技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備及其排線補線方法。
背景技術(shù):
:
目前,電纜生產(chǎn)時使用的收線機構(gòu),均由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動錐型收線盤旋轉(zhuǎn),錐型收線盤通過旋轉(zhuǎn)將電纜纏繞在錐型收線盤外表面,錐型收線盤在旋轉(zhuǎn)過程中沒有軸向運動,進而使纏繞在錐型收線盤外面的電纜過于集中,錐型成品銅絲在使用過程中極易坍塌,造成中途停車及原材料浪費,并且對錐型收線盤和電纜本身都造成一定程度的損壞,大大降低了電纜的生產(chǎn)效率,提高了電纜的生產(chǎn)成本,降低了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備及其排線補線方法,結(jié)構(gòu)設(shè)計合理,排線節(jié)距及行程自動計算;收線盤加緊/放松采用氣動控制安全可靠;實現(xiàn)了緊密型收線成型,大大提高了電纜的生產(chǎn)效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量,解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備,包括機架以及分別安裝在機架上的拉絲機、連續(xù)退火設(shè)備、電位器、舞蹈輪、排線裝置、收線裝置,其中,拉絲機和連續(xù)退火設(shè)備一體設(shè)置;排線裝置包括排線伺服交流電機、滾珠絲杠和導(dǎo)線輪,排線伺服交流電機通過聯(lián)軸器連接滾珠絲杠,滾珠絲桿通過絲母連接導(dǎo)線輪;收線裝置包括收線盤、收線電機、傳動帶輪和變頻器,收線電機和收線盤相連接,變頻器和收線電機相連接;電位器、舞蹈輪、排線伺服交流電機、收線盤、收線電機和變頻器分別與帶有觸摸屏的plc控制系統(tǒng)相連。
在傳動帶輪和變頻器的外側(cè)設(shè)有一防護罩。
用如上所示的用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備排線補線方法,主要包括以下步驟:
(1)、將拉絲機上的銅絲依次通過拉絲機、舞蹈輪、滾珠絲杠、導(dǎo)線輪后引至收線盤;
(2)、啟動plc自動控制系統(tǒng),通過觸摸屏控制排線伺服交流電機回原點確定收線盤零點位置,通過觸摸屏設(shè)定收線盤兩端位置;然后設(shè)定收卷銅絲線徑,plc自動控制系統(tǒng)根據(jù)線盤大小自動運算出排線層數(shù)、補線層數(shù)和位置;
(3)、收線;收線盤由收線電機控制,收線電機由變頻器控制,plc控制系統(tǒng)做pid正向動作調(diào)整,電位器輸出信號為pid輸入值,目標(biāo)值為舞蹈輪在中間位置電位器值;當(dāng)拉絲機反饋的速度越快變頻器控制收線電機速度越快,舞蹈輪在目標(biāo)值位置上下波動,根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達到實時跟蹤拉絲機速度的目的,以保證速度匹配,使位于拉絲機上的銅絲不易拉斷;
(4)、排線、補線;排線裝置的導(dǎo)線輪自動從收線盤一端運動到另一端,來回往復(fù)運動,其速度由收線電機轉(zhuǎn)速決定;排線裝置是排線伺服交流電機傳動的,其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制,收線裝置上的收線盤轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪運動一個線徑,plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機變頻器通訊獲取收線電機的轉(zhuǎn)速,通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機,收線電機每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪就運動一個線徑距離,誤差可以精確到微米,使收線盤緊密收線。
本發(fā)明采用上述方案,采用plc+人機界面協(xié)調(diào)控制,45kw交流電機+變頻器驅(qū)動,排線采用精密滾珠絲杠直線導(dǎo)軌傳動,排線伺服交流電機控制,排線節(jié)距及行程自動計算;收線盤加緊/放松采用氣動控制安全可靠;采用錐型可拆卸的收線盤,實現(xiàn)了緊密型收線成型,筒體收縮式,采用捆軋帶捆軋,熱縮薄膜密封式包裝,大大提高了電纜的生產(chǎn)效率,降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量。
附圖說明:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為收線電機收線速度調(diào)節(jié)示意圖。
圖3為成品銅絲效果圖。
圖中,1、拉絲機,2、連續(xù)退火設(shè)備,3、電位器,4、舞蹈輪,5、排線伺服交流電機,6、滾珠絲杠,7、導(dǎo)線輪,8、收線盤,9、收線電機,10、變頻器,11、plc控制系統(tǒng),12、防護罩。
具體實施方式:
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點,下面通過具體實施方式,并結(jié)合其附圖,對本發(fā)明進行詳細闡述。
如圖1-2所示,一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備,包括機架以及分別安裝在機架上的拉絲機1、連續(xù)退火設(shè)備2、電位器3、舞蹈輪4、排線裝置、收線裝置,其中,拉絲機1和連續(xù)退火設(shè)備2一體設(shè)置;排線裝置包括排線伺服交流電機5、滾珠絲杠6和導(dǎo)線輪7,排線伺服交流電機5通過聯(lián)軸器連接滾珠絲杠6,滾珠絲桿通過絲母連接導(dǎo)線輪7;收線裝置包括收線盤8、收線電機9、傳動帶輪和變頻器10,收線電機9和收線盤8相連接,變頻器10和收線電機9相連接;電位器3、舞蹈輪4、排線伺服交流電機5、收線盤8、收線電機9和變頻器10分別與帶有觸摸屏的plc控制系統(tǒng)11相連。
在傳動帶輪和變頻器10的外側(cè)設(shè)有一防護罩12。
用如上所示的用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備排線補線方法,主要包括以下步驟:
(1)、將拉絲機1上的銅絲依次通過拉絲機1、舞蹈輪4、滾珠絲杠6、導(dǎo)線輪7后引至收線盤8;
