专利名称：一种直进式拉丝机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及拉丝机技术领域，尤其是指一种直进式拉丝机系统。
背景技术：
拉丝机是一种将大直径金属线材经过多道次拉拔变形成一种小直径金属线材的 加工机械。直进式拉丝机一般包括两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括驱动线筒 转动的电动机及与电动机电连接的变频器，利用变频器的变频功能实现对电动机的调速作用。目前，直进式拉丝机系统的比例联动方案如下由PLC、触摸屏、反馈装置和变频 器组成；触摸屏的作用是人机对话，更换模具时操作员通过触摸屏向PLC输入数据；类似于 张力架的位置检测装置，将位置变化反馈回变频器。其中，PLC有两个作用，一是控制各拉 丝单元的启动、停车、点动以及其它相应的逻辑关系；二是完成复杂的编程和计算。变频器在直进式拉丝机上比例联动的现状的缺点程序编写和程序控制都是通过 PLC来完成的，PLC编程和计算比较复杂，并且编程过程中有很多数据是现场调试人员现场 采集的，准确度较低，另外，编好的程序在这台机器上能用，复制到另一台机器上又不能用， 通用性较差，难以推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种调试工作简单、实用的直进式拉丝机系统， 本发明所述一种直进式拉丝机系统的程序编写简单、程序通用性高，将程序固化在变频器 内部，大大简化了拉丝机的调试工作，实用性强。为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种直进式拉丝机系统，包括PLC、两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括变 频器、电动机、传动装置及线筒，相邻的两拉丝单元之间设置有张力检测装置，所述变频器 内部存放有运算程序，该运算程序的运行步骤包括设n为拉丝单元的排列序号，n为非零自然数，第n+1个拉丝单元变频器的输出频 率fn+1计算包括；A)获取微调修正系数h的数据、第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动 比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据、第n+1个拉丝单元的电机额定转速 nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；B)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为善 xk0 ；C)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；D)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1 ；E)获取第n个拉丝单元与第n+1个拉丝单元之间的张力检测装置的反馈数据，并 根据反馈数据对步骤D)得出的输出频率fn+1进行微调；F)按照步骤E)得出的最终的输出频率传输给第n+1个电动机；第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的额定频率。其中，所述微调修正系数h的取值范围为0. 99 1. 01。其中，所述步骤K)中，若被拉丝线材的张力过大，则变频器进行负反馈微调，以降 低输出频率fn+1 ；若被拉丝线材的张力过小，则变频器进行正馈微调，以提高输出频率fn+1 ； 若被拉丝线材的张力在许可范围内，则变频器不进行微调，直接将输出频率fn+1传输给电动 机。其中，所述张力检测装置包括气缸，所述位移传感器与气缸连接，气缸的下端设有 滚轮。其中，所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱 动电路。本发明的有益效果在于本发明提供了一种直进式拉丝机系统，将拉丝的规律编好公式放在变频器内部， 只需要向变频器中输入相应的数据即可，省掉了 PLC的编程和计算，复杂的计算由变频器 来完成，省掉了触摸屏，降低了生产成本。调试时，某一个拉丝单元的变频器的加速或减速 后，其它各个拉丝单元变频器也随之调节，从而使拉丝机系统整体协调，这样将复杂的调试 工作简单化。另外，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝专用变 频器的发展指明了方向，为直进式拉丝机的低成本推广应用打下了基础。本发明所述一种 直进式拉丝机系统的程序编写简单、程序通用性高，将程序存放于变频器后，大大简化了拉 丝机的PLC编程和调试工作，实用性强。
图1是本发明的主回路电气原理示意图；图2是本发明所述第二个拉丝单元的变频器运算的逻辑原理框图；图3是本发明所述第n个拉丝单元以及第n+1个拉丝单元的变频器运算的逻辑原 理框图；图4是本发明的总修正系数计算单元示意图；图5是本发明电气传动控制示意图；图6是本发明所述PLC连接示意图；图7是本发明所述张力检测装置的结构示意图。
具体实施例方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说 明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。如附图1至7所示，一种直进式拉丝机系统，包括PLC、两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括变频器、电动机、传动装置及线筒，相邻的两拉丝单元之间设置有张力检 测装置，所述变频器内部存放有运算程序，该运算程序的运行步骤包括设n为拉丝单元的排列序号，n为非零自然数，第n+1个拉丝单元变频器的输出频 率fn+1计算包括；A)获取微调修正系数h的数据、第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动 比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据、第n+1个拉丝单元的电机额定转速 nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据，传动比in+1为第 n+1个拉丝单元的电动机与线筒的转速比；B)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为；C)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；D)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1 E)获取第n个拉丝单元与第n+1个拉丝单元之间的张力检测装置的反馈数据，并 根据反馈数据对步骤D)得出的输出频率fn+1进行微调；F)按照步骤E)得出的最终的输出频率传输给第n+1个电动机；从而控制第n+1个 拉丝单元电动机的转速；第一个拉丝单元的变频器的输出频率为第一个电动机的额定频率。