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一种拉丝机张力装置
来源：广搜网
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发布日期： 22:57:17
&&&&发明人：袁维雨 龚俊杰（摘要：本实用新型公开了一种拉丝机张力装置，包括张力杆机构、传感轴以及电位器装置，所述张力杆机构包括张力杆、连接于所述张力杆一端的张紧轮和滑动套接于所述张力杆另一端的平衡砣；所述张力杆的中段加工有旋转孔；所述传感轴一端加工有轴肩；所述传感轴轴肩一端转动套接于所述旋转孔内；所述电位器连接于所述张力杆传感轴的另一端，所述拉丝机张力装置结构简单、能及时将张力变化传递至电位器上，从而及时调整收线轮的转动速度。）
1. 一种拉丝机张力装置，包括张力杆机构、传感轴以及电位器装置，其特征在于，所述张力杆机构包括张力杆、连接于所述张力杆一端的张紧轮和滑动套接于所述张力杆另一端的平衡砣；所述张力杆的中段加工有旋转孔；所述传感轴一端加工有轴肩；所述传感轴轴肩一端转动套接于所述旋转孔内；所述电位器连接于所述传感轴的另一端。2. 根据权利要求1 所述的拉丝机张力装置，其特征在于，所述张紧轮的中心轴线平行于所述旋转孔的中心轴线。3. 根据权利要求1 所述的拉丝机张力装置，其特征在于，所述张力杆与所述轴肩之间设有转动挡板。4. 根据权利要求1 所述的拉丝机张力装置，其特征在于，所述平衡砣上径向设有锁紧螺钉。5. 根据权利要求1 所述的拉丝机张力装置，其特征在于，所述电位器装置为高精度多圈电位器。一种拉丝机张力装置技术领域[0001] 本实用新型涉及一种张力装置，特别是涉及一种拉丝机张力装置。背景技术[0002] 公开号为CNA 的发明中公开了一种拉丝机，其中提到，所述拉丝机的机体按型线行进方向前后依次设有若干拉丝鼓轮和过线导轮，拉丝鼓轮与过线导轮之间设有张紧轮，张紧轮与一个调整机构相连，调整机构包括垂直设置在机体上的主轴，主轴上同轴连有前摆臂和后摆臂的一端，前摆臂的另一端与张紧轮的轮轴同轴配固连，后摆臂的另一端与弹性张紧装置相连。虽然能够较好的调节张紧轮对线材的张紧力，但是对于微小的张紧力的变化感应不够及时准确，切设备结构复杂，长期使用易磨损，影响感应张紧力变化的准确度。实用新型内容[0003] 本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、能及时调整张力并且张力调整准确的拉丝机张力装置。[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供一种拉丝机张力装置，包括张力杆机构、传感轴以及电位器装置，所述张力杆机构包括张力杆、连接于所述张力杆一端的张紧轮和滑动套接于所述张力杆另一端的平衡砣；所述张力杆的中段加工有旋转孔；所述传感轴一端加工有轴肩；所述传感轴轴肩一端转动套接于所述旋转孔内；所述电位器连接于所述传感轴的另一端。[0005] 所述张紧轮的中心轴线平行于所述旋转孔的中心轴线。[0006] 所述张力杆与所述轴肩之间设有转动挡板。[0007] 所述平衡砣上径向设有锁紧螺钉。[0008] 所述电位器装置为高精度多圈电位器。[0009] 采用以上技术方案的有益效果是：由于所述张力杆机构通过传感轴连接有电位器装置，使所述电位器装置能够及时感应到所述张力杆机构中张紧轮所受到的张力，并且传递到PLC 控制装置，所述PLC 装置将数字信号传递至变频器，从而控制收线电机的转速，收线电机的转速改变了收线的速度，从而使线材受到稳定的张紧力。附图说明[0010] 图1 是本实用新型一种拉丝机张力装置的正视图；[0011] 图2 是本实用新型一种拉丝机张力装置的俯视图；[0012] 图3 是本实用新型一种拉丝机张力装置的工作示意图。[0013] 11. 张力杆 12. 张紧轮 13. 平衡砣 131. 锁紧螺钉 14. 旋转孔 15. 张力杆轴承 2. 传感轴 21. 轴肩 3. 轴承装置 31. 轴承定位套 4. 高精度多圈电位器5. 转动挡板 51. 转动挡板轴承 6. 拉丝机机架 61. 