直进式拉丝机的原理
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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。
拉丝机原理
拉丝机是一种用于金属加工的机械设备,它的主要作用是将金属坯料通过一系
列的工序,使其变细、延长,最终成为所需的细丝或线材。
拉丝机的原理主要包括拉丝过程、拉丝机构和拉丝工艺三个方面。
首先,我们来看一下拉丝过程。
拉丝过程是指将金属坯料通过拉丝机的一系列
工序,使其截面积逐渐减小,长度逐渐延长的加工过程。
在拉丝过程中,金属坯料经过预处理后,首先通过模具的孔口,然后受到拉力的作用,金属坯料的截面积逐渐减小,同时长度逐渐延长,最终形成所需的细丝或线材。
其次,拉丝机构是实现拉丝过程的关键。
拉丝机构主要包括进料装置、拉丝模具、拉丝轮、传动装置和收线装置等部分。
进料装置用于将金属坯料送入拉丝机内,拉丝模具是通过模具孔口将金属坯料拉丝成细丝的关键设备,拉丝轮通过旋转运动施加拉力,传动装置则用于驱动拉丝机的各个部分协调运行,收线装置则用于收取拉丝后的细丝或线材。
最后,拉丝工艺是保证拉丝过程顺利进行的关键。
拉丝工艺主要包括金属坯料
的预处理、拉丝机的工作参数调整、润滑冷却和质量控制等方面。
预处理包括金属坯料的清洗、除油、除锈等工序,拉丝机的工作参数调整包括拉丝速度、拉丝轮压力、模具孔口尺寸等的调整,润滑冷却则是保证拉丝过程中金属坯料不发生过热或损伤,质量控制则是保证拉丝后的细丝或线材的质量符合要求。
总的来说,拉丝机的原理包括拉丝过程、拉丝机构和拉丝工艺三个方面。
通过
对这些方面的理解,我们可以更好地掌握拉丝机的工作原理,提高拉丝加工的效率和质量。
拉丝机工作原理
拉丝机是一种用于金属加工的机械设备,主要用于将金属坯料拉制成细丝或细管。
它的工作原理主要包括拉丝机的结构和工作过程两个方面。
首先,拉丝机的结构主要由进料系统、加热系统、拉丝系统和卷取系统组成。
进料系统主要是将金属坯料送入拉丝机的工作区域,加热系统则是对金属坯料进行加热处理,以提高其塑性和延展性。
拉丝系统是拉丝机的核心部件,它通过一系列的滚轮或模具将金属坯料逐渐拉制成细丝或细管。
最后,卷取系统将拉制好的细丝或细管卷取起来,以便后续的加工或使用。
其次,拉丝机的工作过程主要分为进料、加热、拉丝和卷取四个阶段。
在进料阶段,金属坯料被送入拉丝机的工作区域,并经过加热系统的加热处理。
随后,加热后的金属坯料被送入拉丝系统,通过一系列的滚轮或模具的作用,逐渐被拉制成细丝或细管。
最后,拉制好的细丝或细管被卷取起来,完成整个拉丝过程。
拉丝机的工作原理可以简单概括为,通过加热处理提高金属坯料的塑性和延展性,然后通过拉丝系统将其逐渐拉制成所需的细丝或细管,最终通过卷取系统将其卷取起来。
这一工作原理使得拉丝机成为了金属加工领域中不可或缺的重要设备。
总的来说,拉丝机的工作原理是基于金属材料的塑性变形和拉制加工技术,通过一系列的机械设备和工艺流程,将金属坯料加工成所需的细丝或细管。
这种工作原理不仅在金属加工领域有着重要的应用,同时也为相关行业的生产提供了重要的技术支持和生产保障。
直进式拉丝机电气传动控制系统SINE309系列张力控制专用变频器两种控制方式可选择:开环转矩控制方式和闭环速度控制方式开环转矩控制方式:开环是指不需要张力反馈信号,变频器直接控制电机的输出转矩,输出频率跟随工材料的线速度自动变化。