工作原理如下第一个拉丝单元变频器的输出频率f\为电动机的额定频率，无需进行程序运算。第二个拉丝单元变频器按照上述运算程序进行自动运算和调试后得出最终的输 出频率，实现对第二个拉丝单元的电动机的自动控制，其具体步骤包括；A)获取微调修正系数h的数据，获取第一个拉丝单元的电机额定转速ni的数据、 传动比^的数据、线筒直径屯的数据、模具孔径Di的数据，获取第二个拉丝单元的电机额 定转速n2的数据、传动比i2的数据、线筒直径d2的数据、模具孔径D2的数据；B)计算出第二个拉丝单元的总修正系数k2，其计算公式为k2=n1/n2Xi1/i2Xd1/d2XD12/D22Xk0C)获取第一个拉丝单元的变频器的输出频率；D)计算出第二个拉丝单元的变频器的输出频率f2，所述第二个拉丝单元的总修正 系数k2为第二个拉丝单元的变频器输出频率f2与第一个拉丝单元的变频器输出频率的 比值，其计算公式为f2 = f ！ X k2 ；E)获取第一个拉丝单元与第二个拉丝单元之间的张力检测装置的反馈数据，并根 据反馈数据对步骤D)得出的输出频率&进行微调；F)按照步骤E)得出的最终的输出频率传输给第二个电动机，进而自动控制第二个拉丝单元的电动机转速。同理第n+1个拉丝单元变频器按照上述运算程序进行自动运算和调试后得出最 终的输出频率，实现对第n+1个拉丝单元的电动机的自动控制，其具体步骤包括；设n为拉丝单元的排列序号，n为非零自然数，第n+1个拉丝单元变频器的输出频 率fn+1计算包括；G)获取微调修正系数h的数据、第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动 比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据、第n+1个拉丝单元的电机额定转速 nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；H)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为—；I)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn ；J)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的 总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输 出频率4的比值，其计算公式为fn+1 = fnXkn+1 ；K)获取第n个拉丝单元与第n+1个拉丝单元之间的张力检测装置的反馈数据，并 根据反馈数据对步骤J)得出的输出频率fn+1进行微调；L)按照步骤K)得出的最终的输出频率传输给第n+1个电动机。当对第二个拉丝单元进行调试时，由于程序已经存放于变频器内部；在进行拉丝 加工前，只需要将微调修正系数h、第一个拉丝单元的电机额定转速ni、传动比h、线筒直 径屯、模具孔径Di、第二个拉丝单元的电机额定转速n2、传动比i2、线筒直径d2、模具孔径D2 输入第二个拉丝单元的变频器，自动获取第一个拉丝单元的变频器的输出频率后，经过 第二个拉丝单元的变频器计算，得到输出频率f2 ；再按照步骤E)得出的最终的输出频率传 输给电动机，以实现对第二个拉丝单元的电动机转速的控制。当对第n+1个拉丝单元进行调试时，由于程序已经存放于变频器内部，在进行拉 丝加工前，只需要将微调修正系数h、第n个拉丝单元(即上一个拉丝单元)的电机额定转 速nn、传动比in、线筒直径dn、模具孔径Dn以及第n+1个拉丝单元(即当前拉丝单元)的电 机额定转速nn+1、传动比in+1、线筒直径dn+1、模具孔径Dn+1输入第n+1个拉丝单元的变频器， 第n+1个拉丝单元的变频器自动获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率后，经过第n+1 个拉丝单元的变频器计算，得到输出频率fn+1 ；第n+1个拉丝单元的变频器按照步骤K)得出 的最终的输出频率传输给电动机，实现对第n+1个拉丝单元电动机的转速控制。本发明提供了一种直进式拉丝机系统，将拉丝的规律编好公式放在变频器内部， 需要向变频器中输入相应的数据即可，省掉了 PLC的编程和计算，复杂的计算由变频器来 完成，，省掉了触摸屏，降低了生产成本。调试时，某一个拉丝单元的变频器的加速或减速 后，其它各个拉丝单元变频器也随之调节，从而使拉丝机系统整体协调，这样将复杂的调试 工作简单化。另外，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝专用变 频器的发展指明了方向，为直进式拉丝机的低成本推广应用打下了基础。本发明所述一种 直进式拉丝机系统的程序编写简单、程序通用性高，将程序存放于变频器后，大大简化了拉丝机的PLC的调试工作，实用性强。本实施例的所述微调修正系数h的取值范围为0. 99 1. 01，用于对变频器的计 算结果进行微调，以减小因为输入数值的误差和计算过程中产生的误差，从而提高拉丝机 的加工质量。所述步骤K)中，若被拉丝线材的张力过大，则变频器进行负反馈微调，以降低输 出频率fn+1，防止线材被拉断而影响正常生产；若被拉丝线材的张力过小，则变频器进行正 馈微调，以提高输出频率fn+1，避免线材堆积或线材无法被拉拔加工；若被拉丝线材的张力 在许可范围内，则变频器不进行微调，直接将输出频率fn+1传输给电动机，在确保拉丝质量 的前提下，保证直进式拉丝机的正常运行。