机架墙板 7. 固定板 8. 拉丝鼓轮 9. 过线导轮 10. 收线轮。具体实施方式[0014] 下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式，[0015] 参见图1、图2 和图3，如其中的图例所述，一种拉丝机张力装置，包括一个张力杆机构1、一根传感轴2、两个轴承装置3 以及一个高精度多圈电位器4，所述张力杆机构1 包括一根张力杆11、连接于所述张力杆11 一端的一个张紧轮12 和滑动套接于所述张力杆11另一端的一个平衡砣13 ；所述张力杆11 的中段加工有一个旋转孔14 ；所述传感轴2 一端加工有一个轴肩21 ；所述传感轴2 轴肩一端转动套接于所述旋转孔14 内；所述旋转孔14 内安装有与所述传感轴2 相匹配的一个张力杆轴承15 ；所述高精度多圈电位器4 连接于所述传感轴2 的另一端并且通过固定板7 固定于机架墙板61 上；所述两个轴承装置3 套接于所述传感轴2 上并且固定于拉丝机机架6 上；所述两个轴承装置3 之间还设有一个轴承定位套31。[0016] 所述张紧轮12 的中心轴线平行于所述旋转孔14 的中心轴线。[0017] 所述张力杆11 与所述轴肩21 之间设有一块转动挡板5，所述转动挡板5 与所述传感轴2 之间设有转动挡板轴承51。[0018] 所述平衡砣13 上径向设有两个锁紧螺钉131。[0019] 下面介绍本实用新型的工作原理。[0020] 线材经过拉丝机的拉丝鼓轮8 后，将分别经过张紧轮12 和过线导轮9，然后排线于收线轮10 上进行收线工作，在线材传递的过程中，线材所受到的张紧力应该维持在一个稳定的状态，当绕在所述张紧轮12 上的丝比较紧或比较松时，传感轴2 就会受到一个径向力，高精度多圈电位器就会感应到传感轴的转动，所述高精度多圈电位器4 就会将旋转运动转化为微电压变化，同时将信号传递至PLC 装置，所述PLC 装置就会控制变频器，从而控制收线电机的转速，及时调整收线2 的转速，当张紧力变大时，所述收线电机的转速就会减小，从而减小收线轮10 速度，当张紧力变小时，所述收线电机的转速就会增大，从而加大收线轮10 速度。[0021] 采用以上技术方案的有益效果是：由于所述张力杆机构通过传感轴连接有电位器装置，使所述电位器装置能够及时感应到所述张力杆机构中张紧轮所受到的张力，并且传递到PLC 控制装置，所述PLC 装置将数字信号传递至变频器，从而控制收线电机的转速，收线电机的转速改变了收线的速度，从而使线材受到稳定的张紧力。[0022] 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
发明人：袁维雨 龚俊杰
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豫ICP备案号 经营许可证编号：豫B2-汇川H2U系列PLC在超微线双变频无摆杆拉丝机上的应用 日08:29 来源：慧聪变频器网作者：汇川技术|&&&&摘要：本文介绍了汇川H2U系列控制超微线双变频无摆杆拉丝机的恒定滑差，它具有运算速度快、数据处理能力强、通讯速率高等特点，实现了精确采样与控制。
&&&&关键词：汇川H2U系列PLC、浮点计算、PID、通讯控制、滑差恒定、变频调速；
&&&&一、前言
&&&&超微线指生产的丝进线线径0.1―0.5mm之间，出线线径0.03―0.15mm之间。
&&&&传统超微拉丝机多为单变频，系统通过检测定速轮与导轮速度来调节两个锥轮上皮带位置控制速差（改变到收线轮的速比），但随着市场的发展，客户要求越来越高，单变频拉丝机的缺点越加明显。首先是锥轮皮带增加了故障点，磨损严重，损坏率很高；其次是运行速度受机械结构的限制无法提高，严重影响了生产效率的提高；还有单变频拉丝机机械制造难度大成本并不低。为此双变频拉丝机采用PLC无接触检测和数据处理精确控制两的运行频率保证滑差恒定，具有故障率低、运行速度高特点，成为未来超微拉丝机发展的方向。
&&&&二、双变频拉丝组成
