，0）将缠绕小车运动连接到主轴上，实现缠绕小车以速比跟随主轴运动，由缠绕小车的运动速度（）（4）和主轴转速n r/min (5)得到参数
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，参数
Figure 559899DEST_PATH_IMAGE010
是一个随缠绕小车位置而变化的值，从而实现变齿轮控制，其中
Figure 228778DEST_PATH_IMAGE012
为主轴减速比，含义为主轴转1周对应编码器的脉冲数，为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
同理利用Trio运动控制器中电子齿轮指令CONNECT（k1，1）将伸臂机构运动连接到缠绕小车上，实现伸臂机构跟随缠绕小车运动，参数
Figure 159824DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为伸臂机构减速比，含义为伸臂机构走1毫米对应的对应编码器的脉冲数，为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
然后利用Trio运动控制器中绝对位置指令MOVEABS（）实现导丝头跟踪缠绕小车旋转保持纱宽不变，确保纱片搭接良好，其中
Figure 95922DEST_PATH_IMAGE006
i处缠绕角是随缠绕小车的位置
Figure 260188DEST_PATH_IMAGE005
变化而变化，为导丝头减速比，含义为导丝头旋转1°对应编码器的脉冲数；
在缠绕过程中，在芯模两端存在换向问题，通过速度匹配MOVELINK指令实现缠绕小车加速或减速
Figure 970655DEST_PATH_IMAGE018
距离后速度匹配于主轴速度，已知两端匹配长度分别为
Figure 739720DEST_PATH_IMAGE018
：
从A加速运动到B采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 586454DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 656041DEST_PATH_IMAGE019
，0，0）
从C减速运动到D采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 588225DEST_PATH_IMAGE018
，，0，
Figure 883126DEST_PATH_IMAGE020
，0）
从D加速运动到C采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 123614DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 74253DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 425600DEST_PATH_IMAGE020
，0，0）
从B减速运动到A采用的指令为：
速度匹配MOVELINK（
Figure 404182DEST_PATH_IMAGE018
，，0，
Figure 253506DEST_PATH_IMAGE019
，0）
运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，驱动主轴电机带动芯模转动，同时采用发脉冲的方式对缠绕小车、伸臂机构和导丝头进行控制，并结合运动控制器Trio中电子齿轮CONNECT指令将缠绕小车与主轴通过电子齿轮联接，使缠绕小车以变化的齿轮比跟踪主轴的运动来实现变缠绕角的缠绕；电子齿轮CONNECT指令将伸臂机构与缠绕小车通过电子齿轮联接和绝对位置MOVEABS指令控制导丝头跟踪缠绕小车运动实现纱宽不变，最终通过主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头四轴协调运动缠绕出变缠绕角等壁厚的锥形管状电线杆。
8.根据权利要求7所述的四轴缠绕机控制机构的控制方法，其特征是：运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，6V电压对应电机转速为1500r/min，则模拟量电压dac与主轴转速n r/min的关系为：
Figure 657812DEST_PATH_IMAGE009
(5)，利用运动控制器Trio中指令Connect（k，0）将缠绕小车运动连接到主轴上，实现缠绕小车以速比
Figure 864802DEST_PATH_IMAGE010
跟随主轴运动，由缠绕小车的运动速度
Figure DEST_PATH_IMAGE021
（4）和主轴速度
Figure 915935DEST_PATH_IMAGE009
(5)得到参数
Figure 841166DEST_PATH_IMAGE011
，参数
Figure 534315DEST_PATH_IMAGE010
是一个随缠绕小车位置而变化的值，从而实现变齿轮控制，其中为主轴减速比，含义为主轴转1周对应编码器的脉冲数，
Figure 565649DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
同理利用Trio运动控制器中指令CONNECT（k1，1）将伸臂机构运动连接到缠绕小车上，实现伸臂机构跟随缠绕小车运动，参数
Figure 447017DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure 661967DEST_PATH_IMAGE015
为伸臂机构减速比，含义为伸臂机构走1毫米对应的对应编码器的脉冲数，
Figure 843549DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
然后利用Trio运动控制器中指令MOVEABS（）实现导丝头跟踪缠绕小车旋转保持纱宽不变，确保纱片搭接良好，其中
Figure 559144DEST_PATH_IMAGE006
i处缠绕角是随缠绕小车的位置变化而变化，
Figure 895764DEST_PATH_IMAGE017
为导丝头减速比，含义为导丝头旋转1°对应编码器的脉冲数；
在缠绕过程中，在芯模两端存在换向问题，可以通过MOVELINK指令实现缠绕小车加速或减速
Figure 990759DEST_PATH_IMAGE018
距离后速度匹配于主轴速度，已知两端匹配长度分别为
Figure 581140DEST_PATH_IMAGE018
：
从A加速运动到B采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 669051DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 825226DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure 28805DEST_PATH_IMAGE019
