可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)。包括線徑檢測(cè)模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)，還包括控制模塊、噴絲裝置，噴絲裝置包括直流伺服電機(jī)，反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴嘴三部分，控制模塊的STM32F103ZET6芯片依次通過(guò)噴絲裝置的直流伺服電機(jī)、反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、噴嘴與線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接，線徑檢測(cè)模塊分別與控制模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接。保證了噴絲過(guò)程中輸入原液與輸出原液不間斷且輸出原液流速幾乎無(wú)波動(dòng)，調(diào)整圓柱活塞A、圓柱活塞B的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度，從而控制噴嘴噴出的原液流速，獲得線徑均勻的初生態(tài)絲并獲得線徑符合要求的可吸收縫合線。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
可吸收縫合線紡竺成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及縫合線制造領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的 線徑控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)醫(yī)用縫合線每年約有15億元的市場(chǎng)需求，而國(guó)產(chǎn)化率卻不到40%。濕法紡絲 是可吸收縫合線的主要成形工藝，在縫合線成形和纏繞過(guò)程中，線徑均勻是影響縫合線的 吸收期、抗張強(qiáng)度的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，壓力是否恒定、線徑是否均勻直接決定縫合線的品質(zhì)。
[0003] 目前，公知的濕法紡絲工藝是紡絲原液經(jīng)溶解脫泡后送入紡絲機(jī)，通過(guò)紡絲累計(jì) 量、過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入噴絲頭，由噴絲孔中壓出的原液細(xì)流進(jìn)入凝固液，再經(jīng)拉伸、膠聯(lián)、水 洗、干燥、卷繞成形。
[0004] 但傳統(tǒng)的紡絲累在紡絲原液的成形過(guò)程中，由于噴絲頭噴絲速度不易控制，易造 成經(jīng)噴絲孔壓出的原液細(xì)流粗細(xì)不均，從而導(dǎo)致成形后的縫合線線徑不均。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò) 程中的線徑控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)線徑的快速監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)合適的控制算法對(duì)噴絲速度進(jìn)行 實(shí)時(shí)反饋控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)可吸收縫合線成形過(guò)程中線徑的閉環(huán)控制，保證生產(chǎn)的可吸收縫合 線線徑均勻。
[0006] 本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用W下技術(shù)方案：一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò) 程中的線徑控制系統(tǒng)，包括線徑檢測(cè)模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括控制模塊、噴 絲裝置，所述噴絲裝置包括直流伺服電機(jī)，反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴嘴=部分，所述控 制模塊的STM32F103ZET6忍片依次通過(guò)噴絲裝置的直流伺服電機(jī)、反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)、噴嘴與線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接，所述線徑檢測(cè)模塊分別與控制模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接；