SINE311系列拉丝机专用变频器傻瓜型拉丝机专用变频器, 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,拉丝过程节能、高效;设备简介1.直进式拉丝机是由多个拉拔头组成的连续生产设备,通过逐级拉拔,一次性地把钢丝、铜丝、电焊丝等冷拉到所需的规格,并将成品线材收卷,工作效率比较高,设备占地面积小。
2.通过每一级的拉拔后,线材的线径发生了变化,所以每个拉拔头工作线速度也发生变化。
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金属线材秒流量体积不变,直进式拉丝机的各个拉拔头的工作速度就是基于以上原理,保证各个拉拔头线速度按比例同步运行。
3.直进式拉丝机各个拉拔头变频器的速度是由主速度和PID微调量相叠加,各个拉拔头在张力平衡杆上安装有位移传感器,用于动态测量各个拉拔头间金属线材的张力,位移传感器输出(4-20mA 或0-10V)标准信号,作为变频器张力闭环PID控制的反馈,通过调整各级电机转速,系统保证各个张力检测点的张力恒定。
只有在整个拉拔过程中保持每一个点的张力恒定,才能保证多级连续拉拔顺利进行和拉出金属线材的品质。
4.低速点动穿模,运行速度稳定。
电机满载起动,起动转矩要达到150%额定转矩,最高线速度20米/秒。
直进式拉丝机机台直进式拉丝机拉拔头直进式拉丝机原理图系统配置1.拉丝主机:选用SINE311系列拉丝机专用变频器,一台,电流矢量控制,低频高转矩输出,低速穿模速度稳定,启动过程平滑,高速运行稳定。
2.N级拉丝从机:选用SINE309系列张力控制专用变频器,N台,张力闭环控制,逐级跟踪运行,电流矢量控制,低频高转矩输出,根据电机功率加装制动电阻。
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。
哎呀,说起拉丝机,这玩意儿可真是个技术活儿。
你别看它名字听起来挺普通的,其实里面门道可多了。
我有个朋友就是搞这个的,我经常听他叨叨,所以对这玩意儿也略知一二。
首先,拉丝机,顾名思义,就是用来拉丝的机器。
这丝可不是我们平时说的丝绸,而是金属丝,比如铜丝、铝丝之类的。
这玩意儿在工业上用途可大了,电线、电缆、各种金属制品,都离不开它。
拉丝机的结构,简单来说,就是由几个主要部分组成:放线架、拉丝模、收线架,还有控制系统。
放线架就是把原材料放上去的地方,收线架就是成品丝卷起来的地方。
拉丝模,这个可就关键了,它决定了丝的粗细和形状。
控制系统嘛,就是控制整个拉丝过程的,比如速度、张力这些。
说到原理,拉丝机的工作原理其实挺简单的,就是通过拉丝模把金属线材拉细拉长。
这个过程有点像我们小时候玩的那种拉面,只不过拉丝机用的是金属,而且精度要求高得多。
金属线材通过拉丝模的时候,会受到很大的压力,然后被拉成我们需要的粗细和长度。
具体操作起来,那可就复杂了。
首先,你得把金属线材固定在放线架上,然后通过拉丝模,最后卷到收线架上。
这个过程中,拉丝模的孔径要和线材的直径匹配,不然拉出来的丝要么太粗,要么太细。
而且,拉丝过程中,线材的张力要控制好,太松了丝容易断,太紧了又拉不动。
我那朋友还给我讲过一个趣事,有一次他们厂里的拉丝机出了点问题,丝老是拉不直。
他们折腾了半天,最后发现是拉丝模的孔径磨损了,换了个新的,问题就解决了。
这事儿给我印象挺深的,原来这拉丝机,看似简单,其实里面学问大着呢。
总之,拉丝机这玩意儿,虽然名字听起来挺土的,但其实是个技术含量挺高的设备。
