專利名稱：一種精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種收排線控制系統，尤其是一種精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，屬于精細鋼絲收排線的技術領域。
背景技術：
精細鋼絲拉絲機是目前國內提供輪胎子午線，以及要求更為精細的太陽能電池硅片切割用切割鋼絲的主要生產設備。目前精細鋼絲拉絲機的收排線采用的電氣控制系統中主控制器均使用工業可編程控制器PLC，將拉絲機的控制工藝及控制要求在PLC內編程實現，不同機械結構的拉絲機和不同品牌的PLC其編程方法和程序內容均不同。目前的控制方法中，在設備運行前，必須根據不同型號的工字輪邊緣倒角的弧度角度及弧度半徑采用斜面鐵尺進行準確位置標定，根據不同型號的工字輪的倒角情況設定不同的補償排線方法；在使用沒有倒角的工字輪或者在工字輪邊緣排線過程中消除倒角后的情況下采用恒張力控制方法進行控制；這種方法在倒角補償與恒張力控制之間切換時存在控制盲區，容易產生工字輪邊緣的排絲隆起；目前的控制方法中對于工字輪收絲過程中由于成品絲壓力使得工字輪邊緣變形后也沒有應對的解決方案，同樣存在控制盲區。目前控制方法的實現均是通過可編程控制器PLC編程實現，由于存在控制盲區， 其結果是成品絲工字輪邊緣容易產生1 一 2毫米不等的隆起或凹陷，這會成為放絲過程中斷絲的主要隱患。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其結構簡單緊湊，使用方便，提高精細鋼絲排線的邊緣平整性，不會出現壓絲和松絲，自動化程度高，提高排線質量，安全可靠。按照本發明提供的技術方案，所述精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，包括用于對精細鋼絲進行排線的排線電機及用于對精細鋼絲進行收線的收線電機；所述收線電機輸出軸上設有工字輪，排線電機的輸出軸上設有排線導桿，所述排線導桿上設有排線輪，所述排線輪能在排線導桿上移動；所述收線電機及排線電機均與控制器的輸出端相連；工字輪的端部具有工字輪邊緣；還包括用于檢測精細鋼絲排線時張力變化的張力檢測機構，所述張力檢測機構與控制器的輸入端相連，控制器根據張力檢測機構檢測精細鋼絲排線時對應的張力變化值通過排線電機調節排線輪在排線導桿上的進給換向時間及進給速度，以使得精細鋼絲在工字輪及對應工字輪邊緣收線時的平整性。所述張力檢測機構包括張力檢測開關及與所述張力檢測開關相對應配合的偏心輪，所述偏心輪上設有張力擺桿，所述張力擺桿能擺動；張力檢測開關與控制器的輸入端相連，精細鋼絲排線張力變化時，張力擺桿擺動，張力檢測開關與偏心輪對應配合后將檢測得到相應的張力值輸入控制器內。所述控制器包括DSP。所述張力檢測開關包括接近開關。所述偏心輪與排線輪間設有水平導向輪及垂直導向輪，所述垂直導向輪鄰近排線輪；精細鋼絲依次通過偏心輪、水平導向輪及垂直導向輪后與排線輪相連。所述控制器與人機界面相連；通過人機界面向控制器內輸入操作指令，且控制器通過人機界面輸出運行參數。所述人機界面包括觸摸屏。所述控制器通過收線變頻器與收線電機相連。所述控制器通過排線伺服控制器與排線電機相連。本發明的優點所述控制器與張力檢測機構對應配合后能夠適用于不同型號、不同機械結構工作原理相同的拉絲機，也適用于不同型號的工字輪，無論該工字輪是否有倒角和所述的倒角弧度角度和弧度半徑；控制器均能夠根據張力檢測開關檢測到的工字輪邊緣張力反饋變化值進行運算和控制，通過排線電機調節排線輪在排線導桿上的進給換向時間及進給速度，以在整個收絲過程中實現無盲區的全程控制，自動化程度高，收絲排線平整度高，沒有壓絲和松絲現象，放絲過程中產生斷絲的幾率大大降低。


圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示本發明包括人機界面1、控制器2、收線變頻器3、排線伺服控制器4、 張力檢測開關5、張力擺桿6、水平導向輪7、垂直導向輪8、排線輪9、排線電機10、工字輪邊緣11、收線電機12、工字輪13、排線導桿14、精細鋼絲15、拉絲機16及偏心輪17。如圖1所示所述收排線控制系統包括用于對精細鋼絲15進行排線的排線電機 10及用于對精細鋼絲15排線后進行收線的收線電機12 ；所述收線電機12的輸出軸上設有工字輪13，所述工字輪13的端部具有工字輪邊緣11，工字輪邊緣11倒角的弧度角度及弧度半徑會導致收線時產生排線隆起，會成為放絲過程中斷絲的主要隱患。排線電機10的輸出軸上設有排線導桿14，所述排線導桿14與工字輪13呈平行分布，排線導桿14上設有排線輪9，所述排線輪9能在排線導桿14上進給運動，當排線輪9在排線導桿14上進給移動時，能夠對精細鋼絲15導向后收在工字輪13上。排線輪9與排線導桿14間可以采用絲杠螺母配合的方式。收線電機12及排線電機10與控制器2的輸出端相連，控制器2通過收線變頻器3與收線電機12相連，控制器2通過排線伺服控制器4與排線電機10相連，從而控制器2能夠調節控制收線電機12及排線電機10的速度，達到相應排線要求。排線電機 10為伺服電機。為了能夠消除精細鋼絲15排線時由于工字輪邊緣11存在產生控制盲區的影響， 所述控制器2還與用于檢測精細鋼絲15排線時張力變化的張力檢測機構。所述張力檢測機構包括張力檢測開關5及與所述張力檢測開關5相對應配合的偏心輪17，所述偏心輪17 上設有張力擺桿6，所述張力擺桿6能擺動，張力檢測開關5位于偏心輪17的一側。張力檢測開關5可以采用接近開關，當精細鋼絲15在排線輪9導向作用下運動到工字輪邊緣11 時，精細鋼絲15的張力值發生變化，精細鋼絲15的張力值變化后，張力擺桿6擺動，張力擺桿6擺動后，偏心輪17與張力檢測開關5間發生相對移動，張力檢測開關5能夠根據相應移動的情況向控制器2內輸入精細鋼絲15的張力變化值；控制器2根據張力檢測開關5輸入的張力變化值通過排線電機10調節排線輪9在排線導桿14上的進給換向時間及進給速度，以使得精細鋼絲15通過排線輪9導向后能在工字輪3及工字輪邊緣11處收線的平整性，同時避免壓絲和松絲。偏心輪17與排線輪9間設有水平導向輪7及垂直導向輪8，所述垂直導向輪8鄰近排線輪9，所述偏心輪17、水平導向輪7及垂直導向輪8均固定安裝于拉絲機16上。從拉絲機16輸出的精細鋼絲15會依次穿過偏心輪17、水平導向輪7、垂直導向輪8后通過排線輪9導向后在工字輪13上進行收絲。精細鋼絲15通過偏心輪17、水平導向輪7及垂直導向輪8后能夠產生折彎，使得精細鋼絲15方向產生變換，提高收絲的可靠性及穩定性。控制器2采用DSP (digital signal processor)，所述控制器2在控制拉絲機運行前，無需根據工字輪13不同設定不同的控制參數，也無需根據工字輪邊緣11倒角不同測量其倒角弧度大小或半徑大小，在運行過程中，控制器2根據張力檢測開關5檢測排線伺服電機10在工字輪邊緣11排線方向轉換時檢測到的張力反饋變化值，通過輸出控制信號控制排線伺服控制器4驅動排線電機10進行排線進給和排線換向調整，從而調節排線輪9的進給換向時間及進給速度，在控制拉絲電機和收線電機12匹配的情況下，始終保持工字輪邊緣11的排線與工字輪13中間排線的平整并一直保持到收絲長度達到要求，并且不會造成壓絲和松絲。控制器2還與人機界面1相連，通過人機界面1能向控制器2內輸入運行參數，控制器2的運行參數能通過人機界面1輸出，人機界面1可以采用觸摸屏。