[0007] 所述反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器、絲杠后支承、螺母塊、絲杠、絲杠前支 承、導(dǎo)軌、=通接頭A、單向閥A、單向閥B、=通接頭B、圓柱活塞A、液壓缸筒A、鎖緊螺母A、活 塞連接塊、鎖緊螺母B、圓柱活塞B、液壓缸筒B、=通接頭C、單向閥C、單向閥D、=通接頭D、輸 入液槽、擋板B、支架、支撐板B、支撐板A、擋板A、密封環(huán)A、密封環(huán)B，所述擋板A、絲杠前支承 固定在導(dǎo)軌內(nèi)一端，所述擋板B、支架固定在導(dǎo)軌內(nèi)另一端，所述聯(lián)軸器固定在支架內(nèi)，所述 直流伺服電機(jī)固定在擋板B上，直流伺服電機(jī)軸通過(guò)擋板B孔與聯(lián)軸器連接；
[000引所述絲杠后支承固定在支架上，所述支撐板B和支撐板A間隔的固定在導(dǎo)軌內(nèi)，所 述螺母塊設(shè)置在絲杠上，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母塊在絲杠上可水平移動(dòng)，所述絲杠的一端穿過(guò) 支撐板A的孔置于絲杠前支承內(nèi)，絲杠的另一端依次穿過(guò)支撐板B孔、絲杠后支承孔、支架孔 與聯(lián)軸器連接，所述活塞連接塊固定在螺母塊上，所述密封環(huán)A套裝在圓柱活塞A的一端上 并置于液壓缸筒A內(nèi)，所述液壓缸筒A通過(guò)兩端的連接板固定在擋板A、支撐板A上，所述圓柱 活塞A的另一端通過(guò)鎖緊螺母A固定在活塞連接塊的一端上；
[0009]所述密封環(huán)B套裝在圓柱活塞B的一端上并置于液壓缸筒B內(nèi)，所述液壓缸筒B通過(guò) 兩端的連接板固定在擋板B、支撐板B上，所述圓柱活塞B的另一端通過(guò)鎖緊螺母B固定在活 塞連接塊的另一端上；
[0010]所述液壓缸筒A的進(jìn)出液口 4與；通接頭B的1 口連接，S通接頭B2 口與單向閥A的 一端連接，=通接頭B的3 口與單向閥B的一端連接，
[00川液壓缸筒B的進(jìn)出液刖與；通接頭C的1 口連接，S通接頭C2 口與單向閥C的一端 連接，S通接頭C的3 口與單向閥D的一端連接，單向閥B的另一端通過(guò)S通接頭D的3 口和2 口 與單向閥C的另一端連接，=通接頭D的1 口與輸入液槽的出口連接，單向閥A的另一端通過(guò) =通接頭A的3 口和2 口與單向閥D的另一端連接，=通接頭A的1 口與噴嘴連接。
[0012] 本實(shí)用新型的有益效果是：W反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)一種新型 噴絲裝置，保證了噴絲過(guò)程中輸入原液與輸出原液不間斷且輸出原液流速幾乎無(wú)波動(dòng)，通 過(guò)直流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)反串聯(lián)雙液壓缸中的圓柱活塞A、圓柱活塞B作往復(fù)直線運(yùn) 動(dòng)，通過(guò)控制直流伺服電機(jī)的正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整圓柱活塞A、圓柱活塞B的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速 度，從而控制噴嘴噴出的原液流速，獲得線徑均勻的初生態(tài)絲，初生態(tài)絲經(jīng)凝固液、再經(jīng)拉 伸、膠聯(lián)、水洗、干燥工序通過(guò)線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)卷繞成形獲得線徑符合要求的可吸收縫合線。
[0013] 采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑進(jìn)行控制，相比傳 統(tǒng)的廣義預(yù)測(cè)控制算法在控制過(guò)程中需要進(jìn)行丟番圖方程的求解、矩陣的求逆計(jì)算和最小 二乘法的遞推求解，改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法通過(guò)引入系統(tǒng)的初始化模型，并在此基礎(chǔ)上 進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，然后直接用過(guò)程模型參數(shù)求解輸出，避免了在線求解丟番圖方程的繁瑣步 驟，大大簡(jiǎn)化了算法的計(jì)算過(guò)程，縮短了在線計(jì)算時(shí)間，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)辨識(shí)結(jié)果的快速收斂，提 高了控制系統(tǒng)的平穩(wěn)性，獲得了更好的控制效果。