它在工业生产中的作用,可一点也不比那些高大上的设备差。
下次你看到那些细细的金属丝,可别小瞧它们,它们可是经过拉丝机千锤百炼才出来的呢。
~ 1.50mm 。
本1#拉模和6##机台都设有,这样顺序中央控制器,丹佛斯的VLT5000系列变频器作为传动装置。
人机界面和PLC之间采用西门子的MPI网络联接方式,PLC和变频器之间采用RS485通讯进行数据交换。
反馈信号由张力辊的张力大小提供。
在设计本系统时考虑到如下几点:供带前馈功能的高级PID过程控制。
从整卷到芯的拆卷过程或反过来的卷绕过程,由于带前馈功能的高级PID控制器的作用,可获得稳定的张力.即使在拼接(换卷)和紧急停车时,由于张力反馈补偿了系统有惯性,仍具有稳定的张力。
由于零点位置是可调节的,所以调节辊位置可任意设定。
由于D增益极限,PID低通滤波器和PID调节范围调整,降低了调节辊的摆动幅度。
由于可标定的P增益,能够适应不同应用的调节辊反馈。
它是正向还是反向。
给PID控制器的反馈信号是可标定的,其极性亦是可选择的。
PID调节器允许限制D增益,PID调节器的低通滤波器使反馈的振动得以衰减。
在达到输出频率极限时,PID的抗超界功能将冻结积分器。
PID的限位功能使得当频率超出限位范围时,关闭PID 调节器.比例增益范围使P增益依赖于当前的线速度。
这些特征在具有多个调节辊的串联系统中,以振动衰减是相当有用的。
正因为VLT5000变频器拥有这些功能,故在系统设计过程决定使用它。
在拉拔过程中,就很好的解决了在启动和停车时经常断丝的现象,甚至在大多数快停(2秒内停车)的情况下,也能很好的保证钢丝不被拉断。
通过速度微调,可以有效的克服诸多外界的干扰因素使得转筒间的金属流量相等、速度平稳,不仅提高了产品的质量和产量,也降低了设备的维护费用和延长了设备的使用寿命。
2.在生产过程中由于原料和产品的规格不断发生变化,需要不断调整变频器的相关参数以适应其变化。
为了了解生产过程中各拉模的状况,需要知道各变频器的输出功率、输出频率和输出电流,故在系统设计过程中采用了经济实用的RS485通讯方式,完成人机界面和变频器之间的数据交换.RS-485标准物理接口:数据的传递使用电压差信号。
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。
拉丝机工作原理一、引言拉丝机是一种常用的金属加工设备,主要用于将金属块材料通过拉丝过程,加工成细长的丝状材料。
本文将介绍拉丝机的工作原理及其基本组成部分。
二、拉丝机的结构拉丝机主要由电机、主轴、模块、辊轮和控制系统等几个主要组成部分构成。
电机是拉丝机的驱动力源,通过电机的转动产生动力,为拉丝过程提供动力。
电机的功率大小可以根据拉丝的不同需求进行选择。
主轴是连接电机和模块的关键部件,主要负责传递电机的动力到模块。
主轴一般由优质的合金钢材料制成,以确保强度和耐用性。
模块是拉丝机的核心组成部分,它包含了拉丝过程中必需的各种零件和装置。
模块通常由几个辊轮组成,辊轮的角度和间距可以调整,以适应不同材料和拉丝要求。
辊轮是模块的重要组成部分,由材料坯料经过辊轮的作用,实现坯料的拉伸和细化。
通常,辊轮由高强度的合金钢材料制成,以确保辊轮的耐用性。
控制系统是拉丝机的智能中枢,通过控制系统可以实现对拉丝过程的精确控制。
控制系统通常具有多种功能,例如调速、调压、调频等。
三、拉丝机的工作原理拉丝机的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 准备工作:将原材料坯料装入拉丝机的进料口,并预先调整好辊轮的角度和间距,以适应不同的拉丝要求。
