为实现对复合材料纤维缠绕机生产过程的监测,以缠绕机及其辅助设备为研究对象,针对实际加工设备的多样性造成的加工数据采集的异构性,基于OPC UA建立缠绕机的信息模型架构。根据OPC基金会发布的OPC UA规范和相关的行业标准,建立纤维缠绕机系统的信息模型和实例化。基于开源项目open62541,导入编译后的缠绕机的信息模型代码,自定义开发出符合使用规范的OPC UA服务器,然后利用UA客户端实现对服务器的连接,客户端能够通过服务器查询系统的加工数据,解决加工数据的异构性问题以达到监测缠绕机生产加工过程的目的;最后验证了建立的纤维缠绕机信息模型能够正确导入到开源项目open62541中,实现了加工数据监测。

为提高玻璃钢管道缠绕机控制精度和稳定性，设计了以工业PC机和嵌入式运动控制器为核心的开放式缠绕机数控系统，并对其硬件组成、工作原理、缠绕控制软件和程序任务功能进行了介绍。系统采用双CPU结构，利用点子齿轮实现主轴和小车的同步运动控制。实践应用表明该系统能满足不同型号玻璃钢管道的加工要求。

为弥补现有硬聚氯乙烯管道缠绕设备的缠绕尺寸精度不够、管道成型后切面质量不高等缺陷,研究一种新的切应力补偿大口径硬聚氯乙烯管道缠绕机。该装置主要由驱动装置、成型模架、切割装置等组成。保证管道割口与管道中心线垂直,自识别完成切割,管道切割后切面质量高。设计的成型辊按一定切向角结构安装。提出新的切应力补偿成型原理,实现切应力的实时补偿,保证缠绕PVC-U管道精度。并对其性能进行实验测试与数据分析,实验证明,该缠绕机各项性能达到预期要求,安全稳定性高,操作简单,能够应用于生产实践。

研究了缠绕机用于玻璃纤维缠绕成型工艺优化控制的问题。设计了一套完整的方案,包括主电机、液压调节装置、托辊、电磁加热系统、主控机、随动伺服小车等。采用液压升降装置通过自由托架式芯模安放、半干法数控缠绕,钢丝绳传动,整个系统实现提高缠绕精度、保证缠绕质量;还可以达到托辊不粘胶的目的,大幅提升了工作效率。