通過(guò)采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法 對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑與設(shè)定值的差值產(chǎn)生的電機(jī)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)噴絲裝置調(diào)節(jié)噴 絲速度，使噴絲裝置的噴絲速度達(dá)到最優(yōu)，保證生產(chǎn)的可吸收縫合線線徑均勻，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì) 可吸收縫合線成形過(guò)程中線徑的閉環(huán)控制。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)連接框圖；
[0015] 圖2為本實(shí)用新型噴絲裝置的原理圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型噴絲裝置中直流伺服電機(jī)和反串聯(lián)液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0017] 圖4為本實(shí)用新型噴絲裝置中直流伺服電機(jī)和反串聯(lián)液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分解 示意圖；
[0018] 圖5為本實(shí)用新型鎖緊螺母A、活塞連接塊、鎖緊螺母B的結(jié)構(gòu)分解示意圖；
[0019] 圖6為本實(shí)用新型控制模塊中改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法的流程圖；
[0020] 圖7為現(xiàn)有技術(shù)的線徑檢測(cè)模塊的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] W下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0022]如圖1至圖5所示，一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)，包括線徑 檢測(cè)模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)，還包括控制模塊、噴絲裝置。
[0023] 噴絲裝置包括直流伺服電機(jī)，反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴嘴=部分，控制模塊的 STM32F103ZET6忍片依次通過(guò)噴絲裝置的直流伺服電機(jī)1、反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、噴嘴8 與線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接，線徑檢測(cè)模塊分別與控制模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接。
[0024] 控制模塊采用基于ARM Codex-M3核屯、的32位微控制器STM32F103ZET6忍片作為 數(shù)據(jù)處理核屯、，采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0025] 反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器2、絲杠后支承3、螺母塊4、絲杠5、絲杠前支 承6、導(dǎo)軌7、S通接頭A9、單向閥A10、單向閥BlUS通接頭B12、圓柱活塞A13、液壓缸筒A14、 鎖緊螺母Al 5、活塞連接塊16、鎖緊螺母B17、圓柱活塞Bl 8、液壓缸筒Bl 9、=通接頭C20、單向 閥C21、單向閥D22、S通接頭D23、輸入液槽24、擋板B25、支架26、支撐板B27、支撐板A28、擋 板A29、密封環(huán)A30、密封環(huán)B31。
[0026] 擋板A29、絲杠前支承6螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)一端，擋板B25、支架26螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)另一 端，聯(lián)軸器2螺裝在支架26內(nèi)，直流伺服電機(jī)1螺裝在擋板B25上，直流伺服電機(jī)1軸通過(guò)擋板 B25孔與聯(lián)軸器2連接。
[0027] 絲杠后支承3螺裝在支架26上，支撐板B27和支撐板A28間隔的螺裝在導(dǎo)軌7內(nèi)，螺 母塊4通過(guò)螺母塊4的內(nèi)螺紋螺接在絲杠5上，當(dāng)絲杠5旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母塊4在絲杠5上可水平移 動(dòng)，絲杠5的一端穿過(guò)支撐板A28的孔置于絲杠前支承6內(nèi)，絲杠5的另一端依次穿過(guò)支撐板 B27孔、絲杠后支承3孔、支架26孔與聯(lián)軸器2連接在一起。
