CN102107226B - 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置 - Google Patents

一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102107226B
CN102107226B CN2010106032686A CN201010603268A CN102107226B CN 102107226 B CN102107226 B CN 102107226B CN 2010106032686 A CN2010106032686 A CN 2010106032686A CN 201010603268 A CN201010603268 A CN 201010603268A CN 102107226 B CN102107226 B CN 102107226B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wire
wire drawing
frequency converter
control
ultrasonic sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2010106032686A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102107226A (zh
Inventor
刘宝平
刘超
刘保学
郑俊
夏斌
王绍青
李家贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YUXI YUBEI METALWORK CO Ltd
Original Assignee
YUXI YUBEI METALWORK CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YUXI YUBEI METALWORK CO Ltd filed Critical YUXI YUBEI METALWORK CO Ltd
Priority to CN2010106032686A priority Critical patent/CN102107226B/zh
Publication of CN102107226A publication Critical patent/CN102107226A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102107226B publication Critical patent/CN102107226B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

本发明提供了一种方便检测并控制拉丝过程中金属线的张力的装置，用于解决现有张力检测控制装置由于工作环境恶劣，故障率较高的问题，采用以下技术方案：拉丝机前端设置放线轮（1），末端设置采用变频电机的收线轮（2），拉丝单元以及收线单元均采用变频电机（3），每个拉丝单元包含有转鼓（4）、变频器（5）、机械制动装置等，将设定速度的模拟信号接入到PLC控制单元，PLC控制单元输出该模拟信号到变频器（5）的输入端；同时在拉丝单元之间设有超声波传感器（6），根据从超声波传感器（6）发射端以及接收端到待测物之间的距离变化，超声波传感器（6）发出相应的数据信号作为控制的反馈信号，来调整变频电机（3）的旋转速度。

