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直进式拉丝机工作原理直进式拉丝机是一种常用于金属加工的设备，其工作原理是通过拉伸金属材料，使其截面积减小，同时延长材料的长度。
本文将详细介绍直进式拉丝机的工作原理和相关应用。
一、工作原理直进式拉丝机主要由进料机构、拉伸区、收线机构、控制系统等组成。
其工作原理如下：1. 进料机构：将金属材料送入拉丝机的拉伸区。
进料机构通常由进料辊和导向装置组成，其作用是将金属材料引导到拉伸区并保持材料的稳定进给。
2. 拉伸区：是直进式拉丝机的核心部分。
拉伸区通常由多组拉伸辊组成，辊与辊之间的间距逐渐减小。
当金属材料通过拉伸区时，受到辊的挤压和牵拉，使其截面积减小，同时延长材料的长度。
3. 收线机构：将拉伸后的金属材料收取并卷绕起来。
收线机构通常由收线辊和收线盘组成，其作用是将拉伸后的材料收纳起来，并保持材料的整齐卷绕。
4. 控制系统：控制直进式拉丝机的运行和参数调节。
通过控制系统，可以实现对进给速度、拉伸力、辊的间距等参数的精确控制，以满足不同材料的加工要求。
二、应用领域直进式拉丝机广泛应用于金属加工领域，特别是钢铁、铝合金、铜合金等材料的加工和生产过程中。
其主要应用领域包括以下几个方面：1. 金属丝材生产：直进式拉丝机可以将金属坯料加工成各种规格和精度要求的金属丝材，用于制造电线、电缆、弹簧、紧固件等产品。
2. 金属管材生产：直进式拉丝机可以将金属管坯料加工成各种直径和壁厚的金属管材，广泛应用于建筑、机械、汽车等领域。
3. 金属棒材生产：直进式拉丝机可以将金属坯料加工成各种精度要求的金属棒材，用于制造轴承、零件、刀具等产品。
4. 表面处理：直进式拉丝机可以通过调整拉伸辊的参数，实现对金属材料表面的拉丝处理，提高材料的表面质量和光洁度。
5. 材料改性：直进式拉丝机可以通过拉伸过程中的冷加工，改变金属材料的晶粒结构和力学性能，提高其强度、硬度和韧性。
三、优势和发展趋势直进式拉丝机具有以下优势和发展趋势：1. 高效节能：直进式拉丝机采用连续拉伸的方式，具有高效能耗低的特点，可以有效提高生产效率和能源利用率。
变频器在直进式拉丝机上的应用一、引言汽车工业快速发展，对汽车轮胎需求也快速增长。
同时，我国高等级公路快速发展，汽车运行速度也大大提高了，这就对汽车轮胎质量提出了更高要求。
而钢联线作为轮胎重要组成部分，对轮胎强度起着重要作用。
钢联线质量直接影响着轮胎质量、品质、等级。
作为钢联线主要生产设备直进式拉丝机，应用也越来越广泛。
早期直进式拉丝机，主要以进口为主，包括德国、意大利、韩国等进口拉丝机为主，这些系统有直流调速，也有交流变频调速。
现这些设备一些大钢联线生产厂还应用。
近年来，国内机械加工能力提高，以及自动化控制技术发展，直进式拉丝机已基本实现国产化。
江阴、靖江等几家拉丝机生产厂，都已生产出交流变频同步调速直进式拉丝机。
这个应用案例就是酷马Q9000高性能矢量变频器江阴生产直进式拉丝机上配套案例。
二、直进式拉丝机工作原理简介直进式拉丝机是有多个拉拔头组成小型连续生产设备，逐级拉拔，可以一次性把钢丝冷拉到所需规格，工作效率比较高。
，每一级拉拔后，钢丝线径发生了变化，每个拉拔头工作线速度也应有变化。
拉模配置不同，各个拉拔头拉拔速度也要变化。
拉拔速度基准是每个时刻拉模钢丝秒流量体积不变，以下公式成立：πR2×V1=πr2×V2其中 R ：进线钢丝直径V1：进线钢丝线速度r：出线钢丝直径V2：出线钢丝线速度直进式拉丝机各个拉拔头工作速度就是基于以上公式，保证各个拉拔头同步运行。
，以上说明是基于理想状态稳态工作过程，机械传动误差以及机械传动间隙，还有起动、加速、减速、停止等动态工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，，现大多数直进式拉丝机上都有张力传感器，动态测量各个拉拔头间钢丝张力，再把张力转换成标准信号（0～20mA或0～10V ），用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID 过程控制，主速度上叠加上PID 计算调整量，保持各个张力检测点张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作同步恒张力工作状态。