[00%]鎖緊螺母A15和鎖緊螺母B17分別通過(guò)螺釘固定在活塞連接塊16兩端面上的凹槽 16-1中，活塞連接塊16螺裝在螺母塊4上。
[0029] 密封環(huán)A30套裝在圓柱活塞A13的一端上并置于液壓缸筒A14內(nèi)，液壓缸筒A14通過(guò) 兩端的連接板固定在擋板A29和支撐板A28上，圓柱活塞A13另一端上的凸起與鎖緊螺母A15 一端凸起端上的內(nèi)螺紋螺接在一起。
[0030] 密封環(huán)B31套裝在圓柱活塞B18的一端上并置于液壓缸筒B19內(nèi)，液壓缸筒B19通過(guò) 兩端的連接板固定在擋板B25、支撐板B27上，圓柱活塞B18另一端上的凸起與緊螺母A15另 一端凸起端上的內(nèi)螺紋螺接在一起。
[0031] 液壓缸筒A14的進(jìn)出液口 A14-1通過(guò)連接管與S通接頭B12的1 口連接，S通接頭 B122 口通過(guò)連接管與單向閥Al 0的一端連接，=通接頭B123 口通過(guò)連接管與單向閥B11的一 端連接。
[0032] 液壓缸筒B19的進(jìn)出液口 B19-1通過(guò)連接管與S通接頭C20的1 口連接，S通接頭 C202 口通過(guò)連接管與單向閥C21的一端連接，=通接頭C20的3 口通過(guò)連接管與單向閥D22的 一端連接，單向閥B11的另一端經(jīng)連接管通過(guò)S通接頭D23的3 口和2 口與單向閥C21的另一 端連接，=通接頭D23的1 口通過(guò)連接管與輸入液槽24的出口 24-1連接，單向閥AlO的另一端 經(jīng)連接管通過(guò)S通接頭A9的3 口和2 口與單向閥D22的另一端連接，S通接頭A9的1 口通過(guò)連 接管與噴嘴8連接。
[0033] -種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制方法，采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控 制算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理方法如下：
[0034] 采用一種改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑與設(shè)定值的差值 進(jìn)行算法處理，保證線徑測(cè)量值與線徑設(shè)定值一致，采用改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法，引入了 系統(tǒng)的初始化模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，然后直接用過(guò)程模型參數(shù)求解輸出，步驟如 下:如圖6所示，
[00巧]步驟一、建立初始化模型，
[0036] 改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法采用CARIMA模型描述受到隨機(jī)干擾的被控對(duì)象；
[0037] A(q-i)y(k) =B(Q-I)U 化-l)+C(q-i)C(k)/A [00；3引 其中
[0039]
[0040] Iu化）}和y化)分別表示被控對(duì)象的輸入和輸出，q-1是后移算子，即cTV化）=y化- l)，q-lu(k)=u(k-l)，A(q-l)、B(q-l)和C(q-l)是后移算子q-l的多項(xiàng)式，A=l-q-嗦示差分算 子，R化)}是均值為零的白噪聲系列；
[0041] 當(dāng)被控對(duì)象參數(shù)未知或慢時(shí)變時(shí)，需先在線估計(jì)出A(q-i)、B(q-i)、C(q-i)的系數(shù)， 用參數(shù)預(yù)估值代替真實(shí)值進(jìn)行控制律的推導(dǎo)。即根據(jù)系統(tǒng)的仿真結(jié)果，確定系統(tǒng)的初始化 參數(shù) A(q-i)、B(q-i)、C(q-i);
[0042] 由于縫合線的紡絲成型的工藝復(fù)雜，線徑檢測(cè)位置距離噴絲裝置較遠(yuǎn)，因而系統(tǒng) 的滯后很大。有了初始化參數(shù)，再進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，可W實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)辨識(shí)結(jié)果的快速收斂，達(dá)到 更好的控制效果；
[0043] 步驟二、辨識(shí)模型參數(shù)，
[0044] 在確立了初始化模型的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)，初始化模型的確立，使系統(tǒng) 辨識(shí)速度加快，控制系統(tǒng)平穩(wěn)性也更好，