Description

一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置
技术领域
本发明涉及金属丝生产领域，尤其涉及一种拉丝张力检测控制装置。
背景技术
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－电动机组来实现，金属丝的张力由相邻的拉丝单元的传动速度来进行控制，拉丝单元的传动速度不匹配，往往会出现金属丝无张力或者张力过大，会导致金属丝堆积或者金属丝崩断而影响生产，或者金属线的圆度会受到破坏，金属丝的质量难以保证，需要对拉丝张力进行控制。
 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控制单元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，对金属丝的张力检测采用设置外置式调节辊，通过调节辊的位置变化来检测金属丝的张力，具体的设备及工艺是：采用多台电机同时对金属丝进行拉伸，对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求，系统设置的活套安装在第一级，将成卷的不锈钢丝牵引到拉丝部分，活套可以自由打滑。拉丝部分有多个转鼓，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；收卷电机采用自行滑动的锥形支架。但由于拉丝机的工作环境恶劣，调节辊的故障率较高，使得生产效率和生产成本都大幅增加。
发明内容
为解决背景技术中的不足，本发明旨在提供一种方便检测并控制拉丝过程中金属线的张力的装置。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
根据在拉丝过程中，收线速度与半径以及旋转速度存在如下的关系：V收线=R收线*ω收线，可以得出，要实现对收线速度的控制，可以检测转鼓的半径的变化，也就是转鼓上收线数量的变化，然后调整旋转速度，使线速度控制在一定的范围内，根据拉丝速度减去速度变化量大于等于收线速度，则加速；如果收线速度大于等于拉线速度加上速度变化量的和，则减速，从而实现对张力的控制。
本发明的拉丝机前端设置放线轮1，末端设置采用变频电机的收线轮2，拉丝单元均采用变频电机3，每个拉丝单元包含有转鼓4、变频器5、机械制动装置等，拉丝系统的各种联动关系，由PLC控制单元实现，同步控制在变频器5内部实现，根据控制面板上设定的作业速度，将该速度的模拟信号接入到PLC控制单元，PLC控制单元考虑加减速度的时间之后输出该模拟信号到变频器5的输入端，作为速度的主给定信号；同时在第n个和第n+1个（n为非零自然数）拉丝单元之间设有超声波传感器6，超声波传感器6用于检测转鼓4半径的变化，根据从超声波传感器6发射端以及接收端到待测物之间的距离变化，超声波传感器6发出相应的数据信号，各超声波传感器6的信号接入到对应的变频器5作为控制的反馈信号，进而控制变频器5的输出频率来调整变频电机3的旋转速度，将线速度控制在一定的范围内，进而实现对张力的控制，同时变频器5将控制变频电机3的信号返回给PLC控制单元进行数据比对，保证控制的精确，系统的工作流程为：
①  启动信号后，PLC控制单元输出使变频器端子闭合，变频器运行；
②  变频器通讯端口发出主速度信号；
③  超声波传感器检测转鼓4半径的变化，发出相应的数据信号接入到对应的变频器作为控制的反馈信号，控制变频电机的旋转速度；
④  变频器将控制变频电机的信号返回给PLC控制单元进行数据比对。
为了保证金属丝在拉拔过程中不会因为转鼓4在工作过程中温度升高而导致张力变化不稳定，可以在每个转鼓4内部设置封闭的循环水冷系统，控制转鼓4的温度，提高转鼓4的冷却效果，提高金属丝的产量和质量。
在拉丝生产中，工作环境的气体组成和气压相对确定，温度是不断变化的，而声速取决于它经过的气体的化学成份、气压和气体的温度，温度变化会影响超声波传感器6的检测精度，进而影响对张力的控制，所以本发明在超声波传感器6检测转鼓4的半径变化时，按照温度变化 6℃，声速变化1%的比例对检测的数据进行温度补偿，减少由于温度引起的误差。
本发明由于设置了变频电机3、变频器5、超声波传感器6以及设置了转鼓封闭循环水冷系统，超声波传感器6的检测采取温度补偿措施，可以消除由于温度变化引起的50-70%的误差，有效解决了拉丝过程中金属丝张力不稳、易断丝的问题，控制精度高，可实现线速度在0-3000m/min范围内无级可调，确保拉丝过程中的张力比较稳定，拉制的金属丝粗细均匀、表面光洁,提高了产品质量，设备的故障率低，并且该设备操作简单，实用性强，通过变频器以及PLC进行复杂的计算，设定好程序，输入数据即可调试使用，可大大降低人力成本及最终的产品成本。
附图说明
图1是本发明的工作原理图。
图2是本发明的结构示意图。
1——放线轮   2——收线轮   3——变频电机  
4——转鼓     5——变频器   6——超声波传感器。
具体实施方式
实施例1
本实施例用于实现对直径为6.5mm的优质碳素钢硬线进行拉拔，拉拔后形成直径2.2mm的成品，如图1、2所示， 拉丝机前端设置放线轮1，末端设置采用变频电机的收线轮2，拉丝单元以及收线单元均采用变频电机3，每个拉丝单元包含有转鼓4、变频器5、机械制动装置等，拉丝系统的各种联动关系，由PLC控制单元实现，同步控制在变频器5内部实现，根据控制面板上设定的作业速度，将该速度的模拟信号接入到PLC控制单元，PLC控制单元考虑加减速度的时间之后输出该模拟信号到所有变频器5的输入端，作为速度的主给定信号；同时在第n个和第n+1个（n为非零自然数）拉丝单元之间设有超声波传感器6，超声波传感器6用于检测转鼓4半径的变化，根据从超声波传感器6发射端以及接收端到待测物之间的距离变化，超声波传感器6发出相应的数据信号，各超声波传感器6的信号接入到对应的变频器5作为控制的反馈信号，进而控制变频器5的输出频率来调整变频电机3的旋转速度，将线速度控制在一定的范围内，进而实现对张力的控制，同时变频器5将控制变频电机3的信号返回给PLC控制单元进行数据比对，每个转鼓4内部设置封闭的循环水冷系统，控制转鼓4的温度，提高转鼓4的冷却效果，提高金属丝的产量和质量，系统的工作流程为：
⑤  启动信号后，PLC控制单元输出使变频器端子闭合，变频器运行；
⑥  变频器通讯端口发出主速度信号；
⑦  超声波传感器检测转鼓4半径的变化，发出相应的数据信号接入到对应的变频器作为控制的反馈信号，控制变频电机的旋转速度；
⑧  变频器将控制变频电机的信号返回给PLC控制单元进行数据比对。
实施例2
本实施例用于实现对直径为3.8mm的优质碳素钢硬线进行拉拔，拉拔后形成直径1.6mm的成品，如图1、2所示， 拉丝机前端设置放线轮1，末端设置采用变频电机的收线轮2，拉丝单元以及收线单元均采用变频电机3，每个拉丝单元包含有转鼓4、变频器5、机械制动装置等，拉丝系统的各种联动关系，由PLC控制单元实现，同步控制在变频器5内部实现，根据控制面板上设定的作业速度，将该速度的模拟信号接入到PLC控制单元，PLC控制单元考虑加减速度的时间之后输出该模拟信号到所有变频器5的输入端，作为速度的主给定信号；同时在第n个和第n+1个（n为非零自然数）拉丝单元之间设有超声波传感器6，超声波传感器6用于检测转鼓4半径的变化，根据从超声波传感器6发射端以及接收端到待测物之间的距离变化，超声波传感器6发出相应的数据信号，各超声波传感器6的信号接入到对应的变频器5作为控制的反馈信号，进而控制变频器5的输出频率来调整变频电机3的旋转速度，将线速度控制在一定的范围内，进而实现对张力的控制，同时变频器5将控制变频电机3的信号返回给PLC控制单元进行数据比对，每个转鼓4内部设置封闭的循环水冷系统，控制转鼓4的温度，提高转鼓4的冷却效果，提高金属丝的产量和质量，系统的工作流程为：
①  启动信号后，PLC控制单元输出使变频器端子闭合，变频器运行；
②  变频器通讯端口发出主速度信号；
③  超声波传感器检测转鼓4半径的变化，发出相应的数据信号接入到对应的变频器作为控制的反馈信号，控制变频电机的旋转速度；
变频器将控制变频电机的信号返回给PLC控制单元进行数据比对。