直进式拉丝机技术方案直进式拉丝机技术方案一、项目背景拉丝工艺是一种常见的材料加工工艺，广泛应用于机械、家电、汽车制造、建筑装修等领域。
目前市场上主要使用的拉丝机有两种类型：直线式拉丝机和盘式拉丝机。
但这两种机型在生产中都存在一定的缺陷，比如拉丝速度较慢，生产效率低下，能耗大等问题。
因此，我们基于市场需求和技术创新，设计开发一种新型的拉扯式直进式拉丝机，旨在提高生产效率、降低生产成本，为广大制造企业提供更高效、稳定、可靠的拉丝加工设备。
二、设计原理该直进式拉丝机由传动系统、钢丝缆绳、电机、轮胎轮轴组成，原理如下：1. 钢丝缆绳通过两个滑轮，一边连接后置机构，另一边通过电机带动前置机构。
2. 电机通过主动轮，传动到被拉伸材料上，然后被拉伸材料就会跟随主动轮转动，缆绳就会把被拉伸材料往前拉。
3. 缆绳传动的同时，前置机构又将被拉伸材料向上送，以便使缆绳可以继续向前传动。
4. 待被拉伸材料到达所需长度后，缆绳紧绷并将材料拉出。
5. 再将拉出来的材料通过机械手操作进行自动裁剪和卷取，完成整个加工过程。
三、技术方案1. 主要零部件的选型（1）传动系统：选用国内顶尖的变频控制器，根据实际需求进行调整，可调速范围广、精度高、响应速度快。
（2）电机：选择功率较小但转速较高的三相异步电机，以达到高效耗能的目的。
（3）滑轮：采用优质低摩擦材料制成，确保传动效率和耐磨程度。
（4）轮胎轮轴：选用经过优化设计的高强度钢材，保证机器能够承受各种恶劣的工作环境。
（5）机械手：采用国内领先的自动卷取机器人，能够自动裁剪拉出的材料，并且快速、准确地进行卷取。
2. 具体实现方案（1）控制系统：采用PLC控制系统，实现全自动化生产。
通过变频控制，可调节拉丝速度，从而适应不同材质的加工需求。
同时，系统还具有故障报警和安全保护功能，确保设备稳定运行。
（2）传动系统：通过减速机传动，保证工作时的转速稳定，缩短加工时间。
（3）安全保护：设备上设置安全门和安全开关，一旦有异常情况发生就会立刻切断电源，保障操作人员安全。
正弦变频器在焊材厂直进式拉丝机上的应用——SINE309矢
量型张力控制专用变频器
王涛
【期刊名称】《变频器世界》
【年(卷),期】2008(000)008
【摘要】本文通过拉丝机原理的分析、直进式拉丝机系统介绍、正弦变频器的特点和在焊材厂的安装调试经验,描述了正弦变频器在焊丝行业的实际应用情况。
【总页数】4页(P76-79)
【作者】王涛
【作者单位】深圳市正弦电气有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM921
【相关文献】
1.TD3300恒张力矢量专用变频器在凹印机张力控制上的应用 [J], 陈满儒;惠晓妮
2.直进式拉丝机无张力传动器的变频控制 [J], 陈峰;程志强
3.四方V360系列变频器在直进式拉丝机的应用 [J],
4.国产矢量控制型高压变频器在水泥厂高温风机上的应用 [J],
5.直进式拉丝机张力控制系统的实现 [J], 续明进
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第37卷第6期金属制品2011年12月Vol.37No.6Metal Products December2011 doi:10．3969/j．issn．1003－4226．2011．06．012用S7－300PLC实现拉丝机控制系统中变频器的更新刘才校(贵州建新南海科技股份有限公司,贵州贵阳550018摘要针对直进式拉丝机在使用过程中更新变频器带来的停产问题,给出用H1000变频器更新G7变频器的解决方案。
该控制系统主要由S7－300PLC、G7变频器、H1000变频器、PROFIBUS总线、西门子MP277触摸屏组成。
给出2种不同变频器的接线图及更换变频器的操作界面,详述S7－300程序设计中硬件组态过程及变频器参数设定,并就具体的通讯地址设定给出实例,说明有关位置检测信号的传输过程。
使用表明,通过触摸屏的按键就可实现变频器G7和H1000的更换,为生产和维护提供方便。