&&&&如下图所示，由拉丝机和收线机两个动力环节，放卷为自由放线，拉丝的速度通过电位器输入到AI2控制整机速度。PLC通过检测定速轮和导轮的脉冲密度计算出脉冲差，控制收线频率确保滑差恒定。由于超微线拉丝机出线的丝很细用摆杆来检测张力会造成丝的损伤，同时摆杆运行时的跳动也极易断丝，因此它与传统的水箱拉丝机比少了直接张力检测的摆杆环节。HMI做为数据设定和运行参数的监控。
&&&&三、PLC控制原理
&&&&PLC的核心控制是拉丝线速度与收线线速度的差，也就是滑差恒定，间接地保证收线张力的恒定。由上图可知通过导轮检测线速度信号输入给PLC的X0，导轮的回转属于自由状态摩擦系数很小，所以线与导轮之间没有打滑，导轮检测到的线速度反应的是材料真实线速度及收线速度。定速轮通过X1检测反应的是拉丝的速度，但拉丝必须有滑差，需比收线的线速度快，否则出来的丝就很紧易造成断丝；相反如果定速轮线速度太快滑差太大出来的丝太松，松的丝没有即时的收起将出现绞丝一样会断丝，为此只有保证滑差在一定的偏差内才能实现正常开机和拉出合格的丝，滑差实际值与设定的滑差偏差要控制在+0.1至-0.1m/s之间。拉丝机由AI2输入后恒速运行，PLC通过检测计算后的滑差来控制收线频率f=f1+f2。
&&&&四、H2U系列PLC在拉丝机上应用的优势
&&&&a)指令执行时间快
&&&&整个程序3335步，内部使用了大量复杂指令如PID、SPD、浮点计算、浮点比较等，监控到的扫描时间仅为6ms。
&&&&b)通讯速度快编程简单
&&&&MODBUS通讯最高波特率为38400BPS使PID的快速的调节成为可能，而绝大多小型机只到19200BPS。通讯编程简单，用一条RS指令即可实现其余程序都由系统程序完成，无需客户了解复杂的MODBUS协议和CRC校验算法，轻松实现通讯控制。
&&&&c)灵活的通讯接口
&&&&主CPU模块自带RS485通讯接口和编程口（编程口可通过跳线实现RS422与RS485切换），无需客户另购通讯模块，为客户节省了成本。同时H2U系列PLC还支持扩展RS232\RS422等通讯接口。
&&&&d)数据处理能力更强
&&&&支持浮点计算、浮点数比较、PID计算、脉冲密度采集等复杂的数据处理使您轻松实现精确控制。
&&&&e)高速速脉冲输入输出
&&&&汇川H2U系列PLC最多单相计数支持同时6路100K高速脉冲；双相计数支持两路50K高速脉冲，并且可设为4倍频模式；5路100K输出。实现多路高速脉冲采样和多轴输出，高密度的脉冲信号作为数据信号替代模拟量接口，使客户节约更多成本。
&&&&f)支持与多品牌的HMI通讯
&&&&一年多来的应用与开发部的努力，汇川H2U系列PLC已经和绝大多数品牌的HMI通讯自如，使H2U有很强的融合性。
&&&&g)编程界面更人性化
&&&&汇川PLC在推向市场时就充分考虑到客户的易用性和使用的习惯，为此编程环境更加的人性化，让您轻松实现编程和程序的转换。
&&&&h)加密性好
&&&&每个密码都对应8个ASCII码数据实现多种组合，所有加密处理都在主芯片内进行，保护你的知识产权永不受侵犯。
&&&&k)大程序容量
&&&&程序容量最大到24K,无需扩展外部存储，节约成本。
&&&&五、结速语
&&&&汇川H2U系列PLC在超微双变频无摆杆拉丝机上的成功应用，实现多种复杂指令应用并大批量的可靠运行，充分说明H2U系列PLC成熟与强大处理能力，是您设备实现灵活精确控制的理想选择。
&&&&市汇川技术股份专注于工业控制产品的研发、生产和，定位服务于中高端设备制造商，以拥有自主知识产权的工业自动化控制技术为基础，以快速为客户提供个性化的解决方案为主要经营模式，实现企业价值与客户价值共同成长。汇川在全国拥有66个办事处，236家授权代理商，90家全国联保中心。欲进一步了解汇川，请访问。
&&&&参考文献
&&&&1、《汇川H2U系列可编程控制器编程手册》深圳市汇川控制技术有限公司；
&&&&2、《MD280变频器用户手册》深圳市汇川技术股份有限公司；
&&&&责任编辑：蔡亚微
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9 国家能源局
国家能源局
10 广东志成冠军集团有限公司
广东志成冠军集团有限公司服务热线：400-159-0088&|&邮箱：info@