[0045] 在辨識(shí)過(guò)程中，增加了延時(shí)d的仿真與辨識(shí)，并d進(jìn)行模型輸出預(yù)測(cè)；
[0046] 步驟S、計(jì)算預(yù)測(cè)輸出Ym,
[0047] 設(shè)預(yù)測(cè)長(zhǎng)度為j，由于在k時(shí)刻未來(lái)的噪聲C化+1)4^{1，2，-，^都是未知的，故此 項(xiàng)可忽略，改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法在k+j時(shí)刻的預(yù)測(cè)輸出為
后，A為N行na列的系統(tǒng)參數(shù)矩陣，B為N行nb+1列的系統(tǒng)參數(shù)矩陣，C為N行nc列的系統(tǒng)參數(shù)矩 陣;A，B，C定義如下：
[n04Rl
[i
[(K)加]
[0化1 ]
[0化2]
[0化3]
[0化4]
[005引其中，ym化+d)是k時(shí)刻W后d步的優(yōu)化預(yù)測(cè)，yr化+d+j)是k時(shí)刻W后d+j步的參考輸 出，d為系統(tǒng)的滯后時(shí)間，a為柔化因子，S為設(shè)定值；
[0化6] 步驟五、構(gòu)造矩陣G，
[0057]在廣義預(yù)測(cè)控制算法中，k時(shí)刻的優(yōu)化性能指標(biāo)具有W下形式：
[0化引

[0059]其中E{ ?}表示取數(shù)學(xué)期望，r為控制加權(quán)系數(shù)，性能指標(biāo)的最優(yōu)解即J的最小二乘 解為 [0060
[0061
[0062
[0063
[0064] 步驟六、計(jì)算gT，
[0065] gT為矩陣(GTG+rI)-iGT的第一行元素組成的向量；
[0066] 步驟屯、計(jì)算最優(yōu)控制量U，
[0067] 改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法的最優(yōu)控制量為，
[0068] U化)=U化-1 HgT(Yr-Ym)
[0069] 其中矩陣Yr,矩陣Ym分別為
[0070] ；
[0071 ]可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制方法步驟如下：
[0072] 直流伺服電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器巧E動(dòng)絲杠 5作順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，絲杠巧區(qū) 動(dòng)螺母塊4,將絲杠5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母塊4的直線運(yùn)動(dòng)，螺母塊4通過(guò)活塞連接塊16帶 動(dòng)圓柱活塞A13和圓柱活塞B18做同步直線運(yùn)動(dòng)；
[0073] 當(dāng)直流伺服電機(jī)1正轉(zhuǎn)時(shí)，從直流伺服電機(jī)1尾部向絲杠5看，直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲 杠5作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，絲杠5的旋向?yàn)橛倚?，絲杠巧區(qū)動(dòng)螺母塊4向右運(yùn)動(dòng)，活塞連接塊16帶 動(dòng)圓柱活塞A13和圓柱活塞B18向右運(yùn)動(dòng)，液壓缸筒A14左端油腔體積增大，壓力減小，單向 閥AlO關(guān)閉，單向閥Bl 1打開(kāi)，輸入液槽24中的原液依次經(jīng)輸入液槽24的出口 24-1、=通接頭 D23的1 口和3 口、單向閥B11、S通接頭B12的3 口和1 口、液壓缸筒Al4的進(jìn)出液接口 14-1流入 液壓缸筒A14的左端油腔，同時(shí)，液壓缸筒B19右端油腔體積減小，壓力增大，單向閥C21關(guān) 閉，單向閥D22打開(kāi)，液壓缸筒B19內(nèi)原液依次經(jīng)液壓缸筒Bl 9的進(jìn)出液接口 19-1、S通接頭 C20的1 口和3 口、單向閥D22、S通接頭A9的2 口和1 口流入噴嘴8，由噴嘴8獲得初生態(tài)絲；
[0074] 當(dāng)直流伺服電機(jī)1反轉(zhuǎn)時(shí)，從直流伺服電機(jī)1尾部向絲杠5看，直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲 杠5作逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，絲杠5的旋向?yàn)橛倚?，絲杠巧區(qū)動(dòng)螺母塊4向左運(yùn)動(dòng)，活塞連接塊16帶 動(dòng)圓柱活塞A13和圓柱活塞B18向左運(yùn)動(dòng)，液壓缸筒B19右端油腔體積增大，壓力減小，單向 閥C21打開(kāi)，單向閥D22關(guān)閉，輸入液槽24中的原液依次經(jīng)輸入液槽24的出口 24-1、S通接頭 D23的1 口和2 口、單向閥C21、S通接頭C20的2 口和1 口、液壓缸筒B19的進(jìn)出液接口 19-1流入 液壓缸筒B19的右端油腔；同時(shí)，液壓缸筒A14左端油腔體積減小，壓力增大，單向閥Bll關(guān) 閉，單向閥Al 0打開(kāi)，液壓缸筒A14內(nèi)原液依次經(jīng)液壓缸筒Al 4的進(jìn)出液接口 14-1、=通接頭 Bl2的1 口和2 口、單向閥Al0、S通接頭A9的3 口和1 口流入噴嘴8，由噴嘴8獲得初生態(tài)絲；
