指令控制收线电机 的转速，型号为矢量型MD320系列变频器，该变频器可以提高系统的动态响应能力，克服了 由于工艺参数改变引起的速度波动，使收线速度较稳定。
[0038] (3)排线伺服控制单元
[0039] 如图2所示，排线伺服控制单元包括：伺服驱动器和伺服电机。本实施例中选取的 伺服驱动器的型号为ADS-B0421B-A控制器，伺服驱动器的主电源和控制电源为220VAC，选 用的伺服电机的电源液位220VAC。其中，伺服驱动器的输入端接入到PLC扩展模块上，通过 接受PLC发出的高速脉冲和电机转动的方向信号以控制伺服电机旋转，然后，由于电机旋 转编码器输出信号并再传输给伺服驱动器从而形成A相和B相正交信号，将该信号再发送 给PLC作为其高速计数器的信号源。PLC、伺服电机和伺服驱动器之间通过屏蔽电缆连接。
[0040] 伺服排线系统的工作原理如下：
[0041] 控制卷绕主轴传动的感应式交流异步电动机和伺服电机分别设置为主-从工作 方式，分别采用独立驱动。伺服电机采用为孩子控制模式，跟随异步电动机同步运行。修改 排线伺服电机电子齿轮系数比来单独设置线缆直径，伺服电机以转速nl驱动丝杠正或反 转，使收线架左或右平移排线，通过接近开关实现电机换向。当收线电机以恒线速度η收卷 时，设定排线丝杠螺距为m，伺服电机通过1:3的减速器拖动丝杠，则排线伺服电机的转速 nl与收线电机转速η关系如下：
[0043] 丝杠螺距为m为已知，在收排不同规格的电缆时，只要检测出收线电机转速η并设 定相应的直径d即可按计算公式获得排线电机伺服电机转速η 1。
[0044] 设当前收线电机的转速为η，旋转编码器的分辨率为k，则旋转编码器输出频率为 Π ：
[0046] 根据上述方式在PLC中编辑指令，设定不同规格的线缆直径d、并计数换层信号， 用脉冲旋转编码器检测收卷电机转速，编制收排线速度控制程序；从而PLC预先编制的程 序控制系统中各驱动器、电机及相关部分实现恒速收线、紧密均匀排线。
[0047] (4)人机交互设备：
[0048] 如图4至图7,设定的人机交互设备中的人机界面触摸屏的形式，型号为威伦公司 生产的MT6050。人机人界面直接和PLC中要处理的存储器进行访问，并且可以PLC存储器 进行实时显示和修改。机界面的主要功能包括：设定收线速度、设定节距、修正排线节距、排 线左右开档距离微调、修正线缆直径等。人机界面简单快捷，采用点击菜单并且分层次式的 打开各画面进行参数设定。
[0049] 利用触摸屏的组态软件，可通过PLC对其控制界面和图像参数进行编辑，从而通 过人机界面即可实时监控到收线电机和伺服电机相关数据。以排线左右开档距离微调为 例，设计的基本思路为：若收线盘的宽度分别为：315mm、425mm和496mm;其中，以315mm 盘为准，排线左右开档调节范围设定为因定的-40mm~+40mm，对应脉冲数计算方式= 40mm+5mmX电机减速比，若收线盘宽度为425mm，则在315mm盘外排宽度上增加110mm，对 应脉冲数计算方式=11〇_+5_Χ电机减速比；496mm宽度的收线盘计算方式同425mm宽 度的收线盘。
[0050] 本发明设计的人机界面除了触摸屏外，还设有按钮操作键，实现手/自动切换、联 动、启动/停止等多种功能。
[0051] 上述的收线机构中包含一个机架，在机架上设置有收线控制单元、由收线控制单 元驱动的收线减速器、沿收线盘轴方向伸缩的伸缩机构、以及分别用于顶压收线盘两端的 第一压紧件和第二压紧件。收线减速器输出与第一压紧件固定连接，伸缩机构输出与第二 压紧件转动配合；第一压紧件和第二压紧件之间用于设置收线盘9。
[0052] 本实施例中的第二压紧件为顶锥10,由于常用的收线盘规格为0 315、0 500、0 630,本发明可以适合不同规格的收线盘，在顶锥上还可以增加套或长节用于改变其长度。
[0053] 伸缩机构由气缸12构成，在气缸上设置有气嘴11，通过调整气嘴可以改变气缸的 伸缩运动，从而控制顶锥施加给收线盘的顶紧力。上述收线电机2可以驱动收线减速器4 中的卷轴产生卷动力。
[0054] 该收线机构的机架由架托8和两个支架13构成。两个支架13支撑其架托8,所设 计的机架可以根据需求调整收线盘距离地面的高度。
