CN105562443A - 一种拉丝机及其张力反馈系统的调节和检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拉丝机，包括至少两道拉丝鼓轮，任意相邻的两道拉丝鼓轮之间设置有一个张紧轮(101)和一个过线导轮(201)，过线导轮(201)位于线材经过张紧轮(101)张紧之后的一侧，张紧轮(101)在能够调节张紧轮(101)的过线水平高度的气动张力反馈系统(210)的驱动下工作，并且气动张力反馈系统在控制器的控制下自动调节和检测；任意相邻的两道拉丝鼓轮的过线水平高度，与过线导轮(201)的过线水平高度一致；张紧轮(101)的过线水平高度与过线导轮(201)的过线水平高度之间存在能够使线材张紧的高度差。上述拉丝机，可以减小线材在生产拉伸过程中的拐角，提高了线材的质量。

Description

一种拉丝机及其张力反馈系统的调节和检测方法

技术领域

本发明涉及机械工程技术领域，特别涉及一种拉丝机。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于拉丝机的需求日益增大。

我们知道，高强度铝合金导线的应用较为广泛，由于其具有抗拉强度大，导电率高等优点，因此在冰雪环境以及大跨距施工等情况下具有明显的优势。

大部分材质的导线，都采用拉丝机进行生产。现有的拉丝机的结构示意图如图1所示，拉丝机一般包括至少两道拉丝鼓轮、位于拉丝鼓轮20上方的张紧轮10和位于鼓轮的一侧的过线导轮30。每个拉丝鼓轮20均由单独的电机驱动，并且拉丝鼓轮20的转速可以自动调节。每个张紧轮10都是由独立的连杆机构推动的，并且每个连杆机构均由独立的液压缸推动，并且每个张紧轮10施加的实时张紧力由手动控制的液压张力反馈系统进行控制和检测。

在生产过程中，拉丝鼓轮20对线材起到拉伸的作用，当线材绕在拉丝鼓轮20上时，线材随着拉丝鼓轮20的转动向前移动，当线材移动到张紧轮10上时，张紧轮10对线材起到张紧的作用，拉紧线材，确保线材不会打滑；随着张紧轮10的转动，线材移动到过线导轮30上，并随着过线导轮30的转动移动到下一道拉丝鼓轮20上。也就是说，线材首先在第一道拉丝鼓轮20上过线，经过张紧轮10的张紧后，向前移动到第二道拉丝鼓轮20上并过线。这里所指的过线，是指线材在拉丝鼓轮20、张紧轮10和过线导轮30上移动；而过线位置是指当线材与拉丝鼓轮20、张紧轮10或过线导轮30接触时，线材所处在拉丝鼓轮20、张紧轮10或过线导轮30上的位置。

随着线材在拉丝鼓轮20上移动，其线径会逐渐减小，直到位于最后一道拉丝鼓轮20上时，其线径达到所需要求，完成生产。

而高强度铝合金导线由于其弯曲性能相对较差，所以在拉丝过程中，我们希望线材水平的经过各个鼓轮，避免线材的表面皴裂，甚至断裂。而液压缸连杆系统会根据线材所需的拉力大小，调整液压缸对线材所施加的反拉力。

我们以十三道拉丝鼓轮的拉丝机为例。对于这种拉丝机，我们一般称作十三模拉丝机；而除了最后一道拉丝鼓轮之外的其余十二道拉丝鼓轮的上方均设置有张紧轮10，即，有十二个液压连杆系统，我们一般称之为模座，因此本例中的拉丝机一共有十二个模座，分别为第一号模座至第十二号模座；线材先经过第一道拉丝鼓轮，移动到第一号模座上，此时拉伸开始，并且线材随着其滚动而向前移动，到达第十二号模座后，拉伸完毕，线材从最后一道拉丝鼓轮上滑出，完成加工生产过程。

由于线材在拉伸过程中，线材的线径越来越小，因此线材所需的反拉力也越来越小，所以推动张紧轮的液压缸连杆系统的液压值也逐渐减小。此外，我们将这十二个液压缸连杆系统统称为液压张力反馈系统。

由于在对线材的拉伸过程中，线材经过最后一个模座，也就是第十二号模座时，线材的线径已经很小，因此所需的第十二个液压缸连杆系统的拉力值也很小，所以对应的液压缸的液压值也应很小；在实际经验中，第十二个液压缸连杆系统中的液压值往往小于1MPa，而1MPa以下的液压值很难精确控制；因此，我们往往需要改变线材的行进方向，使线材的拐角达到50°左右，这样能够精准的提供线材所需的反拉力。

而我们已经知道，线材在生产过程中，应避免产生过大的拐角，否则会引起线材的皴裂或断裂。

因此，如何提高高强度铝合金线材的生产质量是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉丝机，该拉丝机可以解决线材在生产过程中拐角过大的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种拉丝机，包括至少两道拉丝鼓轮，任意相邻的两道所述拉丝鼓轮之间设置有一个张紧轮和一个过线导轮，所述过线导轮位于线材经过所述张紧轮张紧之后的一侧，所述张紧轮在能够调节所述张紧轮的过线水平高度的气动张力反馈系统的驱动下工作，并且所述气动张力反馈系统在控制器的控制下自动调节和检测；任意相邻的两道所述拉丝鼓轮的过线水平高度，与所述过线导轮的过线水平高度一致；所述张紧轮的过线水平高度与所述过线导轮的过线水平高度之间存在能够使线材张紧的高度差。