，0，0）
从C减速运动到D采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 637641DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 762198DEST_PATH_IMAGE020
，0，
Figure 710563DEST_PATH_IMAGE020
，0）
从D加速运动到C采用的指令为：
MOVELINK（，
Figure 961602DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 610889DEST_PATH_IMAGE020
，0，0）
从B减速运动到A采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 164492DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 772191DEST_PATH_IMAGE019
，0，
Figure 11411DEST_PATH_IMAGE019
，0）
运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，驱动主轴电机带动芯模转动，同时采用发脉冲的方式对缠绕小车、伸臂机构和导丝头进行控制，并结合运动控制器Trio中CONNECT指令将缠绕小车与主轴通过电子齿轮联接，使缠绕小车以变化的齿轮比跟踪主轴的运动来实现变缠绕角的缠绕；CONNECT指令将伸臂机构与缠绕小车通过电子齿轮联接和MOVEABS指令控制导丝头跟踪缠绕小车运动实现纱宽不变，最终通过主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头四轴协调运动缠绕出变缠绕角等壁厚的锥形管状电线杆。
9.根据权利要求5或6所述的四轴缠绕机控制机构的控制方法，其特征是：运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，6V电压对应电机转速为1500r/min，则模拟量电压dac与主轴转速n r/min的关系为：
Figure 464389DEST_PATH_IMAGE009
(5)，利用运动控制器Trio中指令Connect（k，0）将缠绕小车运动连接到主轴上，实现缠绕小车以速比
Figure 652925DEST_PATH_IMAGE010
跟随主轴运动，由缠绕小车的运动速度
Figure 179328DEST_PATH_IMAGE021
（4）和主轴速度
Figure 718894DEST_PATH_IMAGE009
(5)得到参数
Figure 709984DEST_PATH_IMAGE011
，参数
Figure 267873DEST_PATH_IMAGE010
是一个随缠绕小车位置而变化的值，从而实现变齿轮控制，其中
Figure 217374DEST_PATH_IMAGE012
为主轴减速比，含义为主轴转1周对应编码器的脉冲数，
Figure 775394DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
同理利用Trio运动控制器中指令CONNECT（k1，1）将伸臂机构运动连接到缠绕小车上，实现伸臂机构跟随缠绕小车运动，参数
Figure 835754DEST_PATH_IMAGE014
，其中为伸臂机构减速比，含义为伸臂机构走1毫米对应的对应编码器的脉冲数，
Figure 135597DEST_PATH_IMAGE013
为缠绕小车减速比，含义为缠绕小车走1毫米对应的对应编码器的脉冲数；
然后利用Trio运动控制器中指令MOVEABS（
Figure 915334DEST_PATH_IMAGE016
）实现导丝头跟踪缠绕小车旋转保持纱宽不变，确保纱片搭接良好，其中
Figure 779385DEST_PATH_IMAGE006
i处缠绕角是随缠绕小车的位置
Figure 62599DEST_PATH_IMAGE005
变化而变化，
Figure 353903DEST_PATH_IMAGE017
为导丝头减速比，含义为导丝头旋转1°对应编码器的脉冲数；
在缠绕过程中，在芯模两端存在换向问题，通过MOVELINK指令实现缠绕小车加速或减速
Figure 620936DEST_PATH_IMAGE018
距离后速度匹配于主轴速度，已知两端匹配长度分别为
Figure 537945DEST_PATH_IMAGE018
：
从A加速运动到B采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 675666DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 669029DEST_PATH_IMAGE019
，，0，0）
从C减速运动到D采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 98054DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 849802DEST_PATH_IMAGE020
，0，
Figure 279646DEST_PATH_IMAGE020
，0）
从D加速运动到C采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 990113DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 734078DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure 846391DEST_PATH_IMAGE020
，0，0）
从B减速运动到A采用的指令为：
MOVELINK（
Figure 181557DEST_PATH_IMAGE018
，
Figure 628588DEST_PATH_IMAGE019
，0，，0）
运动控制器Trio以发模拟量电压的方式对主轴转速进行闭环控制，驱动主轴电机带动芯模转动，同时采用发脉冲的方式对缠绕小车、伸臂机构和导丝头进行控制，并结合运动控制器Trio中CONNECT指令将缠绕小车与主轴通过电子齿轮联接，使缠绕小车以变化的齿轮比跟踪主轴的运动来实现变缠绕角的缠绕；CONNECT指令将伸臂机构与缠绕小车通过电子齿轮联接和MOVEABS指令控制导丝头跟踪缠绕小车运动实现纱宽不变，最终通过主轴、缠绕小车、伸臂机构和导丝头四轴协调运动缠绕出变缠绕角等壁厚的锥形管状电线杆。
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