2. 启动拉丝机:打开电机,使电机开始转动,通过主轴将动力传递到模块。
同时,打开控制系统,设置合适的参数。
3. 拉丝过程:当电机转动时,模块中的辊轮也开始转动。
原材料坯料经过第一组辊轮的作用,被压缩和拉伸,变得更细长。
4. 连续调整:一旦原材料通过第一组辊轮后,它将继续通过后续的辊轮组。
在整个拉丝过程中,辊轮的角度和间距可能会根据需要进行连续调整。
5. 完成拉丝:当原材料通过最后一组辊轮时,其形状和尺寸将符合要求。
此时,拉丝过程完成,拉丝机可以停止工作。
四、优点与应用拉丝机具有以下几个优点:1. 可加工多种材料:拉丝机可以处理各种金属材料,如铝、铜、钢、黄铜等,以及一些非金属材料。
2. 高效节能:拉丝机具有高效节能的特点,可以在较短的时间内完成大量的拉丝加工。
直进式拉丝机里应用变频调速原理随着制造业的发展,越来越多的机械设备开始使用变频调速技术。
变频调速技术可以解决传统减速器调速方式存在的问题,具有节能、精准、高效等优点。
在直进式拉丝机的应用中,变频调速技术也在发挥重要的作用。
本文将探讨直进式拉丝机里应用变频调速原理。
直进式拉丝机简介直进式拉丝机是金属拉丝加工领域的常用机械设备。
它采用了一种特殊结构,能够处理金属材料的拉伸,增强其强度和韧性,达到所需的尺寸和表面光洁度。
直进式拉丝机是一种单框结构、集拉簧机构和压边机构于一体的复合式设备。
它具有低噪音、高精度、高效率等优点,被广泛应用于冶金、建筑、机械、化工等行业。
变频调速原理传统的减速器调速方式通常采用机械变速箱,通过改变齿轮的大小来调整输出转速。
但是这种方式存在很多问题,比如机械传动的损耗、精度不高、可靠性差等。
变频调速技术可以解决这些问题。
变频调速技术基于变频器这种电子元器件,它既可以将电源的定频交流电变成可变频交流电,又可以控制电机运行的频率和速度。
变频器的基本电路结构包括整流电路、直流中间电路和逆变电路。
其中最重要的就是逆变电路,它可以将直流电转换成变频电。
在变频调速技术中,电机的供电频率和电压可以随时改变,这样就可以调整电机的速度。
变频调速技术具有以下优点:•根据需要自由调整转速,可以达到更高的精度。
•可以消除机械传动的损耗,提高效率,节约能源。
•具有很高的稳定性和可靠性。
直进式拉丝机中的应用直进式拉丝机通常使用交流电机,而交流电机正好可以应用变频调速技术。
通过使用变频器,控制电机转速,可以控制金属线材的拉伸速度和加工厚度,从而达到更高的拉伸强度和表面光洁度。
同时,变频调速技术还可以调节起始转矩和运行转矩的大小,提高机械设备的运行稳定性。
结论直进式拉丝机是现代制造业中非常重要的机械设备,而变频调速技术是一种非常优秀的电子控制技术。
将两者结合起来,可以大大提高金属材料的拉伸强度和表面光洁度,加快加工速度,节约能源,提高生产效率。
直进式拉丝机的工作原理直进式拉丝机的工作原理,就是控制各卷筒的金属秒流量时刻相等。
直进式拉丝机在钢丝拉拔过程中,钢丝从一个卷筒上缠绕一定圈数后,经过调谐辊进入下一道拉丝模,由于拉丝模的不均匀磨损、电机速度的波动或其他原因,破坏金属秒流量的平衡,势必引起钢丝张力的变化,这种变化反映为调谐辊的小辐摆动,位移电流传感器将调谐辊的摆动位移量转化为电信号,通过数据采集A/D板传递到PLC,经算法模型运算,其输出值通过数据采集D/A板传递给变频器,调节变频器的速度给定值,达到前后卷筒速度匹配的目的。
