一种恒张力放线装置的制作方法

本实用新型属于放线控制领域，具体涉及一种恒张力放线装置。

背景技术：

在低速的放线设备中，因为成本原因，很少采用专用的恒张力控制装置对放线过程进行控制，通常的做法为：采用摆杆加配重的方式进行放线控制。

机械配重可以让钢线在放线的过程中保持一定的张力，该配重一般装配在摆杆上。放线速度的快慢取决于收线速度的快慢，当收线速度升高时，钢线就会拉动摆杆向上抬，与摆杆相连的电位器就会输出一个电压信号，并将电压信号传递给变频器的信号输入端；变频器会根据电压值来改变输出电压的频率，从而使得电机的转速改变，最终实现放线速度的改变。利用上述方法，达到收放线速度的稳定。

但这种现有的放线装置，在运行过程中有一个明显的缺点，就是钢线的张力变化较大，对产品的质量控制有较大的影响。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种使用效果好的恒张力放线装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一种恒张力放线装置，包括支架、放线电机和控制放线电机运行的变频器，支架上转动设置有摆杆，摆杆末端上设置有摆杆过线轮，摆杆上方设有接近开关和压力传感器，其特征在于：还包括放线控制模块，放线控制模块包括手动放线控制电路、压力控制放线控制电路、继电器、切换电路和电源电路；

手动放线控制电路的信号输出端连接继电器的常闭触点；压力控制放线控制电路的信号输出端连接继电器的常开触点，继电器的线圈串联于直流电源和切换电路的信号输出端之间。

手动放线控制电路包括第一三极管和第一可调电阻，第一三极管的基极连接接近开关的输出端，第一三极管的集电极分别连接第一可调电阻的调节端和继电器的常闭触点，第一可调电阻的第一端接地，第一可调电阻的第二端连接直流电源；继电器的公共触点连接变频器的信号输入端。

压力控制放线控制电路包括运放芯片、第二可调电阻和第三可调电阻，压力传感器的信号输出端连接运放芯片的正相输入端，运放芯片的反相输入端接地；运放芯片的反相输入端上还连接第二可调电阻的第一端，第二可调电阻的第二端和第二可调电阻的调节端相连后连接运放芯片的输出端，运放芯片的输出端连接第三可调电阻的第一端，运放芯片的输出端还通过第四电容接地；第三可调电阻的第二端接地，第三可调电阻的调节端连接继电器的常开触点。

切换电路包括第二三极管、第八电阻和第一二极管，收线机控制接口通过第八电阻连接第二三极管的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接直流电源；第二三极管的集电极还通过继电器的线圈连接直流电源。

电源电路包括稳压芯片，稳压芯片的输入端连接外部直流电接口，稳压芯片的输出端为直流电源输出接口，稳压芯片的输出端还通过第二电容接地。

手动放线控制电路还包括第一电阻和第二电阻，接近开关的信号输出端通过第一电阻连接第一三极管的基极；第一可调电阻的第二端通过第二电阻连接直流电源。

压力控制放线控制电路还包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容和第四电容，压力传感器的信号输出端通过第四电阻连接运放芯片的正相输入端，运放芯片的正相输入端通过第五电阻接地，运放芯片的反相输入端通过第六电阻接地；运放芯片的反相输入端通过第七电阻连接第二可调电阻的第一端。

切换电路还包括第一发光二极管和第三电阻，第一发光二极管的正极通过第三电阻连接直流电源，第一发光二极管的负极连接第二三极管的集电极。

电源电路还包括第一电容、第二二极管、第二发光二极管和第九电阻，第二二极管的正极连接外部直流电接口，第二二极管的负极连接稳压芯片的输入端，第二二极管的负极上还连接有高直流电源，稳压芯片的输入端连接第二发光二极管的正极，第二发光二极管的负极通过第九电阻接地。

支架上设置有放线盘，放线盘在放线电机的驱动下转动。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：

1.通过设置手动放线控制电路、压力控制放线控制电路和切换电路实现了钢线放线过程的自动切换，从而在初始放线时通过手动放线控制电路，使得钢线以恒定的张力到达收线机处；当钢线到达收线机后，在压力控制放线控制电路的作用下，使得钢线以恒定的张力进行放线，实现方便，张力控制范围广。

2.设置的第一电阻和第二电阻起到分压的作用，从而保证第一三极管和第一可调电阻的稳定工作；

3.设置第三电容可以使得压力传感器的输出信号更加平滑，避免因设备振动造成的控制不稳的现象；设置的第二可调电阻RW2和第三RW3相互配合，可以实现大范围的张力控制；

4.设置的第一发光二极管可以直观的显示出放线控制模块的工作状态；

5.设置的第二发光二极管可以直观的显示出电源电路的工作状态；

6.设置的上限位块和下限位块可以对摆杆的摆动进行限制，防止摆杆的摆动幅度过大。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路原理图；