&&行业专机应用方案
PD3000在塑料拉丝机上的应用
一．工艺描述
　　塑料拉丝机收卷机组为扁丝拉丝生产线中收卷工艺部分，传统的收卷机组由多个单锭收卷机构组成，每个锭子由匹配的控制器进行控制，根据市场需求，现需要对单锭收卷机构进行技术升级，需求为双锭机构，两个锭子之间可以自由切换工作，故需要对现有的单锭控制器进行技术升级。
1. 1 收卷机构
1.1.1 单锭收卷机构示意图如下：
　　由塑料拉丝机输送过来的塑料扁丝经过导线轮1、张力摆杆滑轮、导线轮2、导线架、压线轮到达丝锭收卷盘上。工作时，电机驱动收卷盘转动，从而卷取由拉丝机输送过来的塑料扁丝。
1.1.2 双锭自动切换收卷机构示意图如下：
　　由塑料拉丝机输送过来的塑料扁丝经过导线轮1、张力摆杆滑轮、导线轮2、导线架、压线轮到达丝锭收卷盘上。工作时，电机驱动收卷盘转动，从而卷取由拉丝机输送过来的塑料扁丝。本卷收卷结束，启动换卷驱动电机，驱动换卷动作盘，实现换卷操作，本卷卷盘停止，另外一个卷盘启动，实施收卷工作，此时，已完成收卷工作的锭子可以取下，实现了连续生产的功能。
　　　1.2 双锭自动切换收卷控制器
　　双锭自动切换收卷控制器输出控制收卷盘电机。因工艺要求，收卷时，作用在丝线上的张力必须为一恒定值，为满足该工艺要求，控制器通过张力摆杆反馈回来的张力数值，通过调节卷绕电机的转速，实时控制收卷张力为工艺要求的数值。
　　　1.3 系统简述
　　　1.3.1 单个控制器简图
1.3.2& 控制器与触摸屏通过RS485端口连接形成控制网络
二、PD3000变频器应用特点
①收卷轴电机驱动收卷轴进行收卷。收卷轴电机为伺服电机。共有两台收卷轴电机，分别为主收卷电机及换卷电机。
　收卷电机控制为张力闭环控制，以维持恒定张力。张力检测传感器为：无触点角度传感器, 反馈信号为0～10VDC
②高性能DSP为主控芯片+高性能IGBT模块，6个输入控制端子，1个继电器输出：交流220AC，1个三极管输出：直流24VDC&
③张力杆0～10VDC张力反馈信号输入
④输出到收卷电机1和2：电压：三相110VAC& 电流：1.70A& 频率：0～650Hz
⑤输出到往复丝杠电机:电压：三相110VAC&&& 电流：1.70A&&& 频率：0～650Hz
⑥输出到翻转电机: 电压：直流24VDC, 功率：60W
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当前位置：>>>康元电气CDE500变频器直进式拉丝机解决方案
康元电气CDE500变频器直进式拉丝机解决方案
发布时间： 10:50　　　类型：　　　138人浏览
系统解决方案
整机启动前，须手工将原材料前端打磨并逐级通过模具。现场一般是通过脚踏开关实现电机点动低速转动，同时采用工具将丝线从模具的前端牵拉到后端，通过模具后的丝线为了能够通过下一级模具，先要将其前端打磨或拉细，后才可以通过下一级模具。在这个工艺环节里，要求电机在启动和低速运行时力矩大且稳定，运行转速稳定，而且在减速停机时电机没有反转。
手工完成穿模后就可以整机运行实现连续的拉伸了。直进式拉丝机通常是由多台电机控制，经过多个拉伸模具后一次性把原材料拉到所需线径大小的成品。在这个工艺环节里，要求电机响应速度快，线材张力恒定，张力平衡杆波动小，不断丝不松丝。
收卷部分由一台独立的电机驱动，经过拉伸后的成品需要同步地缠绕在工字轮上。随着缠绕在工字轮上的线材越来越厚，电机转速相应变慢。当收卷的厚度达到设定值时，系统提供自动检测停机功能。在整个工艺过程中，不管是启动加速、停机减速还是稳定恒速的情况下都要求收卷电机和前端电机运行的线速度同步，不断丝不松丝，要求收卷电机调速响应快，速度控制精确。
通常成品线材是层绕在工字轮上的，在工字轮的横轴上，线材应该一圈一圈平行紧密地排列。在这个工艺环节里，要求有一个排线装置来完成线材在横轴上端到下端往复的排列成品线材。排线装置来回往复的速度可以是定速也可以根据收卷电机的速度来控制。根据机械设计的要求，排线的实现有很多种方案，比如机械，变频等。
设备运行过程中，若出现紧急情况，要求整个设备快速停下来。该工艺过程要求停机过程结束后丝线不会被拉断，这样才可以保证下次可以顺利启动。