成品卷筒的转速为领航速度,是控制整台设备速度的灵魂,起着承前启后的作用,以成品卷筒的调谐辊来控制前一级卷筒的速度,再以前一级卷筒的调谐辊来控制再前一级卷筒的速度,依此向前类推。
而后面工字轮收线机和象鼻式收线机也是以成品卷筒速度为基准,通过成品卷筒与工字轮收线机之间的张力控制机构的位移传感器,使收线机的收线速度时刻与成品速度相匹配,最终秒流量相等。
即:S1V1=S2V2……=S8V8=S9V9式中S1,S2……S9———各拉丝模出口处的钢丝截面积;V1,V2……V9———各拉丝模出口处的钢丝的前进速度。
3. 直进拉丝机组的主要性能1)设备能力:最大进线直径Φ6.5mm,抗拉强度≤1350MPa;最小出线直径1.2mm。
2)最高拉拔速度:720m/min。
3)制动能力:极限速时,正常制动≤50s,快速制动≤15s,紧急制动≤3s。
4)收线方式:工字轮大盘重收线、线架大盘重收线、普通小盘捆扎兼容。
4. 使用效果以70号钢Φ5.5mm~Φ2.2mm为例,比较使用直进式拉丝机(以下简称“直进式”)和普通滑轮式拉丝机(以下简称“滑轮式”)生产的效果。
其工作原理是:根据操作工在面板设定决定作业的速度,该速度的模拟信号进入PLC,PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。
这样做的目的主要是满足点动、穿丝等一些作业的需要。
直进式拉丝机控制系统的设计与研究发布时间:2023-04-27T01:55:35.797Z 来源:《新型城镇化》2023年7期作者:张召兵[导读] 在金属线材的生产中,拉丝机是最重要的一种机器,它又名拉线机、牵伸机。
简单描述:天津六0九电缆有限公司天津市 301700摘要:拉丝工艺是冶金生产中的重要环节之一,拉丝机是实现拉丝过程的主要设备。
传统的拉丝机控制方式通常采用直流调速与模拟量控制方式。
但是这种控制方式存在着抗干扰性差,动态性能不理想,多电机协调性不足等缺点,特别是当超调量过大的时候很难进行自我调节,从而导致丝线粗细不均,甚至断丝。
调谐辊式拉丝机是近代拉丝设备中较先进的一种,本文介绍了由人机界面、S7-400PLC、变频器构成的拉丝机控制系统的构成及设计,采用辅助给定限幅跟随实际需要限幅值同步变化的限幅方式,克服了系统运行的稳定性与自适应性相互矛盾的难题。
上位机与PLC及变频器之间采用PROFIBUS网通讯方式,减少了接线增加了灵活性。
实践证明,运用变频调速技术升级改造的拉丝机,操作更方便,自动化控制水平更高,可靠性更强。
关键词:调谐辊式拉丝机;S7-400PLC;变频器;PROFIBUS1拉丝机概述在金属线材的生产中,拉丝机是最重要的一种机器,它又名拉线机、牵伸机。
简单描述:将不同直径的原始金属盘条,如钢丝、不锈钢丝等通过拉丝模的层层逐步拉拔后,强制形变成直径较小的指定规格线材成品,然后将成品卷绕在特定工字轮上。
一般由送线部分、拉拔部分、接线部分构成^。
拉丝机由于特殊的工艺属性被广泛应用在金属网、工地建材、电缆电线等金属制品的生产加工过程中。
比如,单次拉丝机该种拉丝机主要用于拉制异型丝和粗丝,只经过一次拉拔过程,成本低廉,结构简单。
其设备结构主要分为立式、卧式两种。
目前立式单次拉丝机主要有以下几种类型:直立式单次拉丝机、直立式双层卷筒拉丝机、倒卷筒单次拉丝机、差动式双卷筒拉丝机等。
又如,滑轮式拉丝机滑轮式拉丝机,属于上文提到的非滑动式拉丝机,是目前国内使用最为广泛的一类拉丝设备。
直进式拉丝机的原理.