图3为电源电路原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示的恒张力放线装置，包括支架4，在支架4的底部设置有支架底座16，通过支架底座16保证支架4的稳定。在支架4上设置有放线盘14，放线盘14可以相对于支架4转动，从而实现放线，为了实现放线盘14的转动，在支架4处设置放线电机15。为了实现对放线电机的控制，本实施例中设置了变频器，变频器可以控制放线电机输出的转速。

在支架4上转动设置有转轴7，转轴7可以相对于支架4转动。在转轴7上固设有摆杆11，摆杆11在转轴7的作用下可以相对于支架4向上或向下转动。

在摆杆11的末端上设置有摆杆过线轮12，钢线2绕设于摆杆过线轮12上。为了保证钢线2的运动轨迹，在摆杆11上方设置有中间过线轮6，支架4顶部设置有上过线轮1。沿过线轮1到收线机方向上还设有后级过线轮3，通过中间过线轮6、上过线轮1和后级过线轮3保证了钢线2从放线盘14到收线机处的张紧。

为了限制摆杆11的摆动幅度，在摆杆11的上方以及下方分别设置有上限位块8和下限位块13，通过上限位块8和下限位块13使得摆杆11在一定的区域内摆动，从而保证了放线过程的稳定。

为了得到放线开始的信号，在摆杆11的上方设置接近开关10，接近开关10位于上限位块8的下方，上限位块13的下方，当摆杆11在钢线2的作用下向上转动时，即可以触碰到接近开关10。

为了得到放线过程中钢线2上的张紧力，在摆杆11上方设置有压力传感器9，压力传感器9也位于上限位块8的下方，上限位块13的上方。同时，压力传感器9的感应面配合摆杆11设置。因为钢线2上的张紧力越大，则摆杆11向上摆动的幅度越大，则压力传感器9感应到的压力越大。

在支架4上还设置有放线控制箱5，放线控制箱5中设置有变频器和放线控制模块。

变频器用于对放线电机15进行控制，当变频器输出的电压信号高时，放线电机15输出转速大；反之，则放线电机15输出转速小。

放线控制模块用于对放线过程进行控制，包括手动放线控制电路、压力控制放线控制电路、继电器、切换电路以及为各个电路的正常工作提供直流电的电源电路。

手动放线控制电路的信号输出端连接继电器的常闭触点；压力控制放线控制电路的信号输出端连接继电器的常开触点，继电器的线圈串联于直流电源和切换电路的信号输出端之间。手动放线控制电路用于实现对放线过程的手动控制，包括第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一可调电阻RW1，其中第一三极管Q1为NPN型三极管。

第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1连接第一接口P1，其中第一接口P1连接接近开关10的信号输出端，在对接近开关10进行连接的时候，接近开关10的电源端连接直流电源，接近开关10的地端接地。

第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接第一可调电阻RW1的调节端，第一可调电阻RW1的第一端接地，第一可调电阻RW1的第二端通过第二电阻R2连接第二接口P2，第二接口P2连接直流电源；第一三极管Q1的集电极还通过继电器JDQ1的常闭触点连接接口P4，接口P4连接变频器的信号输入端，变频器的接地端连接第三接口P3，第三接口P3接地。

在初始工作的时候，钢线2上没有拉力，摆杆11因重力作用而垂下来，接近开关10未靠近摆杆，则接近开关10输出高电平，在该高电平的作用下，第一三极管Q1导通，第一可调电阻RW1的下半部分被短接起来，第一可调电阻RW1的可调端上输出的电压为零，该电压通过继电器JDQ1的常闭触点传递给变频器的信号输入端，从而使得变频器输出为0，放线电机不动作。

在放线的时候，钢线2上的拉力使摆杆11上抬，触碰到接近开挂10，从而使得接近开关10动作输出低电平，第一三极管Q1由导通状态变为截止状态，第一可调电阻RW1输出直流电压到变频器的信号输入端。变频器根据该直流电压大小对放线电机的速度进行控制。如果需要改变放线电机的速度，只需要调节第一可调电阻的调节端即可。

在手动放线的过程中，放线电机的放线速度是预先调整好的，钢线上的张力需要放线人员自己把控。

压力控制放线控制电路包括运放芯片U1A（型号为LM358）、第二可调电阻RW2、第三可调电阻RW3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第三电容C3和第四电容C4。

压力传感器10的信号输出端连接第三接口P3，第三接口P3通过第四电阻R4连接运放芯片U1A的正相输入端（引脚3），运放芯片U1A的电源端（引脚8）连接直流电源。运放芯片U1A的正相输入端还通过第五电阻接地，运放芯片U1A的反相输入端（引脚4）通过第六电阻接地。