关键词PLC;变频器;PROFIBUS总线;触摸屏中图分类号TG355．9Use S7－300PLC to realize update of transducer in control systemof wire drawing machineLIU Cai-xiao(Jetinlandair Science＆Technology Co．,Ltd．,Guiyang550018,ChinaAbstract Aiming at stopping production problem updating transducer in the course of use of straight line wire drawing ma-chine,the settle plan for H1000transducer to update G7transducer was given．The control system is mainly composed ofS7－300PLC,G7transducer,H1000transducer,PROFIBUS,Siemens’MP277touch screen,the wiring diagram and op-erator interfaces of replacing transducer of two kinds of different transducer are given．The hardware configuration processand transducer parameters enacting in S7－300program design are expounded,and concrete communication address enac-ting examples are given．The transmission course of relative position inspection signals are inspected．Using indicated that the alteration of transducer G7and H1000can be realized by key-press of touch screen,which provide convenience for pro-duction and maintenance．Keywords PLC;transducer;PROFIBUS;touch screen随着机电技术的发展,对电机驱动器的要求也越来越高,很多变频器不得不更新换代,以满足各种生产要求。
正弦变频器在直进式拉丝机上的应用——SINE309矢量型张力控制专用变频器引言拉丝机是金属线材生产的重要设备，主要是将金属线材拉拔成各种规格的细丝。
从产品规格上可分为：大拉机、中拉机、小拉机以及细微拉。
从机械结构上可分为：滑轮式、活套式、水箱式和直进式。
在电线电缆行业，双变频细微拉应用十分广泛。
相对而言，其要求的控制性能也较低，而对大部分钢丝生产企业，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，因此使用直进式拉丝机较多。
特别是焊材生产企业，气体保护焊丝、埋弧焊丝、铝焊丝、氩弧焊丝、不锈钢焊丝、高强度焊丝以及最先进的药芯焊丝，其对拉丝机的电气控制要求很高。
变频器作为主要的电气控制部分，它的性能，特别是张力控制的精度直接影响到产品的质量和产量。
深圳正弦电气作为一家专业的变频器制造商，所生产的拉丝机专用变频器，以其卓越的性能赢得了电线电缆企业和焊丝生产企业的认可和好评。
一、拉丝机工作原理直进式拉丝机是有多个拉拔头组成的小型的连续生产设备，通过逐级拉拔，可以一次性地把钢丝冷拉到所需的规格，所以工作效率比较高。
但是，由于通过每一级的拉拔后，钢丝的线径发生了变化，所以每个拉拔头工作线速度也应有变化。
根据拉模配置的不同，各个拉拔头的拉拔速度也要变化。
拉拔速度的基准是每个时刻通过拉模的钢丝的秒流量体积不变，即使以下公式成立：πR2×V1= πr2×V2其中R：进线钢丝的直径r：出线钢丝的直径V1：进线钢丝的线速度V2：出线钢丝的线速度直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上的公式，保证各个拉拔头同步运行。
但是，以上的说明是基于理想状态的稳态工作过程，由于机械传动的误差以及机械传动的间隙，还有在起动、加速、减速、停止等动态的工作过程中，各个拉拔头就无法保持同步，所以，我们在直进式拉丝机上采用了位移传感器（如图1所示），动态测量各个拉拔头间的钢丝的张力，再把张力转换成标准信号(0/4~20mA或0~10V)，用这个标准信号反馈给调速变频器，变频器用这个信号作闭环PID过程控制，在主速度上叠加上PID计算的调整量，保持各个张力检测点的张力恒定，也就保证了直进式拉丝机工作在同步恒张力的工作状态。
