臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在鋼絲合股機(jī)上的應(yīng)用

/中達(dá)電通股份有限公司 劉紅峰/

臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在鋼絲合股機(jī)上的應(yīng)用

/中達(dá)電通股份有限公司 劉紅峰/

本文根據(jù)鋼絲合股機(jī)的控制原理及工藝，提出臺達(dá)機(jī)電控制系統(tǒng)的主要電氣組件、控制構(gòu)架以及方案程序的編寫。最后得出結(jié)論，使用了臺達(dá)機(jī)電控制方案的鋼絲合股機(jī)，系統(tǒng)控制精度高，操作簡單，可有效提高工作效率。

鋼絲合股機(jī)；張力；扁平電纜；自動控制

0 引言

膠管是國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的橡膠制品，其應(yīng)用范圍廣泛，涉及工程機(jī)械、汽車、航空、航海等領(lǐng)域。膠管的廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)和推動了膠管工業(yè)及其生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展。鋼絲合股機(jī)是生產(chǎn)鋼絲液壓膠管的關(guān)鍵設(shè)備之一，合股的質(zhì)量直接影響著成品的好壞。合股機(jī)主要分張力控制系統(tǒng)和收線控制系統(tǒng)。本文主要介紹臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在合股機(jī)收線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

1 鋼絲合股機(jī)簡介

鋼絲合股機(jī)是鋼絲編織機(jī)的輔助設(shè)備，主要作用是為鋼絲編織機(jī)提供編織所用線軸。該線軸由多股鋼絲同時繞制而成，鋼絲合股機(jī)因此而得名。

現(xiàn)階段在國內(nèi)市場上，鋼絲合股機(jī)主要有兩大類：第一類是主軸轉(zhuǎn)速恒定，由于卷徑不斷加大，合股機(jī)會一直工作在加速運(yùn)動中，這樣的合股線軸內(nèi)好外次，合出的線的懸垂度差異較大，不合格產(chǎn)品較多；第二類是恒定線速度，由于線軸從內(nèi)到外的速度恒定，所以其懸垂度較好，合線的質(zhì)量高。應(yīng)用了臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的鋼絲合股機(jī)屬于第二類。

鋼絲合股機(jī)主要分為張力放線部分和收線部分，如圖1所示。

圖1 鋼絲合股機(jī)

目前，在國內(nèi)市場上，合股機(jī)的張力機(jī)構(gòu)大體分為兩大類：一類為機(jī)械結(jié)構(gòu)控制，一類為電氣控制。機(jī)械結(jié)構(gòu)控制多用彈簧或重物，保證所合的每一根線的張力恒定且相等。機(jī)械結(jié)構(gòu)的響應(yīng)性較差，會導(dǎo)致設(shè)備在啟停過程中，會有較大的張力波動，導(dǎo)致懸垂度不合格，現(xiàn)在主要應(yīng)用于低速合股機(jī)。電氣配合傳感器控制張力，則在啟停過程中，調(diào)整速度快且準(zhǔn)確，張力基本恒定，懸垂度較好。此類型機(jī)構(gòu)在高速合股機(jī)上應(yīng)用廣泛。本文介紹的此款機(jī)器即采用了電氣張力控制方式，如圖2所示。

圖2 電氣張力控制方式

收線機(jī)構(gòu)由兩部分組成：第一部分為收線主軸，負(fù)責(zé)驅(qū)動線軸卷繞合線；第二部分為扁平電纜機(jī)構(gòu)，在主軸收線的同時將線均勻排布在線軸上。收線機(jī)構(gòu)的所有電控部分都是臺達(dá)的機(jī)電產(chǎn)品。

2 控制原理

根據(jù)該設(shè)備的生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)，確定控制分為兩部分：第一部分為合股機(jī)的定線速度，控制原理是按確定的初始卷徑，根據(jù)設(shè)定的速度計算出變頻器的初始頻率，然后根據(jù)卷徑的增加逐步降低變頻速度，從而保證線速度恒定；第二部分為扁平電纜程序部分，控制原理是通過編碼器計算出線軸的轉(zhuǎn)速，再通過扁平電纜間距和比例關(guān)系，計算出扁平電纜伺服電機(jī)的速度，從而使扁平電纜正確。

3 控制構(gòu)架

根據(jù)上述控制工藝及原理，系統(tǒng)控制的主要電氣組件如下表所示，控制構(gòu)架如圖3所示。

表 系統(tǒng)控制主要電氣組件表

圖3 控制構(gòu)架

4 程序說明

該方案的程序主要分為PLC程序和HMI程序。

4.1 PLC程序

PLC程序采用WPLsoft編寫，程序總體分為3個關(guān)鍵點(diǎn)。

1）PLC與伺服和變頻器通訊程序的編寫。

2）定速程序的編寫。在該段程序中，需要注意初始卷徑和每層增加卷徑的數(shù)值。一般情況下，每層卷徑應(yīng)該是線徑的0.87倍，可通過三角函數(shù)關(guān)系獲得。

3）排線程序的編寫。

4.2 HMI畫面

在觸摸屏接口的設(shè)計中，主要是體現(xiàn)最終客戶的操作習(xí)慣和設(shè)備廠家對設(shè)備調(diào)試的掌控。HMI主要分為手動接口、自動接口、參數(shù)設(shè)備和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。本文只對自動運(yùn)行接口和參數(shù)接口做簡單介紹。

“運(yùn)行接口”的主要功能是顯示，在實(shí)際操作中，工作人員帶有手套，不方便觸按觸摸屏，故將常用操作按鍵以按鈕實(shí)物的形式安放于醒目并方便操作處，操作人員會依據(jù)觸摸屏上的資料對設(shè)備進(jìn)行操作，如圖4所示?！皡?shù)接口”主要對工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置如圖5所示。

圖4 運(yùn)行接口

圖5 參數(shù)接口

5 結(jié)束語

市場對鋼絲編織型膠管的需求正不斷加大，進(jìn)而增加了膠管鋼絲編織行業(yè)對設(shè)備的需求。目前，使用臺達(dá)機(jī)電控制方案的鋼絲合股機(jī)已投入使用，該系統(tǒng)控制精度高，操作簡單，有效提高了工作效率。