专利名称：一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种收排线控制系统，尤其是一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，属于精细钢丝收排线的技术领域。
背景技术：
精细钢丝拉丝机是目前国内提供轮胎子午线，以及要求更为精细的太阳能电池硅片切割用切割钢丝的主要生产设备。目前精细钢丝拉丝机的收排线采用的电气控制系统中 主控制器均使用工业可编程控制器PLC，将拉丝机的控制工艺及控制要求在PLC内编程实现，不同机械结构的拉丝机和不同品牌的PLC其编程方法和程序内容均不同。目前的控制方法中，在设备运行前，必须根据不同型号的工字轮边缘倒角的弧度角度及弧度半径采用斜面铁尺进行准确位置标定，根据不同型号的工字轮的倒角情况设定不同的补偿排线方法；在使用没有倒角的工字轮或者在工字轮边缘排线过程中消除倒角后的情况下采用恒张力控制方法进行控制；这种方法在倒角补偿与恒张力控制之间切换时存在控制盲区，容易产生工字轮边缘的排丝隆起；目前的控制方法中对于工字轮收丝过程中由于成品丝压力使得工字轮边缘变形后也没有应对的解决方案，同样存在控制盲区。目前控制方法的实现均是通过可编程控制器PLC编程实现，由于存在控制盲区，其结果是成品丝工字轮边缘容易产生I 一 2毫米不等的隆起或凹陷，这会成为放丝过程中断丝的主要隐患。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其结构简单紧凑，使用方便，提高精细钢丝排线的边缘平整性，不会出现压丝和松丝，自动化程度高，提高排线质量，安全可靠。按照本实用新型提供的技术方案，所述精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，包括用于对精细钢丝进行排线的排线电机及用于对精细钢丝进行收线的收线电机；所述收线电机输出轴上设有工字轮，排线电机的输出轴上设有排线导杆，所述排线导杆上设有排线轮，所述排线轮能在排线导杆上移动；所述收线电机及排线电机均与控制器的输出端相连；工字轮的端部具有工字轮边缘；还包括用于检测精细钢丝排线时张力变化的张力检测机构，所述张力检测机构与控制器的输入端相连，控制器根据张力检测机构检测精细钢丝排线时对应的张力变化值通过排线电机调节排线轮在排线导杆上的进给换向时间及进给速度，以使得精细钢丝在工字轮及对应工字轮边缘收线时的平整性。所述张力检测机构包括张力检测开关及与所述张力检测开关相对应配合的偏心轮，所述偏心轮上设有张力摆杆，所述张力摆杆能摆动；张力检测开关与控制器的输入端相连，精细钢丝排线张力变化时，张力摆杆摆动，张力检测开关与偏心轮对应配合后将检测得到相应的张力值输入控制器内。所述控制器包括DSP。所述张力检测开关包括接近开关。所述偏心轮与排线轮间设有水平导向轮及垂直导向轮，所述垂直导向轮邻近排线轮；精细钢丝依次通过偏心轮、水平导向轮及垂直导向轮后与排线轮相连。所述控制器与人机界面相连；通过人机界面向控制器内输入操作指令，且控制器通过人机界面输出运行参数。所述人机界面包括触摸屏。所述控制器通过收线变频器与收线电机相连。所述控制器通过排线伺服控制器与排线电机相连。本实用新型的优点所述控制器与张力检测机构对应配合后能够适用于不同型号、不同机械结构工作原理相同的拉丝机，也适用于不同型号的工字轮，无论该工字轮是否有倒角和所述的倒角弧度角度和弧度半径；控制器均能够根据张力检测开关检测到的工字轮边缘张力反馈变化值进行运算和控制，通过排线电机调节排线轮在排线导杆 上的进给换向时间及进给速度，以在整个收丝过程中实现无盲区的全程控制，自动化程度高，收丝排线平整度高，没有压丝和松丝现象，放丝过程中产生断丝的几率大大降低。
图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图I所示本实用新型包括人机界面I、控制器2、收线变频器3、排线伺服控制器4、张力检测开关5、张力摆杆6、水平导向轮7、垂直导向轮8、排线轮9、排线电机10、工字轮边缘11、收线电机12、工字轮13、排线导杆14、精细钢丝15、拉丝机16及偏心轮17。如图I所示所述收排线控制系统包括用于对精细钢丝15进行排线的排线电机10及用于对精细钢丝15排线后进行收线的收线电机12 ;所述收线电机12的输出轴上设有工字轮13，所述工字轮13的端部具有工字轮边缘11，工字轮边缘11倒角的弧度角度及弧度半径会导致收线时产生排线隆起，会成为放丝过程中断丝的主要隐患。排线电机10的输出轴上设有排线导杆14，所述排线导杆14与工字轮13呈平行分布，排线导杆14上设有排线轮9，所述排线轮9能在排线导杆14上进给运动，当排线轮9在排线导杆14上进给移动时，能够对精细钢丝15导向后收在工字轮13上。排线轮9与排线导杆14间可以采用丝杠螺母配合的方式。收线电机12及排线电机10与控制器2的输出端相连，控制器2通过收线变频器3与收线电机12相连，控制器2通过排线伺服控制器4与排线电机10相连，从而控制器2能够调节控制收线电机12及排线电机10的速度，达到相应排线要求。