直進(jìn)式拉絲機(jī)應(yīng)用方案

引言

拉絲機(jī)是金屬線(xiàn)材生產(chǎn)的重要設(shè)備，主要是將金屬線(xiàn)材拉拔成各種規(guī)格的細(xì)絲。從產(chǎn)品規(guī)格上可分為：大拉機(jī)、中拉機(jī)、小拉機(jī)以及細(xì)微拉。從機(jī)械結(jié)構(gòu)上可分為：滑輪式、活套式、水箱式和直進(jìn)式。在電線(xiàn)電纜行業(yè)，雙變頻細(xì)微拉應(yīng)用十分廣泛。相對(duì)而言，其要求的控制性能也較低，而對(duì)大部分鋼絲生產(chǎn)企業(yè)，針對(duì)材料特性，其精度要求和拉拔穩(wěn)定度高，因此使用直進(jìn)式拉絲機(jī)較多。特別是焊材生產(chǎn)企業(yè)，氣體保護(hù)焊絲、埋弧焊絲、鋁焊絲、氬弧焊絲、不銹鋼焊絲、高強(qiáng)度焊絲以及最先進(jìn)的藥芯焊絲，其對(duì)拉絲機(jī)的電氣控制要求很高。變頻器作為主要的電氣控制部分，特別是張力控制的精度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。深圳市偉創(chuàng)電氣作為一家專(zhuān)業(yè)的變頻器制造商，所生產(chǎn)的恒張力AC62-L型專(zhuān)用變頻器，以其卓越的性能贏得了電線(xiàn)電纜企業(yè)和焊絲生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)可和好評(píng)。

一、拉絲機(jī)工作原理

直進(jìn)式拉絲機(jī)是有多個(gè)拉拔頭組成的小型的連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)逐級(jí)拉拔，可以一次性地把鋼絲冷拉到所需的規(guī)格，所以工作效率比較高。但是，由于通過(guò)每一級(jí)的拉拔后，鋼絲的線(xiàn)徑發(fā)生了變化，所以每個(gè)拉拔頭工作線(xiàn)速度也應(yīng)有變化。

根據(jù)拉模配置的不同，各個(gè)拉拔頭的拉拔速度也要變化。拉拔速度的基準(zhǔn)是每個(gè)時(shí)刻通過(guò)拉模的鋼絲的秒流量體積不變。直進(jìn)式拉絲機(jī)的各個(gè)拉拔頭的工作速度就是基于以上的原則，保證各個(gè)拉拔頭同步運(yùn)行。但是，以上的說(shuō)明是基于理想狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)工作過(guò)程，由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差以及機(jī)械傳動(dòng)的間隙，還有在起動(dòng)、加速、減速、停止等動(dòng)態(tài)的工作過(guò)程中，各個(gè)拉拔頭就無(wú)法保持同步，所以，我們?cè)谥边M(jìn)式拉絲機(jī)上采用了張力傳感器，動(dòng)態(tài)測(cè)量各個(gè)拉拔頭間的鋼絲的張力，再把張力轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(0～10V)，用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)反饋給變頻調(diào)速器，變頻器用這個(gè)信號(hào)作閉環(huán)PID過(guò)程控制，在主速度上疊加上PID計(jì)算的調(diào)整量，保持各個(gè)張力檢測(cè)點(diǎn)的張力恒定，也就保證了直進(jìn)式拉絲機(jī)工作在同步恒張力的工作狀態(tài)。

二、系統(tǒng)介紹（以11臺(tái)直進(jìn)式拉絲機(jī)組為例）

該套設(shè)備的作用是對(duì)線(xiàn)材的二次細(xì)拉。過(guò)程中，經(jīng)過(guò)拉拔后形成2.80mm左右的一次成品。再經(jīng)過(guò)二次拉拔形成1.20mm左右的成品（依需求而定）。模具的配比如下表：

根據(jù)客戶(hù)要求，該系統(tǒng)為11聯(lián)直進(jìn)式拉絲機(jī)，該系統(tǒng)采用深圳偉創(chuàng)電氣張力控制專(zhuān)用變頻器AC62-L系列，系統(tǒng)配置如下圖（1）所示，PLC+11臺(tái)專(zhuān)用型變頻器。前饋通道由主機(jī)PLC給定，PLC作為主機(jī)與從機(jī)變頻器作485通訊，（由主機(jī)發(fā)送廣播指令）即前饋頻率由485通訊給定。省卻了價(jià)格高昂的DA模塊。

圖（1）

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)有功能全面（系統(tǒng)啟動(dòng)、停車(chē)、跳卷、線(xiàn)速度設(shè)定、收卷點(diǎn)動(dòng)、斷線(xiàn)保護(hù)等），極大的方便了操作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行熟練的操作和監(jiān)控。PLC在整個(gè)系統(tǒng)中起著重要的作用。                             