[0075] 采用反串聯(lián)雙液壓缸的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成一種新型的噴絲裝置，保證輸出液流速幾乎 無(wú)波動(dòng)，直流伺服電機(jī)1的正反轉(zhuǎn)每切換一次，圓柱活塞A13、圓柱活塞B18往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次;直 流伺服電機(jī)1正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速越高，圓柱活塞A13、圓柱活塞B18往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度越快，噴嘴8噴 出的原液流速越大，獲得的初生態(tài)絲線徑越小，此時(shí)纏繞速度也同步加大，所W調(diào)節(jié)直流伺 服電機(jī)1的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，就可控制噴嘴8噴出的原液流速，而原液流速?zèng)Q定了噴出的線徑，故 可控制噴嘴8按設(shè)定的流速值噴出相應(yīng)線徑的初生態(tài)絲，初生態(tài)絲經(jīng)凝固液、再經(jīng)拉伸、膠 聯(lián)、水洗、干燥工序通過(guò)線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)卷繞成形獲得可吸收縫合線。
[0076] 原液為殼聚糖與膠原蛋白的原料混合液。
[0077] W線陣CCD為核屯、的線徑檢測(cè)模塊對(duì)可吸收縫合線線徑進(jìn)行測(cè)量，將線徑測(cè)量值 與線徑設(shè)定值送入控制模塊，通過(guò)改進(jìn)的廣義預(yù)測(cè)控制算法對(duì)檢測(cè)的可吸收縫合線線徑與 設(shè)定值的差值產(chǎn)生的電機(jī)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)噴絲裝置調(diào)節(jié)噴嘴8噴絲速度，獲得與線徑設(shè)定 值一致的初生態(tài)絲，實(shí)現(xiàn)對(duì)可吸收縫合線成形過(guò)程中線徑的閉環(huán)控制。
[0078] 參照?qǐng)D7,線徑檢測(cè)模塊采用線陣CCD作為線徑檢測(cè)核屯、，包括光學(xué)成像模塊，基于 CPLD的線陣CCD驅(qū)動(dòng)模塊，高速A/D數(shù)據(jù)采集和DSP數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊。其中光學(xué)成像模塊與 基于CPLD的線陣CCD驅(qū)動(dòng)模塊連接，高速A/D數(shù)據(jù)采集和DSP數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊同時(shí)與光學(xué) 成像模塊和基于CPLD的線陣CO)驅(qū)動(dòng)模塊連接。
[0079] 線徑檢測(cè)模塊的工作流程如下：
[0080] 光源照射路線被可吸收縫合線遮擋，光信號(hào)發(fā)生變化，光信號(hào)通過(guò)遠(yuǎn)屯、鏡頭、光路 輸入到線陣CCD，CPLD驅(qū)動(dòng)電路在驅(qū)動(dòng)時(shí)序的控制下為線陣CCD輸出驅(qū)動(dòng)指令，來(lái)自線陣CCD 的電荷信號(hào)進(jìn)入信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行濾波，信號(hào)經(jīng)濾波后，信號(hào)調(diào)理電路向A/D采樣電路輸出 模擬電壓信號(hào)，A/D采樣電路將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸入至化SP控制器，由DSP控 制器完成二值化處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算線徑、數(shù)據(jù)傳輸處理，由DSP控制器為本實(shí)用新型的控 