玻璃钢制品广泛应用于航空、军工等领域。玻璃钢纤维缠绕机是生产玻璃钢制品的核心设备。玻璃钢纤维缠绕机控制系统是对玻璃钢纤维缠绕机的工作状态以及动作进行控制的系统,主要实现控制玻璃钢纤维缠绕机完成不同规格的玻璃钢制品的缠绕。当前玻璃钢纤维缠绕机控制系统多采用“板卡运动控制器+工控机”的控制方案,此控制方案多存在可靠性差、稳定性低、同步控制精度低等问题。四轴玻璃钢纤维缠绕机是目前应用需求最为广泛的一种机型,它在二轴、三轴玻璃钢纤维缠绕机的基础上增加了控制丝嘴旋转运动的功能,可实现多种玻璃钢制品的缠绕,具有保证纤维束精确的铺放到芯模上的优点,可以提高玻璃钢制品缠绕成型工艺的技术水平、自动化程度以及玻璃钢制品质量,缩短玻璃钢制品的开发周期,提高生产效率,减少工作人员的劳动强度,降低生产成本。本文针对当前玻璃钢纤维缠绕机控制系统存在可靠性差、稳定性低、同步控制精度低等问题,设计开发四轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统。本文对四轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统的需求进行分析,分别从功能需求和非功能需求两方面进行了规约。在功能需求方面,本文分别从系统设置、项目管理、系统报警、加工控制、系统状态显示、系统回零等功能需求进行设计。在非功能需求方面,本文根据四轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统的使用环境及相关行业标准,提出了系统在缠绕精度方面需要衡量的指标。本文采用了“研华工控机+MC1004运动控制器”的上下位机结构,研华工控机与MC1004运动控制器使用RS232串口实现通信。上位机软件使用Qt平台进行开发,主要实现人机交互、运动轨迹生成等功能。下位机程序使用ST语言进行编写,主要完成对上位机传输的运动轨迹点和运动指令的处理。下位机采用电子凸轮的控制方式控制小车、伸臂、丝嘴跟随主轴同步联合运动,实现四轴玻璃钢纤维缠绕机的缠绕。最后,本文对系统进行了轨迹仿真和缠绕实验,结果表明,基于电子凸轮控制的四轴玻璃钢纤维缠绕机控制系统的可靠性好、同步运动控制精度高,能够实现常见回转体芯模的玻璃钢制品的缠绕。