设备运行过程中，若设备检测出断线或者其它故障，整个设备需要马上停止工作。设备外部可提供抱闸电路，由设备输出抱闸信号控制抱闸电路工作，以使得机器能快速停下来。当然也可以在变频器内部增加制动电阻来控制整机快速停止。
系统由N台通用变频器和一台张力专用变频器组成。
每一台通用变频器控制一台独立的电机，线材通过不同的模具逐级拉伸。根据线材体积不变的原理，随着线材越拉越细，线材将会越变越长，这样就要求后端电机线速度要高于前端电机线速度。前一级电机的主频率来源于后一级电机，变频器可使用脉冲方式或者模拟电压方式传输当前电机运行的频率。
第N台电机以固定的频率运行，频率给定可以来源于通信RS485设定，外部电位器或者数字设定，第1~N-1台电机使用复合A+B频率运行的方式，主频率来源于后一级电机的运行频率，辅给定都是来源于气臂平衡杆PID控制。
气臂主要用来感应线材张力，通过AI信号传入变频器，系统使用PID功能微调变频器速度。若张力过大，变频器将适当降低频率，若张力过小，变频器将适当增加频率。这样可以使得线材拉丝过程更加平稳，不会断丝松丝。
收卷电机由一台张力专用变频器控制，支持带张力摆杆的闭环调节模式和不带张力摆杆开环调节模式。
系统通过一个DI信号控制第N台电机的运行，而前一级电机的运行信号来源于后一级电机的运行状态，收卷电机的运行信号也是来源于第N台电机的运行状态。
每一台变频器都提供断线（故障）检测功能，若系统检测出断线会马上输出一个信号到抱闸电路，抱闸电路控制整机停止运行，同时该信号会以外部故障的状态传递给每一台变频器。断线检测的方式有PID反馈检测和DI信号输入。
为实现手动穿模，系统支持点动功能。用户可以通过设置点动频率(E0.00)，点动加速时间(E0.01)和点动减速时间(E0.02)来实现穿模的速度。
现场通常使用端子来控制点动，用户通过设置X端子功能为正转点动或者反转点动即可。
点动停止的方式可以通过点动减速模式(E0.03)来控制。
系统收卷电机使用张力专用变频器控制，支持开环和闭环两种不同的控制模式。
开环控制模式
收卷变频器没有接张力气臂平衡杆，必须使用张力控制模式，用户可通过键盘或者电位器设定线上张力。随着拉丝的进行，卷盘上的线材会越来越多，卷径变得越来越大，根据T(转矩)=F(张力)*R(卷盘半径)，若张力恒定，那么随着卷径的增大，转矩也需要相应的增大。
系统提供自动卷径计算功能，可以根据前端线速度进行卷径计算，前端线速度是第N台电机的运行速度，它通过模拟电压或者是脉冲传递到收卷电机；系统也可以根据线材的厚度，层圈数，再根据电机转速(脉冲计数或者自身估算)计算累计圈数，以此算出卷盘的卷径。
为了在启动，停止和加减速过程中更好的控制线上的张力，系统增加机械惯量补偿系数，摩擦补偿系数，材料密度等参数，以使得线上张力恒定。
闭环控制模式
收卷变频器接有张力气臂平衡杆，系统可以使用张力控制模式，或者是VF/矢量控制。
使用张力控制模式时，控制方式与之前开环张力模式类似，只是系统多了一个PID闭环进行张力微调，以保证线上张力更加平稳。
若使用VF/矢量控制，系统可以根据线速度恒定原则进行卷径计算，V=f*PI*R，其中V是前端线速度，f是变频器参考频率，R是卷盘半径。同时张力气臂平衡杆接入变频器AI，通过PID进行闭环微调。随着卷径的变大，而其前端的线速度稳定的情况下，变频器的参考的频率是越变越小的。
当卷盘的卷径到达最大卷径时，系统可以设置变频器停机或者继续运行。
系统提供卷径复位功能，当用户换卷时，可以通过一个DI信号将当前卷径复位到空卷卷盘卷径。
工作效率高，可一次将线材拉成成品。
低速点动穿模，运行速度稳定，力矩大。
同步响应速度快。
整个系统只需要一台张力专用变频器，其它的使用通用变频器即可，较大的缩减了成本。
张力专用变频器提供闭环张力控制和开环张力控制两种不同的控制方式。
提供卷径计算功能，使得卷线过程更加平稳，张力摆杆摆幅小，不断丝不松丝。
提供多种断线检测功能。
提供换卷卷径复位功能。
提供满卷停机功能。
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