Claims (3)

1.一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置，其特征在于，拉丝机前端设置放线轮（1），末端设置采用变频电机的收线轮（2），拉丝单元均采用变频电机（3），每个拉丝单元包含有转鼓（4）、变频器（5）、机械制动装置，拉丝系统的各种联动关系，由PLC控制单元实现，同步控制在变频器（5）内部实现，根据控制面板上设定的作业速度，将该作业速度的模拟信号接入到PLC控制单元，PLC控制单元考虑加减速度的时间之后输出该模拟信号到变频器（5）的输入端，作为速度的主给定信号；同时在第n个和第n+1个拉丝单元之间设有超声波传感器（6），其中n为非零自然数，超声波传感器（6）用于检测转鼓（4）半径的变化，根据从超声波传感器（6）发射端以及接收端到待测物之间的距离变化，超声波传感器（6）发出相应的数据信号，各超声波传感器（6）的信号接入到对应的变频器（5）作为控制的反馈信号，进而控制变频器（5）的输出频率来调整变频电机（3）的旋转速度，将线速度控制在一定的范围内，实现对张力的控制，同时变频器（5）将控制变频电机（3）的信号返回给PLC控制单元进行数据比对。
2.根据权利要求1所述的一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置，其特征在于，每个转鼓（4）内部设置封闭的循环水冷系统，控制转鼓的温度。
3.根据权利要求1或2所述的一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置，其特征在于，超声波传感器（6）检测转鼓（4）的半径变化时，按照温度变化 6℃，声速变化1%的比例对检测的数据进行温度补偿，减少由于温度引起的误差。
CN2010106032686A 2010-12-24 2010-12-24 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置 Expired - Fee Related CN102107226B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106032686A CN102107226B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010106032686A CN102107226B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102107226A CN102107226A (zh) 2011-06-29
CN102107226B true CN102107226B (zh) 2012-07-11