本实施例的所述张力检测装置包括气缸1，所述位移传感器与气缸1连接，气缸1 的下端设有滚轮2。被拉丝线材与滚轮2接触，被拉丝线材张力发生变化时，滚轮2的位移 也随之发生变化，气缸1的伸缩量随滚轮2位移的变化而变化，位移传感器用于检测滚轮2 位移的变化，若被拉丝线材的张力超出设定的许可范围时，滚轮2的位移以将超出设定的 许可范围，位移传感器将该信息传送给与之电连接的变频器，从而实现其信息反馈的功能。 本发明采用带位移传感器的张力检测装置，外形尺寸更小，大大减小了直进式拉丝机的占 用空间，提高了厂房的空间利用率。本实施例的所述变频器包括整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电 路、驱动电路，变频器采用市场上通用的变频器，获取带有上述功能的变频器比较容易实 现。由于保留了 PLC来实现各拉丝单元的启动、停车、点动、整台直进式拉丝机系统的 联动以及其它相应的逻辑关系，可方便地实现各拉丝单元的点动、前面拉丝单元的点动，后 面拉丝单元的点动及全部拉丝单元的联动来满足实际生产的需要。停机时按总停，变频器自由停机；收线机气动刹车，收线机为市场上现有的象鼻子 收线机。上述实施例为本发明较佳的实现方案之一，除此之外，本发明还可以其它方式实 现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种直进式拉丝机系统，包括PLC、两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括变频器、电动机、传动装置及线筒，相邻的两拉丝单元之间设置有张力检测装置，其特征在于所述变频器内部存放有运算程序，该运算程序的运行步骤包括设n为拉丝单元的排列序号，n为非零自然数，第n+1个拉丝单元变频器的输出频率fn+1计算包括；A)获取微调修正系数k0的数据，获取第n个拉丝单元的电机额定转速nn的数据、传动比in的数据、线筒直径dn的数据、模具孔径Dn的数据，获取第n+1个拉丝单元的电机额定转速nn+1的数据、传动比in+1的数据、线筒直径dn+1的数据、模具孔径Dn+1的数据；B)计算出第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1，其计算公式为 <mrow><msub> <mi>k</mi> <mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>n</mi><mi>n</mi> </msub> <msub><mi>n</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msub><mi>i</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>i</mi><mi>n</mi> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msub><mi>d</mi><mi>n</mi> </msub> <msub><mi>d</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub></mfrac><mo>×</mo><mfrac> <msubsup><mi>D</mi><mi>n</mi><mn>2</mn> </msubsup> <msubsup><mi>D</mi><mrow> <mi>n</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow><mn>2</mn> </msubsup></mfrac><mo>×</mo><msub> <mi>k</mi> <mn>0</mn></msub><mo>;</mo> </mrow>C)获取第n个拉丝单元的变频器的输出频率fn；D)计算出第n+1个拉丝单元的变频器的输出频率fn+1，所述第n+1个拉丝单元的总修正系数kn+1为第n+1个拉丝单元的变频器输出频率fn+1与第n个拉丝单元的变频器输出频率fn的比值，输出频率fn+1计算公式为fn+1＝fn×kn+1；E)获取第n个拉丝单元与第n+1个拉丝单元之间的张力检测装置的反馈数据，并根据反馈数据对步骤D)得出的输出频率fn+1进行p微调；F)按照步骤E)得出的最终的输出频率传输给第n+1个电动机；其中，第一个拉丝单元的变频器的输出频率f1为第一个电动机的额定频率。
2.根据权利要求1所述的一种直进式拉丝机系统，其特征在于所述微调修正系数h 的取值范围为0. 99 1.01。
3.根据权利要求1所述的一种直进式拉丝机系统，其特征在于所述步骤E)中进行微 调的过程包括若被拉丝线材的张力过大，则变频器获取负反馈数据，进行负反馈微调，以 降低输出频率fn+1 ；若被拉丝线材的张力过小，则变频器获取正反馈数据，进行正反馈微调， 以提高输出频率fn+1 ；若被拉丝线材的张力在许可范围内，则变频器不进行微调。
4.根据权利要求3所述的一种直进式拉丝机系统，其特征在于所述张力检测装置包 括气缸(1)和位移传感器，所述位移传感器与气缸(1)连接，气缸(1)的下端设有滚轮(2)。
5.根据权利要求1所述的一种直进式拉丝机系统，其特征在于所述变频器包括整流 桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路。
全文摘要
本发明涉及拉丝机技术领域，尤其是指一种直进式拉丝机系统，包括PLC、两个或两个以上的拉丝单元，拉丝单元包括变频器、电动机、传动装置及线筒，相邻的两拉丝单元之间设置有张力检测装置，本发明提供了一种直进式拉丝机系统，将拉丝的规律编好公式放在变频器内部，只需要向变频器中输入相应的数据即可，普通电工按变频器说明书就可调试机器，实用性非常强，为拉丝专用变频器的发展指明了方向，将程序存放于变频器后，大大简化了拉丝机的PLC编程和调试工作，实用性强。
文档编号B21C1/04GK101850371SQ201010176599
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者陈文学 申请人:东莞市科力钢铁线材有限公司