排线电机10为伺服电机。为了能够消除精细钢丝15排线时由于工字轮边缘11存在产生控制盲区的影响，所述控制器2还与用于检测精细钢丝15排线时张力变化的张力检测机构。所述张力检测机构包括张力检测开关5及与所述张力检测开关5相对应配合的偏心轮17，所述偏心轮17上设有张力摆杆6，所述张力摆杆6能摆动，张力检测开关5位于偏心轮17的一侧。张力检测开关5可以采用接近开关，当精细钢丝15在排线轮9导向作用下运动到工字轮边缘11时，精细钢丝15的张力值发生变化，精细钢丝15的张力值变化后，张力摆杆6摆动，张力摆杆6摆动后，偏心轮17与张力检测开关5间发生相对移动，张力检测开关5能够根据相应移动的情况向控制器2内输入精细钢丝15的张力变化值；控制器2根据张力检测开关5输入的张力变化值通过排线电机10调节排线轮9在排线导杆14上的进给换向时间及进给速度，以使得精细钢丝15通过排线轮9导向后能在工字轮3及工字轮边缘11处收线的平整性，同时避免压丝和松丝。偏心轮17与排线轮9间设有水平导向轮7及垂直导向轮8，所述垂直导向轮8邻近排线轮9，所述偏心轮17、水平导向轮7及垂直导向轮8均固定安装于拉丝机16上。从拉丝机16输出的精细钢丝15会依次穿过偏心轮17、水平导向轮7、垂直导向轮8后通过排线轮9导向后在工字轮13上进行收丝。精细钢丝15通过偏心轮17、水平导向轮7及垂直导向轮8后能够产生折弯，使得精细钢丝15方向产生变换，提高收丝的可靠性及稳定性。控制器2米用DSP (digital signal processor),所述控制器2在控制拉丝机运 行前，无需根据工字轮13不同设定不同的控制参数，也无需根据工字轮边缘11倒角不同测量其倒角弧度大小或半径大小，在运行过程中，控制器2根据张力检测开关5检测排线伺服电机10在工字轮边缘11排线方向转换时检测到的张力反馈变化值，通过输出控制信号控制排线伺服控制器4驱动排线电机10进行排线进给和排线换向调整，从而调节排线轮9的进给换向时间及进给速度，在控制拉丝电机和收线电机12匹配的情况下，始终保持工字轮边缘11的排线与工字轮13中间排线的平整并一直保持到收丝长度达到要求，并且不会造成压丝和松丝。控制器2还与人机界面I相连，通过人机界面I能向控制器2内输入运行参数，控制器2的运行参数能通过人机界面I输出，人机界面I可以采用触摸屏。张力检测机构与控制器2对应配合后适用于不同型号、不同机械结构但原理相同的拉丝机，也适用于不同型号工字轮，无论工字轮边缘11是否存在倒角和无论所述倒角的圆弧角度和圆弧的半径大小，控制器2能够根据张力检测开关5检测得到的工字轮边缘11反馈的张力反馈变化值进行运算得出工字轮边缘11的边缘排线控制方法，通过输出控制信号控制排线伺服控制器4驱动排线电机10进行边缘排线进给和排线换向调整，保持工字轮边缘11的排线与中间排线的一致平整,直到收丝结束,并且不会造成压丝和松丝。当工字轮13收线过程中由于成品丝缠绕压力产生工字轮边缘11形变，导致工字轮边缘11排线出现隆起或凹陷的趋势时，控制器2能根据张力检测开关5反馈的张力反馈变化值进行运算得出工字轮边缘11的边缘排线控制，通过输出控制信号给排线伺服控制器4，控制排线电机10进行边缘排线进给和排线换向调整，保持工字轮边缘11与工字轮13中间排线的一致平整，直到收丝结束，且不会造成压丝和松线。本实用新型所述的控制器2与张力检测机构对应配合，排线精度高且不受收线速度影响，所述控制器2能够实现拉丝机16高速运行而且保证收排线质量，工字轮边缘11排线的平整度可保持在I毫米以下。所述控制器2采用高速DSP芯片作为主处理器，其浮点运算能力为小数点后6位，因此所述控制器能够精确控制拉丝电机5、收线电机12和排线伺服电机10的运行匹配，可实现收线速度1000米/分钟的高速稳定运行；其运行速度可达到每次运行时间不超过3毫秒，排线电机10在工字轮边缘11换向时需要50毫秒，所述控制器2的速度完全能够准确测量到排线电机10在工字轮边缘11换向时的张力变化反馈值。所述控制器2进行控制换向执行时间仅需0. 5毫秒，所述控制器2对于边缘排线的控制速度完全能够达到平整度在I毫米内的控制要求。所述控制器2内还包含高精度的收丝长度计算，可实现0.001%的收丝精度，即每百公里I米的误差精度。如图I所示工作时，从拉丝机16出来的精细钢丝15依次通过偏心轮17、水平导向轮7、垂直导向轮8后与排线轮9相连，通过排线轮9导向后在工字轮13上进行排线。通过所述人机界面I向控制器2内设置工字轮13的宽度及相关拉丝工作参数，控制器2即根据张力检测开关5反馈的张力变化值，分别通过收线变频器3、排线伺服控制器4调节控制收线电机12、排线电机10的运行速度，收线电机12与排线电机10、拉丝机16对应配合后，实现拉丝、收丝和精密排线过程。 当精细钢丝15在排线轮9导向作用下排至工字轮边缘11时，精细钢丝15的张力值与精细钢丝15在工字轮13中间处的张力值不同，此时张力摆杆6摆动，张力摆杆6摆动后，偏心轮17与张力检测开关5间产生相对运动，张力检测开关5能将检测的张力变化值输入控制器2内。