运放芯片U1A的反相输入端通过第七电阻R7连接第二可调电阻RW2的第一端，第二可调电阻RW2的第二端和第二可调电阻RW2的调节端相连后连接运放芯片U1A的输出端；运放芯片U1A的输出端还通过第三电容C3连接运放芯片U1A的反相输入端。

运放芯片U1A的输出端连接第三可调电阻RW3的第一端，第三可调电阻RW3的第二端接地，第三可调电阻RW3的调节端连接继电器JDQ1的常开触点，继电器JDQ1的公共端接地，运放芯片U1A的输出端还通过第四电容C4接地，从而对运放芯片U1A的输出信号进行滤波。

在压力控制放线的过程中，摆杆11上抬从而压迫到压力传感器的感应面，压力传感器输出与压力成正比的电压值，设置的运放芯片U1A同外围电路组成了同相放大电路，对压力传感器的输出信号进行放大；第二可调电阻RW2调节放大倍数。

第三电容C3可以使得压力传感器的输出的信号更加平滑，避免因设备振动造成的控制不稳的现象。

第三可调电阻RW3对运放芯片U1A输出的信号进行分压处理，将分压后的电压经过继电器JDQ1的常开点连接到变频器的输入端，在使用的时候，通过第二可调电阻RW2和第三RW3的配合，可以实现大范围的张力控制调整。

在压力控制放线的过程中，变频器会根据压力传感器的输出信号，调整放线电机的速度，从而保证钢线2上张力的恒定，当压力传感器较大时，表示张力较大，放线电机在变频器作用下，加快放线速度，从而使得放线盘转速增大，进而使得张力降低；当压力传感器的输出信号较小时，表示张力较小，放线电机在变频器作用下，放慢放线速度，从而使得放线盘转速减小，进而使得张力增大。

切换电路用于在手动放线控制电路和压力控制放线控制电路之间切换，包括第二三极管Q2、第一二极管D1、第八电阻R8、第一发光二极管LED1和第三电阻R3。

第二三极管Q2为NPN三极管，第二三极管Q2的基极通过第八电阻R8连接第五接口P5，第五接口P5连接收线机控制接口；第二三极管Q2的发射极接地；第二三极管Q2的集电极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接直流电源；第二三极管Q2的集电极还通过继电器JDQ1的线圈连接直流电源；同时，第一发光二极管LED1的正极通过第三电阻R3连接直流电源，第一发光二极管LED1的负极连接第二三极管Q2的集电极。

电源电路如图3所示，包括稳压芯片U2（型号为7812）、第一电容C1、第二二极管D2、第二发光二极管LED2和第九电阻R9，稳压芯片U2的输入端（引脚VIN）连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接外部直流电接口P6，第二二极管D2的负极还通过第一电容C1接地。稳压芯片U2的输入端还连接第二发光二极管LED2的正极，第二发光二极管LED2的负极还通过第九电阻R9接地；稳压芯片U2的输入端还通过第一电容C1接地。其中，稳压芯片U2的输入端还输出有高直流电源VCC1。稳压芯片U2的输出端输出直流电源VCC，稳压芯片U2的输出端还通过第二电容C2接地。

当收线机伺服电机不运行时，即钢线2还没有到达收线机处时，收线机控制接口输出低电平，从而使得第二三极管Q2处于截止状态，继电器JDQ1的常开触点断开，常闭触点闭合，手动放线控制电路输出信号到变频器的信号输入端，执行手动操作控制。此处，收线机控制接口输出低电平的原理为：在收线过程中有PLC进行控制，当PLC收到钢线2到达收线机处的信号后，在PLC的输出端输出高电平，其中收线机控制接口连接PLC的输出端。其中，PLC收到钢线2到达收线机处的信号可以通过光电传感器进行检测，在收线机上设置光电传感器，当有钢线2到达收线机处后，光电传感器的输出信号变化，光电传感器连接PLC的输入端，从而使得PLC得知钢线到达收线机处。

当钢线到达收线机处后，收线机的伺服电机启动，收线机控制接口输出高电平，从而使得第二三极管Q2导通，继电器的常开触点吸合，常闭触点断开，手动放线控制电路被切断，压力控制放线控制电路的输出端与变频器的输入端导通，从而使得变频器根据钢线2压力的大小自动调节运行速度，以满足放线的要求。

本实用新型通过设置手动放线控制电路、压力控制放线控制电路和切换电路实现了钢线放线过程的自动切换，从而在初始放线时通过手动放线控制电路，使得钢线以恒定的张力达到收线机处；当钢线到达收线机后，在压力控制放线控制电路的作用下，使得钢线以恒定的张力进行收线，实现方便，张力控制范围广。