張力檢測機構與控制器2對應配合后適用于不同型號、不同機械結構但原理相同的拉絲機，也適用于不同型號工字輪，無論工字輪邊緣11是否存在倒角和無論所述倒角的圓弧角度和圓弧的半徑大小，控制器2能夠根據張力檢測開關5檢測得到的工字輪邊緣11 反饋的張力反饋變化值進行運算得出工字輪邊緣11的邊緣排線控制方法，通過輸出控制信號控制排線伺服控制器4驅動排線電機10進行邊緣排線進給和排線換向調整，保持工字輪邊緣11的排線與中間排線的一致平整，直到收絲結束，并且不會造成壓絲和松絲。當工字輪13收線過程中由于成品絲纏繞壓力產生工字輪邊緣11形變，導致工字輪邊緣11排線出現隆起或凹陷的趨勢時，控制器2能根據張力檢測開關5反饋的張力反饋變化值進行運算得出工字輪邊緣11的邊緣排線控制，通過輸出控制信號給排線伺服控制器4，控制排線電機10進行邊緣排線進給和排線換向調整，保持工字輪邊緣11與工字輪13 中間排線的一致平整，直到收絲結束，且不會造成壓絲和松線。本發明所述的控制器2與張力檢測機構對應配合，排線精度高且不受收線速度影響，所述控制器2能夠實現拉絲機16高速運行而且保證收排線質量，工字輪邊緣11排線的平整度可保持在1毫米以下。所述控制器2采用高速DSP芯片作為主處理器，其浮點運算能力為小數點后6位， 因此所述控制器能夠精確控制拉絲電機5、收線電機12和排線伺服電機10的運行匹配，可實現收線速度1000米/分鐘的高速穩定運行；其運行速度可達到每次運行時間不超過3毫秒，排線電機10在工字輪邊緣11換向時需要50毫秒，所述控制器2的速度完全能夠準確測量到排線電機10在工字輪邊緣11換向時的張力變化反饋值。所述控制器2進行控制換向執行時間僅需0. 5毫秒，所述控制器2對于邊緣排線的控制速度完全能夠達到平整度在 1毫米內的控制要求。所述控制器2內還包含高精度的收絲長度計算，可實現0.001%的收絲精度，即每百公里1米的誤差精度。如圖1所示工作時，從拉絲機16出來的精細鋼絲15依次通過偏心輪17、水平導向輪7、垂直導向輪8后與排線輪9相連，通過排線輪9導向后在工字輪13上進行排線。通過所述人機界面1向控制器2內設置工字輪13的寬度及相關拉絲工作參數，控制器2即根據張力檢測開關5反饋的張力變化值，分別通過收線變頻器3、排線伺服控制器4調節控制收線電機12、排線電機10的運行速度，收線電機12與排線電機10、拉絲機16對應配合后， 實現拉絲、收絲和精密排線過程。當精細鋼絲15在排線輪9導向作用下排至工字輪邊緣11時，精細鋼絲15的張力值與精細鋼絲15在工字輪13中間處的張力值不同，此時張力擺桿6擺動，張力擺桿6擺動后，偏心輪17與張力檢測開關5間產生相對運動，張力檢測開關5能將檢測的張力變化值輸入控制器2內。當張力檢測開關5將排線輪9排線至工字輪邊緣11時所反饋的張力變化值輸入控制器2，控制器2根據相應的張力值通過運算計算出排線輪9的換向位置及進給速度，控制器2通過排線伺服控制器4控制排線電機10的換向時間和轉動速度，通過排線電機10輸出軸轉動的換向及轉動速度來調節排線輪9在排線導桿14上的進給換向時間及進給速度，保持精細鋼絲15在工字輪13中間及工字輪邊緣11的平整，并且不會壓絲和松線。本發明中所述控制器2與張力檢測機構對應配合后能夠適用于不同型號、不同機械結構工作原理相同的拉絲機16，也適用于不同型號的工字輪13，無論該工字輪13是否有倒角和所述的倒角弧度角度和弧度半徑；控制器2均能夠根據張力檢測開關5檢測到的工字輪邊緣11張力反饋變化值進行運算和控制，通過排線電機10調節排線輪9在排線導桿 14上的進給換向時間及進給速度，以在整個收絲過程中實現無盲區的全程控制，自動化程度高，收絲排線平整度高，沒有壓絲和松絲現象，放絲過程中產生斷絲的幾率大大降低。
權利要求