（1）得到啟動(dòng)信號(hào)后，PLC輸出使變頻器FWD與COM端子閉合，變頻器運(yùn)行。

（2）根據(jù)按鈕或主電位器由PLC的485通訊端口發(fā)出主速度信號(hào)。

（3）低速穿線(xiàn)時(shí)，需要前聯(lián)動(dòng)、正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)和后聯(lián)動(dòng)。

前聯(lián)動(dòng)：我們以放線(xiàn)工字輪為最前，假如我們?cè)?span lang="EN-US">4#塔輪處腳踏前聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，應(yīng)該是1#～4#機(jī)聯(lián)動(dòng)，即4#機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，1至3號(hào)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，即1到3號(hào)機(jī)頻率信號(hào)來(lái)自點(diǎn)動(dòng)頻率加張力桿PID疊加后給定運(yùn)行頻率，以此類(lèi)推。

正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)：當(dāng)某臺(tái)塔輪上線(xiàn)材松動(dòng)時(shí)，需要單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)該臺(tái)，其它塔輪不動(dòng)作。

反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)：極少用到可以不設(shè)計(jì)。

后聯(lián)動(dòng)：仍以放線(xiàn)工字輪為參照，假如我們?cè)?span lang="EN-US">4#塔輪處腳踏后聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，應(yīng)該是4#～11#機(jī)聯(lián)動(dòng)。即4#機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，5至11號(hào)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，即5到11號(hào)機(jī)頻率信號(hào)來(lái)自點(diǎn)動(dòng)頻率加張力桿PID疊加后給定運(yùn)行頻率，以此類(lèi)推。

變頻器的應(yīng)用要求

如圖（1）所示，機(jī)臺(tái)上有11個(gè)塔輪，其中1#～10#采用偉創(chuàng)電氣拉絲機(jī)張力控制專(zhuān)用變頻器，分別對(duì)應(yīng)張力傳感器。張力傳感器反饋給變頻器一個(gè)0～10V信號(hào)，變頻器以此保證線(xiàn)材的張力恒定。10#也采用拉絲機(jī)專(zhuān)用變頻器，但沒(méi)有張力機(jī)構(gòu)。收線(xiàn)機(jī)的前一臺(tái)定義為主機(jī)，沒(méi)有張力機(jī)構(gòu)，目的是為了收卷前的變頻器的速度沒(méi)有波動(dòng)。便于收卷，11#采用拉絲機(jī)收卷張力控制專(zhuān)用變頻器控制收線(xiàn)輪，即收卷采用恒轉(zhuǎn)矩矢量變頻器，與1#～10#所不同的是，收線(xiàn)工字輪的卷徑在不斷的變化，而且還要保持線(xiàn)材恒張力，以免張力過(guò)大斷線(xiàn)或太松亂線(xiàn)，也就是要求變頻器有很好的張力控制能力。

三、AC62-L系列變頻器特點(diǎn)

1、只需要按說(shuō)明書(shū)正確接線(xiàn)，就可以開(kāi)機(jī)正常工作。

2、所有動(dòng)態(tài)參數(shù)：卷徑、傳動(dòng)比、線(xiàn)徑，空盤(pán)、半盤(pán)、滿(mǎn)盤(pán)，低速、中速、高速，張力、斷線(xiàn)全部由變頻器內(nèi)部自動(dòng)處理。

3、不需要PID板，只需要外接操作開(kāi)關(guān)、少量中間繼電器、指示燈和顯示儀表。

4、系統(tǒng)更簡(jiǎn)潔、成本更低、維護(hù)更方便，同時(shí)，控制效果更佳，設(shè)備運(yùn)行更穩(wěn)定。

5、張力桿（位移傳感器）在下限位、中間位或上限位，都可開(kāi)機(jī)運(yùn)行。自動(dòng)跟蹤拉絲線(xiàn)速度，張力平衡桿或位移傳感器基本維持在中點(diǎn)位置。

6、變頻器與電機(jī)同功率匹配使用，不需要放大變頻器的容量。

7、適用于雙變頻，多變頻拉絲或收卷的張力控制應(yīng)用場(chǎng)合，更換拉絲模具或機(jī)臺(tái)數(shù)時(shí)不需要調(diào)整任何參數(shù)。

參數(shù)設(shè)置：

（1）1#～10#變頻器參數(shù)設(shè)置

注：其中部分參數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置。

（3）張力部分調(diào)試

11#收卷變頻器同樣采用AC80型變頻器，唯一不同的是，1#～10#變頻器塔輪上的卷徑?jīng)]有變化，而11#在生產(chǎn)進(jìn)行中，工字輪卷徑不斷增大。變頻器通過(guò)實(shí)時(shí)卷徑自動(dòng)計(jì)算，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，保持線(xiàn)速度一定。PID自動(dòng)調(diào)節(jié)使張力輪始終處在中間位置，保持恒張力。