当张力检测开关5将排线轮9排线至工字轮边缘11时所反馈的张力变化值输入控制器2，控制器2根据相应的张力值通过运算计算出排线轮9的换向位置及进给速度，控制器2通过排线伺服控制器4控制排线电机10的换向时间和转动速度，通过排线电机10输出轴转动的换向及转动速度来调节排线轮9在排线导杆14上的进给换向时间及进给速度，保持精细钢丝15在工字轮13中间及工字轮边缘11的平整，并且不会压丝和松线。本实用新型中所述控制器2与张力检测机构对应配合后能够适用于不同型号、不同机械结构工作原理相同的拉丝机16，也适用于不同型号的工字轮13，无论该工字轮13是否有倒角和所述的倒角弧度角度和弧度半径；控制器2均能够根据张力检测开关5检测到的工字轮边缘11张力反馈变化值进行运算和控制，通过排线电机10调节排线轮9在排线导杆14上的进给换向时间及进给速度，以在整个收丝过程中实现无盲区的全程控制，自动化程度高，收丝排线平整度高，没有压丝和松丝现象，放丝过程中产生断丝的几率大大降低。
权利要求1.一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，包括用于对精细钢丝(15)进行排线的排线电机(10)及用于对精细钢丝(15)进行收线的收线电机(12);所述收线电机(12)输出轴上设有工字轮(13)，排线电机(10)的输出轴上设有排线导杆(14)，所述排线导杆(14)上设有排线轮(9)，所述排线轮(9)能在排线导杆(14)上移动；所述收线电机(12)及排线电机(10)均与控制器(2)的输出端相连；工字轮(13)的端部具有工字轮边缘(11);其特征是还包括用于检测精细钢丝(15)排线时张力变化的张力检测机构，所述张力检测机构与控制器(2)的输入端相连，控制器(2)根据张力检测机构检测精细钢丝(15)排线时对应的张力变化值通过排线电机(10)调节排线轮(9)在排线导杆(14)上的进给换向时间及进给速度，以使得精细钢丝(15)在工字轮(13)及对应工字轮边缘(11)收线时的平整性。
2.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述张力检测机构包括张力检测开关(5)及与所述张力检测开关(5)相对应配合的偏心轮(17)，所述 偏心轮(17)上设有张力摆杆(6)，所述张力摆杆(6)能摆动；张力检测开关(5)与控制器(2)的输入端相连，精细钢丝(15)排线张力变化时，张力摆杆(6)摆动，张力检测开关(5)与偏心轮(17)对应配合后将检测得到相应的张力值输入控制器(2)内。
3.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述控制器(2)包括 DSP。
4.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述张力检测开关(5)包括接近开关。
5.根据权利要求2所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述偏心轮(17)与排线轮(9)间设有水平导向轮(7)及垂直导向轮(8)，所述垂直导向轮(8)邻近排线轮(9);精细钢丝(15)依次通过偏心轮(17)、水平导向轮(7)及垂直导向轮(8)后与排线轮(9)相连。
6.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述控制器(2 )与人机界面(I)相连；通过人机界面(I)向控制器(2 )内输入操作指令，且控制器(2 )通过人机界面(I)输出运行参数。
7.根据权利要求6所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述人机界面(I)包括触摸屏。
8.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述控制器(2 )通过收线变频器(3 )与收线电机(12 )相连。
9.根据权利要求I所述的精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，其特征是所述控制器(2)通过排线伺服控制器(4)与排线电机(10)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统，包括排线电机及收线电机；收线电机输出轴上设有工字轮，排线电机的输出轴上设有排线导杆，排线导杆上设有排线轮，排线轮能在排线导杆上移动；收线电机及排线电机均与控制器的输出端相连；工字轮的端部具有工字轮边缘；还包括张力检测机构，张力检测机构与控制器的输入端相连，控制器根据张力检测机构检测精细钢丝排线时对应的张力变化值通过排线电机调节排线轮在排线导杆上的进给换向时间及进给速度，以使得精细钢丝在工字轮及对应工字轮边缘收线时的平整性。本实用新型结构简单紧凑，使用方便，提高精细钢丝排线的边缘平整性，不会出现压丝和松丝，自动化程度高，提高排线质量，安全可靠。
文档编号B21C1/02GK202377282SQ20122000515
公开日2012年8月15日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者李文 申请人:无锡奥特维科技有限公司