二、系统介绍该套设备的作用是对药芯焊丝的二次精拉。
药芯焊丝是用钢带卷曲为空心的钢丝，卷曲的过程中，将特制的药粉填充空心处，经过拉拔后形成2.80mm左右的一次成品。
再经过二次拉拔形成1.20mm左右的成品（依需求而定）。
我们调试的时候模具的配比如表1。
进线1#模2#模3#模4#模5#模6#模7#模8#模9#模10#模11#模2.80 2.70 2.50 2.30 2.10 1.90 1.72 1.58 1.48 1.38 1.28 1.18表1 模具配比根据客户要求，我们设计了11联直进式拉丝机，该系统采用深圳正弦电气新一代产品——完全电流矢量张力控制专用变频器SINE309和拉丝机拉丝专用变频器SINE311，系统配置如下图1所示，人机界面+PLC+正弦变频器。
图1、直进式拉丝机系统示意图1、人机界面：良好的人机接口，使操作简洁方便，各种参数一目了然。
我们在界面上设计了多种功能功能——系统启动、停车、跳卷、线速度设定、收卷点动、断线保护有效、防护罩有效等，方便操作人员对设备进行操作和监控。
2、PLC：PLC在整个系统中起着重要的作用——①得到人机的启动信号后，PLC输出使变频器RUN与COM端子闭合，变频器运行。
②根据触摸屏上设定的线速度，PLC的D/A模块输出0~10V的主速度信号，并按照30秒的加减速线性变化，如下图2所示图2 PLC模拟量信号线性变化关系③低速穿线时，需要前联动、正转点动、反转点动和后联动。
前联动：我们以放线工字轮为最前，假如我们在4#塔轮处脚踏前联动开关，应该是1#~4#机联动，即PLC使1#~4#变频器同时走点动频率，以此类推。
正转点动：当某台塔轮上线材松动时，需要单独点动该台，其他塔轮不动作。
反转点动：极少用到可以不设计。
后联动：仍以放线工字轮为参照——最前，假如我们在4#塔轮处脚踏后联动开关，应该是4#~11#机联动。
3、变频器如图1所示，机台上有11个塔轮，其中1#~10#采用正弦SINE309拉丝机张力控制专用变频器，分别对应位移传感器。
位移传感器反馈给变频器4~20mA的电流信号，变频器以此保证线材的恒张力。
11#采用正弦SINE311拉丝机拉丝专用变频器，没有张力机构。
12#同样采用正弦SINE309变频器控制收线轮，与1#~10#不同的是，收线工字轮的卷径在不断的变化，而且还要保持线材恒张力，以免张力过大断线或太松乱线。
在前面提到，我们拉拔的是药芯焊丝，其材质较实心钢丝柔软很多。
06年我们给客户安装的6套八联和3套七联直进式拉丝机，加工的都是高碳钢丝或不锈钢丝，材质坚硬，即使在调试过程中汽缸摆臂有较大晃动，也可能不会断线。
药芯焊丝的硬度大约只有高碳钢或不锈钢丝的一半，在生产过程中就要求张力控制得很好，即汽缸摆臂几乎不晃动，才能保证生产的高效。
也就是要求变频器有很好的张力控制能力。
三、正弦变频器特点● 正弦变频器采用磁场定向电流闭环矢量控制，电机变量完全解耦。
● 采用美国TI公司最新款高性能32bit电机控制专用DSP，高速、准确完成复杂的控制算法，国内首家产品化应用。
● 调速精度：0.01Hz● 调速范围：0.01~600.00Hz● 冲击负载：180%电机额定转速，2秒内不跳脱。
● 低频转矩：0.00 Hz，150%额定转矩输出。
180%额定转矩加速和减速。
SINE309系列拉丝机张力控制专用变频器1、型拉丝机收卷专用变频器, 不用设定变频器参数，出厂值即最佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作；2、所有动态参数：卷径、传动比、线径，空盘、半盘、满盘，低速、中速、高速，张力、断线全部由变频器内部自动处理；3、不需要PID板，只需要外接操作开关、少量中间继电器、指示灯和显示仪表；4、系统更简洁、成本更低、维护更方便，同时，控制效果更佳，设备运行更稳定；5、张力平衡杆或位移传感器在下限位、中间位或上限位，都可开机运行。
自动跟踪拉丝线速度，张力平衡杆或位移传感器基本维持在中点位置；6、变频器与电机同功率配匹使用，不需要放大变频器的容量；7、适用于双变频、多变频拉丝或收卷的张力控制应用场合，更换拉丝模具或机台数时不需要调整任何参数。