在直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点,同时本文还详细介绍了汇川MD320变频器在拉丝机上的应用。
关键词直进式拉丝机同步变频控制
1 前言
金属制品是冶金工业中的重要一环,但在我国该行业却是一个薄弱环节,机械、电气设备陈旧,阻碍了行业的发展。
在金属加工中,直进式拉丝机是常见的一种,在以前通常都采用直流发电机-电动机组(F-D系统)来实现,现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及,变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用,并可通过PLC 来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。
采用变频调速系统的直进式拉丝机技术先进、节能显著,调速范围在正常工作时为30:1,同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。
本文以某厂生产不锈钢丝的直进式拉丝机变频改造为例,来说明变频控制的应用过程及效果。
2 直进式拉丝机变频控制系统
该直进式拉丝机主要对精轧出来的不锈钢丝进行牵伸,设计的工艺要求为:(1)最高拉丝速度600m/min;(2)加工品种主要三种,分别是进线2.8mm→出线1.2mm、2.5mm→1.0mm、2.0mm→0.8mm;(3)紧急停车断头不多于2个。
直进式拉丝机是拉丝机中最难控制的一种,由于它是多台电机同时对金属丝进行拉伸,作业的效率很高。
不象以前经常遇到的水箱拉丝机和活套式拉丝机,允许金属
丝在各道模具之间打滑。
同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。
由于不锈钢材料特性比较脆,缺少像高碳钢丝或者钢帘线那样的韧性,比较容易在作业过程中拉断。
本系统共有8台11KW变频器。
系统的电气配置为活套一台,安装在第一级,作用是将成卷的不锈钢丝牵引到拉丝部分,由于活套可以自由打滑,因此这台电机不需要特别的控制。
拉丝部分共有六个直径400mm的转鼓。
每个转鼓之间安装有用于检测位置的气缸摆臂,采用位移传感器可以检测出摆臂的位置,当丝拉得紧的时候,丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂下移。
最终是收卷电机,该部分采用自行滑动的锥形支架,整个过程卷径基本不变化,因此不需要用到卷径计算功能。
八台电机功率采用变频专用电机,同时带有机械制动装置。
直进式拉丝机的系统逻辑控制较为复杂,有各种联动关系,由PLC实现。
同步方面的控制则全部在汇川MD320变频器内部实现,不依赖外部控制。
其工作原理是:根据操作工在面板设定决定作业的速度,该速度的模拟信号进入PLC,PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。
这样做的目的主要是满足点动、穿丝等一些作业的需要。
PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2(AI1也可以)输入端,作为速度的主给定信号。
各摆臂位移传感器的信号接入到对应的转鼓驱动变频器作为PID控制的反馈信号。
根据摆臂在中间的位置,自己设定一个PID的给定值。
这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统,一级串一级,PID作为微调量。
之所以选择汇川MD320变频器,就在于它能轻松实现主速度跟随加PID微调的功能,而无须额外的控制板。
在本系统中参数设置如下:
F0-03=2:主频率源X为AI2
F0-04=8:辅助频率源Y为PID
F0-07=1:频率源选择为主频率源X+辅助频率源Y
FA-00=0:PID给定源为数字键盘给定
FA-01=4:PID的设定值(该值的基准值为系统的反馈量)
FA-02=0:PID的反馈值AI1
FA-03=0:PID的作用方向(当反馈信号大于PID的给定时,要求变频器频率输出下降,才能达到PID平衡)
FA-05=25:PID的P值
FA-06=1:PID的I值
FA-07=0.08:PID的D值
FA-08=0.1:PID?的采样周期
FA-09=0:PID的偏差极限
由于系统的稳定在很大程度上取决于PID作用,因此对其参数的整定必须考虑周全,在低速、高速、升速和降速等情况都予以考虑。
另外在本系统中必须加入微分限幅。
3 结束语
本系统在优化参数值之后,设备试机时速度600米/min非常稳定,完全解决了原来采用同步板高速度下面不稳的问题(原来只能开到300米/min)。
通过各种工况下的对比测试,和采用进口直流驱动器的拉丝机性能一样,同时设备效率为90-95%、节电率为40%左右。
而且本系统电气器件配置简练、逻辑清晰,成本与原来相比还有较大的降低,的确是个性价比优。