Family

ID=44171572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010106032686A Expired - Fee Related CN102107226B (zh) 2010-12-24 2010-12-24 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102107226B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5150756B2 (ja) * 2011-07-29 2013-02-27 コマツＮｔｃ株式会社 ワイヤソー
CN103175496A (zh) * 2011-12-26 2013-06-26 北京世纪南望科技发展有限公司 拉丝模内径动态检测装置和方法
CN102527883B (zh) * 2012-03-27 2014-07-09 张家港市胜达钢绳有限公司 胎圈钢丝重绕矫直装置
CN103464480B (zh) * 2012-06-07 2015-12-16 昆山三技机械有限公司 破断试验负荷可控制的连续伸线卷取装置
CN103390851B (zh) * 2013-04-22 2016-02-10 华瑞电器股份有限公司 铜排精拉设备
CN103436682B (zh) * 2013-09-09 2015-03-25 江苏华旺科技有限公司 一种多规格管式连续退火炉的智能控制系统和方法
CN103611745A (zh) * 2013-11-18 2014-03-05 贵州钢绳股份有限公司 拉丝机紧急故障制动装置
CN103950771A (zh) * 2014-05-04 2014-07-30 杭州电子科技大学 一种薄膜生产中张力控制装置及其控制方法
CN104849716A (zh) * 2015-05-28 2015-08-19 绍兴市安雅信自动化技术有限公司 一种化纤卷绕丝卷丝束线速度检测装置
CN106269988A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 武汉同力智能系统股份有限公司 一种带积线的收放线机组的控制方法及系统
CN107790513A (zh) * 2017-11-24 2018-03-13 苏州金钜松机电有限公司 一种拉伸机用的收线盘制动系统
CN108427327B (zh) * 2018-02-27 2020-05-08 深圳市海浦蒙特科技有限公司 拉丝机收线电机控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN109513768B (zh) * 2018-12-14 2021-02-09 河北四通新型金属材料股份有限公司 一种铝线收线自动控制系统
CN109720921B (zh) * 2018-12-21 2020-09-01 贵州航天南海科技有限责任公司 一种放线装置
CN110980424A (zh) * 2020-01-04 2020-04-10 中铁九桥工程有限公司 一种应用于检测缠丝机钢丝张力的系统
CN117102261B (zh) * 2023-10-20 2023-12-26 江苏大圆电子科技有限公司 一种具有检测型张力调节结构的拉丝机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB486997A (en) * 1937-06-12 1938-06-14 Nat Standard Co A machine for drawing wire or strip
SE359037B (zh) * 1970-10-21 1973-08-20 Arboga Mek Verk Ab
BE793690A (fr) * 1972-01-10 1973-05-02 Technofil Spa Transducteur-compensateur de la tension d'un fil, en particulier fil metallique, associe a une machine de traitement de ce fil
US5505067A (en) * 1994-07-06 1996-04-09 Waddington Electronics, Inc. Non-contact double-block speed controller
US6216506B1 (en) * 1999-10-05 2001-04-17 Macbee Engineering Corp. Double-draft wire drawing and collection machine with tension-sensitive speed control
CN2413814Y (zh) * 1999-12-02 2001-01-10 江苏法尔胜技术开发中心 一种水箱拉丝机控制装置
CN2523527Y (zh) * 2001-11-05 2002-12-04 韩迎涛 一种可自动调控的金属丝拉丝机
CN101199970B (zh) * 2006-12-13 2011-10-05 深圳市三索科技发展有限公司 一种双变频式拉丝机的控制系统
CN101168175A (zh) * 2007-11-12 2008-04-30 天津理工大学 多级拉丝生产线自动控制系统
CN101468362A (zh) * 2007-12-29 2009-07-01 江苏力星钢球有限公司 高速冷镦联线自动轻拉机
CN101837381B (zh) * 2009-03-19 2013-07-03 四平鑫宇钼业有限公司 钨钼拉丝新工艺及其拉丝设备
CN101758095B (zh) * 2009-12-31 2011-07-27 东莞市康汇聚线材科技有限公司 一种数控拉丝机及其控制方法
CN101850371B (zh) * 2010-05-12 2012-03-07 东莞市科力钢铁线材有限公司 一种直进式拉丝机系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102107226A (zh) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102107226B (zh) 一种直进式拉丝机中金属丝张力检测及控制装置
CN203565520U (zh) 一种新型拉丝机前后道次恒张力控制装置
CN203568590U (zh) 切割钢丝万能收线机恒张力装置
CN102527748A (zh) 一种精细钢丝拉丝机的收排线控制系统
CN101585058A (zh) 可控制延伸率的带钢拉弯矫直系统及其控制方法
CN203638868U (zh) 一种放线架、放线架组及电线电缆生产流水线
CN106944488B (zh) 一种钢筋加工装置及钢筋直径控制方法
CN205258988U (zh) 一种捻股机床
CN106059218B (zh) 绕线机的绕线和绝缘带包扎连续同步作业方法及装置
CN105624860B (zh) 直捻机气圈测量装置
CN203360684U (zh) 纱线卷绕的重量控制系统
CN109484919A (zh) 同心式绞线机放线张力控制方法及系统
CN101891077A (zh) 一种卷绕装置的恒张力控制方法
CN204916362U (zh) 一种绕包机绕包速度同步控制装置
CN106393649A (zh) 一种线缆护套生产时的外径控制方法及外径控制系统
CN104088055B (zh) 大小纱筒混用控制方法
CN202339504U (zh) 一种交联悬链生产线的控制系统
CN103938405B (zh) 一种剪毛机张力实时控制系统及控制方法
CN202490833U (zh) 高强度切割线水箱拉丝机电气控制系统
CN204162192U (zh) 钢帘线设备工字轮旋转放线轮底探测装置
CN207844638U (zh) Pvc/pvg整芯阻燃带生产线恒张力控制装置
CN101302691A (zh) 一种卷染布料线速度检测装置
CN103624965A (zh) 塑料管材挤出设备米重控制系统
CN210257174U (zh) 用于双管发泡管材生产线的辅机控制系统
CN209275863U (zh) 一种脐带缆的放线张力控制装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120711

Termination date: 20151224

EXPY Termination of patent right or utility model