[0055] 该收线机构还包括有一个辅助垫板17,该辅助垫板设置在收线盘正下方的架托 上。通过调整辅助垫板的高度可用于针对不同辅助垫板增减不同收线盘距地面高度，在拆 卸收线盘时，收线盘可以通辅助垫板自由滚落到地，避免增加拆卸的劳动强度。
[0056] 基于上述收线机构的实施例，所述收线机构的使用工作原理如下：
[0057] 电缆收排线装置工作前，将收线盘沿收线机构的轴向方向设置于第一压紧件和第 二压紧件之间，使收线盘两端的夹紧部分分别和第一压紧件和第二压紧件对准。气缸通过 运动控制顶锥的伸缩距离，实现对收线盘的顶紧。收线盘的另一端和第一锁紧件夹紧。电 缆的收排线装置开始工作后，运行收排线自动控制系统，收线电机驱动收线减速器中的卷 轴产生收卷力使收线盘跟随其旋转，从而实现无轴收线。
[0058] 作为其他实施方式，本发明还可以选用其他形式的人机交互形式实现对控制系统 中数据参数的操作、访问和控制。
[0059] 本实施例中的主控制器选用的可编程逻辑控制器，仅为优选的实施例，并不是对 本发明的限制。作为其他实施方式，本发明还可以选用其他形式的控制器，如DSP信号处理 器或CPU中央处理器等。
【主权项】
1. 电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括主控制器，主控制器 上分别连接用于控制排线机构的排线伺服控制单元和用于控制收线机构的收线控制单元。2. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述收线机构包 括一个机架、机架上设置有所述收线控制单元、由收线控制单元驱动的收线减速器、沿收线 盘轴向伸缩的伸缩机构，以及用于顶压收线盘的第一压紧件和第二压紧件；第一压紧件和 第二压紧件之间用于设置收线盘；收线减速器输出与第一压紧件固定连接，伸缩机构输出 与第二压紧件转动配合。3. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的排线伺服 控制单元由伺服电机和与之相连的伺服驱动器构成；所述的收线控制单元由收线电机和与 之相连的变频器构成；伺服驱动器和变频器分别连接至主控制器相应端口。4. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的主控制器 的两个输入端分别接有收排线装置中的排线内反向接近开关和排线外反向接近开关。5. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的主控制器 为PLC控制器。6. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的收线控制 单元中还包括编码器，编码器连接到所述的主控制器上的一个I/O端口。7. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，该主控制器的输 出端还接入触屏式的人机交互设备，该人机交互设备中还配置有按钮操作键。8. 根据权利要求1所述的电缆的收排线自动控制系统，其特征在于，所述的主控制器 上扩展一个用于输出模拟信号的模拟量模块。
【专利摘要】本发明涉及电缆的收排线自动控制系统,该控制系统包括主控制器，主控制器上分别连接用于控制排线机构的排线伺服控制单元和用于控制收线机构的收线控制单元；本发明设计的控制系统中各驱动器、电机及相关部分实现恒速收线、紧密均匀排线，自动精确的调整排线节距，使排线电机的转速能够跟随收线电机转速的变化而变化，而且该自动控制系统保证了线缆在排线到盘缘时能够精确换向，不会由于人工调整使盘缘有凹陷或堆起现象；节省了大量劳动力的同时，提高了生产效率和产品的质量。
【IPC分类】H01B13/00, B65H59/38, B65H54/553
【公开号】CN105417283
【申请号】CN201511015459
【发明人】宋广平, 杨小琳, 冯剑, 马娜娜
【申请人】河南省通信电缆有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月29日