1.一種精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，包括用于對精細鋼絲(15)進行排線的排線電機(10)及用于對精細鋼絲(15)進行收線的收線電機(12);所述收線電機(12)輸出軸上設有工字輪(13)，排線電機(10)的輸出軸上設有排線導桿(14)，所述排線導桿(14)上設有排線輪(9)，所述排線輪(9)能在排線導桿(14)上移動；所述收線電機(12)及排線電機 (10)均與控制器(2)的輸出端相連；工字輪(13)的端部具有工字輪邊緣(11)；其特征是 還包括用于檢測精細鋼絲(15)排線時張力變化的張力檢測機構，所述張力檢測機構與控制器(2)的輸入端相連，控制器(2)根據張力檢測機構檢測精細鋼絲(15)排線時對應的張力變化值通過排線電機(10)調節排線輪(9)在排線導桿(14)上的進給換向時間及進給速度， 以使得精細鋼絲(15)在工字輪(13)及對應工字輪邊緣(11)收線時的平整性。
2.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述張力檢測機構包括張力檢測開關(5)及與所述張力檢測開關(5)相對應配合的偏心輪(17)，所述偏心輪(17)上設有張力擺桿(6)，所述張力擺桿(6)能擺動；張力檢測開關(5)與控制器 (2)的輸入端相連，精細鋼絲(15)排線張力變化時，張力擺桿(6)擺動，張力檢測開關(5)與偏心輪(17)對應配合后將檢測得到相應的張力值輸入控制器(2)內。
3.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述控制器 (2)包括 DSP。
4.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述張力檢測開關(5)包括接近開關。
5.根據權利要求2所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述偏心輪 (17)與排線輪(9)間設有水平導向輪(7)及垂直導向輪(8)，所述垂直導向輪(8)鄰近排線輪(9);精細鋼絲(15)依次通過偏心輪(17)、水平導向輪(7)及垂直導向輪(8)后與排線輪 (9)相連。
6.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述控制器 (2 )與人機界面(1)相連；通過人機界面(1)向控制器(2 )內輸入操作指令，且控制器(2 )通過人機界面(1)輸出運行參數。
7.根據權利要求6所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述人機界面(1)包括觸摸屏。
8.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述控制器 (2 )通過收線變頻器(3 )與收線電機(12 )相連。
9.根據權利要求1所述的精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，其特征是所述控制器 (2)通過排線伺服控制器(4)與排線電機(10)相連。
全文摘要
本發明涉及一種精細鋼絲拉絲機的收排線控制系統，包括排線電機及收線電機；收線電機輸出軸上設有工字輪，排線電機的輸出軸上設有排線導桿，排線導桿上設有排線輪，排線輪能在排線導桿上移動；收線電機及排線電機均與控制器的輸出端相連；工字輪的端部具有工字輪邊緣；還包括張力檢測機構，張力檢測機構與控制器的輸入端相連，控制器根據張力檢測機構檢測精細鋼絲排線時對應的張力變化值通過排線電機調節排線輪在排線導桿上的進給換向時間及進給速度，以使得精細鋼絲在工字輪及對應工字輪邊緣收線時的平整性。本發明結構簡單緊湊，使用方便，提高精細鋼絲排線的邊緣平整性，不會出現壓絲和松絲，自動化程度高，提高排線質量，安全可靠。
文檔編號B21C47/12GK102527748SQ201210002948
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者李文 申請人:無錫奧特維科技有限公司