SINE011系列拉丝机拉丝专用变频器1、傻瓜型拉丝机拉丝专用变频器, 不用设定变频器参数，出厂值即最佳参数，只需要按说明书正确接线，就可以开机正常工作。
低速穿模、高速拉丝相互独立；2、无转速死区，低速1Hz额定转矩平稳输出，穿模、试机没有材料损耗；3、根据拉丝线材实际负载变化，自动调节输出频率，维持线速度恒定；4、不分材质，可拉钢丝、铁丝、铜丝、铝丝及其它材料；5、变频器与电机同功率匹配使用，不需要放大变频器的容量。
四、安装调试（一）、1#~10#SINE309参数设置功能代码代码名称出厂值设置F0.02驱动方式2：无PG矢量控制02：无PG矢量控制0F0.04启停控制选择0：键盘1：端子F0.08速度给定方式000002：过程PID输入方式F0.14点动运行频率 5.00Hz 2.50HzF0.16加速时间115.00S 2.00SF0.17减速时间115.00S 2.00SF0.18点动加速时间15.00S8.00SF0.19点动减速时间15.00S8.00SF0.25最大频率50.00Hz55.00HzF0.26上限频率50.00Hz55.00HzF2.04VS滤波时间0.30S0.00SF2.06VF滤波时间0.30S0.00SF5.04功能输入X33：多段速度端子18：自由停车F5.05功能输入X44：多段速度端子210：正转点动FJOGF7.08PID调节模式0000000011：PID调节器输出+前馈输出F7.12前馈输入增益40.00 100.00F7.13PID输出增益100.00 30.00F7.14比例增益GP0.40 0.20F7.15积分时间Gti10.000 10.000F7.16微分时间GTd0.000 0.000F7.19PID输出死区时间5.00 0.00F7.20PID软启动时间 5.00 0.20F8.07电流比例增益0.40 0.00F8.08电流积分时间10.00 0.00FA.17滑差补偿增益100.00 0.00FB.00拉丝机控制方式010：0~前馈增益上限FB.02软启动前馈间隔1000800FB.03中点前馈间隔800600FB.04中速前馈间隔200150FB.05快速前馈间隔10080FB.08中点前馈范围220.00 25.00FB.09中速前馈范围125.00 30.00FB.10中速前馈范围230.00 35.00FB.11快速前馈范围135.00 40.00说明：1、F0.02=2 无PG矢量控制0——无PG开环矢量控制电动机的转速信息只是实时估算，而不进行反馈控制，电流全程实时闭环控制，，0.50Hz 输出达150%的额定力矩，自动跟踪负载的变化并自动限定输出电流，使其不超过允许的最大电流值。
即使负载突变、快速加减速，变频器也不发生故障，实现通用变频器配置的高性能、高可靠性。
2、F0.08=002 过程PID输入方式——PID调节器有效3、F7.08=10 PID调节器输出+前馈输出即GFK*VS+K2*U PID。
其中K1为F7.12前馈输入增益GFK，K2为F7.13 PID输出增益，VS为主速度信号，由PLC的D/A模块提供，U PID 为PID的调节信号。
此方式特别适合张力闭环PID控制，取消外部PID控制器。
K1随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的最佳实时传动比。
4、FB.00=10 0~前馈增益上限如上所说，GFK随收线卷卷径自动调节，直至收放设备的最佳实时传动比。
达到最佳状态时GFK的值确定后，可以将此参数十位改为0前馈增益不变化。
（二）、调试1、变送器模式：位移传感器感应面接近金属时，反馈的模拟量信号就越弱，反之便越强。
调试时，要根据凸轮曲面与传感器感应面的变化规律，选择变送器模式。
例如本案例中，当汽缸摆臂在下限位时，凸轮曲面与传感器感应面离得最近，即反馈到变频器的信号最弱约0.05V，此时说明1#机转快了，应该放慢速度，这样PID就是反作用。
反之则为正作用。
2、由于机台比较大，所有11台11KW电机等都与机台直接接触，高速生产过程中，难免有震动。
再加上生产过程中由于线材原因难免断线，汽缸摆臂的碰撞可能会使凸轮松动或传感器位置偏移，除了安装时将其紧固外，过一段时间要检查一下传感器反馈给变频器的信号是否在0~10V内，最好不要存在死区或死区范围不能太大。