(2)、啟動plc自動控制系統(tǒng),通過觸摸屏控制排線伺服交流電機5回原點確定收線盤8零點位置,通過觸摸屏設(shè)定收線盤8兩端位置;然后設(shè)定收卷銅絲線徑,plc自動控制系統(tǒng)根據(jù)線盤大小自動運算出排線層數(shù)、補線層數(shù)和位置;
(3)、收線;收線盤8由收線電機9控制,收線電機9由變頻器10控制,plc控制系統(tǒng)11做pid正向動作調(diào)整,電位器3輸出信號為pid輸入值,目標(biāo)值為舞蹈輪4在中間位置電位器3值;當(dāng)拉絲機1反饋的速度越快變頻器10控制收線電機9速度越快,舞蹈輪4在目標(biāo)值位置上下波動,根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達到實時跟蹤拉絲機1速度的目的,以保證速度匹配,使位于拉絲機1上的銅絲不易拉斷;
(4)、排線、補線;排線裝置的導(dǎo)線輪7自動從收線盤8一端運動到另一端,來回往復(fù)運動,其速度由收線電機9轉(zhuǎn)速決定;排線裝置是排線伺服交流電機5傳動的,其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制,收線裝置上的收線盤8轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7運動一個線徑,plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機9變頻器10通訊獲取收線電機9的轉(zhuǎn)速,通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機5,收線電機9每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7就運動一個線徑距離,誤差可以精確到微米,使收線盤8緊密收線。
以銅絲線徑2.6mm為例:
線盤長度l=590mm;線盤小頭直徑d2=525mm
排線線徑d0;最大補線次數(shù)n1
線盤直徑d=1000mm;最大排線次數(shù)n2
線盤大頭直徑d1=610mm;補線位置ln
補線高度b=nd0
銅線排線計算程序為:
銅絲排滿收線盤8最大排線來回次數(shù)
n2=(d-d1)/4d0=(1000-610)/4d0=97.5/d0
n2即為銅絲排線循環(huán)次數(shù)。
銅絲排滿收線盤8后補平椎體程序:
最大補線來回次數(shù)n1=(d1-d2)/4d0=(610-525)/4d0=21.25/d0
補線高度b=nd0
根據(jù)三角函數(shù)可得:(l-ln)/l=b/a
補線位置ln=(la-bl)/a=(la-nd0l)/a=l-nd0l/a=590-13.9nd0
銅絲線徑d0=2.6mm
最大補線來回次數(shù)n1=(d1-d2)/4d0=(610-525)/4d0=21.25/d0=8次
第一次補線位置l1=590-13.9nd0=553.86mm
第二次補線位置l2=590-13.9nd0=517.72mm
第三次補線位置l3=590-13.9nd0=481.58mm
第四次補線位置l4=590-13.9nd0=445.44mm
第五次補線位置l5=590-13.9nd0=409.3mm
第六次補線位置l6=590-13.9nd0=373.16mm
第七次補線位置l7=590-13.9nd0=337.02mm
第八次補線位置l8=590-13.9nd0=300.88mm
銅絲排滿線盤最大排線來回次數(shù)
n2=(d-d1)/4d0=(1000-610)/4d0=97.5/d0=37次
銅絲線徑為2.6mm時,來回排線37次錐型收線盤8布滿銅絲,補線8次可把錐型收線盤8錐度補齊;每次補線位置ln和補線次數(shù)呈函數(shù)關(guān)系;利用交流伺服電機定位特點補8次位置即可把錐度補平。最后成品銅絲拆盤打包、熱縮包膜等工序完成成品銅絲生產(chǎn)。
如圖3所示:實線為補線部分,銅絲從內(nèi)側(cè)抽絲當(dāng)抽完虛線部分時,成品絲下頭粗上頭細,與錐型成品銅線上頭粗下頭細相比經(jīng)這種方式補線后銅絲不易坍塌。
銅桿經(jīng)過銅拉絲機1變成銅絲,銅絲經(jīng)過連續(xù)退火設(shè)備2進行連續(xù)退火,舞蹈輪4、電位器3反饋銅拉絲機1的速度,舞蹈輪4的位置根據(jù)銅拉絲機1出線的速度可以自動調(diào)節(jié),用電位器3來反饋,變頻器10調(diào)節(jié)主電機。收線盤8由收線電機9控制,收線電機9由變頻器10控制,plc控制系統(tǒng)11做pid正向動作調(diào)整,電位器3輸出信號為pid輸入值,目標(biāo)值為舞蹈輪4在中間位置電位器3值;當(dāng)拉絲機1反饋的速度越快變頻器10控制收線電機9速度越快,舞蹈輪4在目標(biāo)值位置上下波動,根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達到實時跟蹤拉絲機1速度的目的,以保證速度匹配,使位于拉絲機1上的銅絲不易拉斷;排線裝置的導(dǎo)線輪7自動從收線盤8一端運動到另一端,來回往復(fù)運動,其速度由收線電機9轉(zhuǎn)速決定;排線裝置是排線伺服交流電機5傳動的,其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制,收線裝置上的收線盤8轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7運動一個線徑,plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機9變頻器10通訊獲取收線電機9的轉(zhuǎn)速,通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機5,收線電機9每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7就運動一個線徑距離,誤差可以精確到微米,使收線盤8緊密收線。
上述具體實施方式不能作為對本發(fā)明保護范圍的限制,對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,對本發(fā)明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
本發(fā)明未詳述之處,均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。