制模塊提供檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0081] W上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方案，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可吸收縫合線紡絲成形過(guò)程中的線徑控制系統(tǒng)，包括線徑檢測(cè)模塊、線經(jīng)纏繞 機(jī)構(gòu)，其特征在于:還包括控制模塊、噴絲裝置，所述噴絲裝置包括直流伺服電機(jī)，反串聯(lián)雙 液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴嘴三部分，所述控制模塊的STM32F103ZET6芯片依次通過(guò)噴絲裝置的直 流伺服電機(jī)(1)、反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、噴嘴(8)與線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接，所述線徑檢測(cè)模 塊分別與控制模塊、線經(jīng)纏繞機(jī)構(gòu)連接； 所述反串聯(lián)雙液壓缸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括聯(lián)軸器(2)、絲杠后支承（3)、螺母塊(4)、絲杠(5)、 絲杠前支承(6)、導(dǎo)軌(7)、三通接頭A(9)、單向閥A(IO)、單向閥B(Il)、三通接頭B( 12)、圓柱 活塞A( 13 )、液壓缸筒A( 14 )、鎖緊螺母A( 15 )、活塞連接塊（16 )、鎖緊螺母B (17 )、圓柱活塞B (18) 、液壓缸筒B(19)、三通接頭C(20)、單向閥C(21)、單向閥D(22)、三通接頭D(23)、輸入液 槽(24)、擋板B(25)、支架（26)、支撐板B(27)、支撐板A(28)、擋板A(29)、密封環(huán)A(30)、密封 環(huán)B(31)，所述擋板A(29)、絲杜前支承(6)固定在導(dǎo)軌(7)內(nèi)一端，所述擋板B(25)、支架(26) 固定在導(dǎo)軌(7)內(nèi)另一端，所述聯(lián)軸器(2)固定在支架(26)內(nèi)，所述直流伺服電機(jī)(1)固定在 擋板B(25)上，直流伺服電機(jī)(1)軸通過(guò)擋板B(25)孔與聯(lián)軸器(2)連接； 所述絲杠后支承（3)固定在支架（26)上，所述支撐板B(27)和支撐板A(28)間隔的固定 在導(dǎo)軌(7)內(nèi)，所述螺母塊(4)設(shè)置在絲杠(5)上，當(dāng)絲杠(5)旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺母塊(4)在絲杠(5)上 可水平移動(dòng)，所述絲杠（5)的一端穿過(guò)支撐板A(28)的孔置于絲杠前支承(6)內(nèi)，絲杠(5)的 另一端依次穿過(guò)支撐板B(27)孔、絲杠后支承(3)孔、支架(26)孔與聯(lián)軸器(2)連接，所述活 塞連接塊（16)固定在螺母塊(4)上，所述密封環(huán)A(30)套裝在圓柱活塞A(13)的一端上并置 于液壓缸筒A(H)內(nèi)，所述液壓缸筒A(H)通過(guò)兩端的連接板固定在擋板A(29)、支撐板A (28)上，所述圓柱活塞A(13)的另一端通過(guò)鎖緊螺母A(15)固定在活塞連接塊（16)的一端 上； 所述密封環(huán)B(31)套裝在圓柱活塞B(IS)的一端上并置于液壓缸筒B(19)內(nèi)，所述液壓 缸筒B(19)通過(guò)兩端的連接板固定在擋板B(25)、支撐板B(27)上，所述圓柱活塞B(18)的另 一端通過(guò)鎖緊螺母B(17)固定在活塞連接塊(16)的另一端上； 所述液壓缸筒A( 14 )的進(jìn)出液口 A( 14-1)與三通接頭B (12 )的1 口連接，三通接頭B( 12 ) 2 口與單向閥A( 10)的一端連接，三通接頭B(12)3 口與單向閥B(11)的一端連接，液壓缸筒B (19) 的進(jìn)出液口 B(19-l)與三通接頭C(20)的1 口連接，三通接頭C(20)2 口與單向閥C(21)的 一端連接，三通接頭C( 20 )的3 口與單向閥D (22 )的一端連接，單向閥B (11)的另一端通過(guò)三 通接頭D (23 )的3 口和2 口與單向閥C (21)的另一端連接，三通接頭D (2 3 )的1 口與輸入液槽 (24)的出口（ 24-1)連接，單向閥A( 10)的另一端通過(guò)三通接頭A(9)的3 口和2 口與單向閥D (22 )的另一端連接，三通接頭A( 9 )的1 口與噴嘴(8 )連接。
【文檔編號(hào)】D01D13/00GK205529160SQ201620056465
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年1月21日
【發(fā)明人】隋修武, 李瑤, 李琰, 胡秀兵
【申請(qǐng)人】天津工業(yè)大學(xué)