优选地，所述气动张力反馈系统包括气动三联件、与所述气动三联件连通的比例阀和至少一组气动支路。

优选地，所述气动支路包括与所述比例阀连通的电磁阀、与所述电磁阀连通的储气罐以及与所述储气罐连通的张力气缸，每一组所述气动支路的张力气缸与一个所述张紧轮相连。

优选地，所述电磁阀与所述储气罐之间连通有气压表。

优选地，还包括自动控制并检测所述气动张力反馈系统的各个所述气动支路的气压大小的控制装置。

优选地，所述控制装置设置有手动检测各个所述气动支路的气压的触控界面。

优选地，所述触控界面包括可更改各个所述张力气缸的张力设定值的更改框、打开或关闭各个所述电磁阀的按键以及显示各个所述气动支路中实际气压的显示框。

优选地，所述触控界面包括能够保存多个不同线材的拉丝工艺所对应的所述张力气缸的张力设定值的按键。

一种拉丝机的张力反馈系统的调节方法，所述反馈系统为前述的气动张力反馈系统，并且该方法适用上述拉丝机，包括以下步骤

A1)所述控制装置控制所述比例阀输出第一所述张力气缸的张力设定值；

A2)所述控制装置控制第一所述张力气缸所在的第一所述气动支路的第一所述电磁阀打开；

A3)所述控制装置判断第一所述张力气缸的实际张力值是否达到第一所述张力气缸的张力设定值；若是，进入步骤A4)；

A4)5秒钟后控制第一所述电磁阀(813)关闭；

A5)所述控制装置控制所述比例阀输出第二所述张力气缸的张力设定值；

A6)所述控制装置控制第二所述张力气缸所在的第二所述气动支路的第二所述电磁阀打开；

A7)所述控制装置判断第二所述张力气缸的实际张力值是否达到第二所述张力气缸的张力设定值；若是，进入步骤A8)；

A8)5秒钟后控制第二所述电磁阀关闭；

A9)所述控制装置依次对其余各个所述气动支路的气压大小进行自动调节，直至全部所述气动支路调节完成。

一种拉丝机的张力反馈系统的检测方法，所述反馈系统为前述的气动张力反馈系统，并且该方法适用于上述拉丝机，包括以下步骤：

B1)所述控制装置判断第一所述张力气缸的实际张力值是否低于第一所述张力气缸的张力设定值；若是，则进入步骤B2)；若否，则进入步骤B5)；

B2)所述控制装置控制第一所述张力气缸所在的第一所述气动支路的第一所述电磁阀打开；

B3)所述控制装置判断所述第一张力气缸的实际张力值是否等于第一所述张力气缸的张力设定值；若是，则进入步骤B4)；若否，则进入步骤B1)。

B4)所述控制装置控制第一所述电磁阀关闭；

B5)所述控制装置判断第二所述张力气缸的实际张力值是否低于第二所述张力气缸的张力设定值；若是，则进入步骤B6)；若否，则进入步骤B9)；

B6)所述控制装置控制第二所述张力气缸(821)所在的第二所述气动支路的第二所述电磁阀(823)打开；

B7)所述控制装置判断所述第二张力气缸的实际张力值是否等于第二所述张力气缸的张力设定值；若是，则进入步骤B8)；若否，则进入步骤B4)。

B8)所述控制装置控制第二所述电磁阀关闭；

B9)所述控制装置依次对其余各个所述气动支路的气压大小进行自动检测，直至全部所述气动支路检测完成。

相对于上述背景技术，本发明提供的拉丝机，包括至少两道拉丝鼓轮，并且在任意相邻的两道拉丝鼓轮之间设置有一个张紧轮和一个过线导轮；过线导轮位于线材经过张紧轮张紧后的一侧的位置，其中，张紧轮与能够调节所述张紧轮的过线水平高度的气动张力反馈系统相连；任意相邻的两道拉丝鼓轮的过线水平高度，与过线导轮的过线水平高度一致；张紧轮的过线水平高度与过线导轮的过线水平高度之间存在能够使线材张紧的高度差。拉丝机采用这种设置方式，能够使线材在拉伸过程中，大体为水平方向向前移动，避免线材的走线角度过大；同时，线材在经过张紧轮张紧后，通过过线导轮的导向作用，使线材水平的移动到下一道拉丝鼓轮上，并进行拉伸，实现线材平稳的移动拉伸，保证了线材的生产质量。本发明还提供了上述拉丝机的张力反馈系统的调节方法，以及上述拉丝机的张力反馈系统的检测方法。

附图说明

图1为现有技术中拉丝机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的拉丝机的结构示意图；

图3为图2中的气动张力反馈系统的示意图；

图4为图2中的控制装置的自动调节工作流程图；

图5为图2中的控制装置的自动检测工作流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种拉丝机，该拉丝机可以避免线材在生产过程中走线角度过大的问题。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2、图3、图4和图5；图1为现有技术中拉丝机的结构示意图，图2为本发明实施例所提供的拉丝机的结构示意图，图3为图2中的气动张力反馈系统的示意图，图4为图2中的控制装置的自动调节工作流程图，图5为图2中的控制装置的自动检测工作流程图。

本发明实施例所提供的拉丝机，以任意相邻的两道拉丝鼓轮为例进行说明。在前道拉丝鼓轮301和后道拉丝鼓轮302之间，设置有张紧轮101和过线导轮201，张紧轮101由气动张力反馈系统中的一组气动之路连接；前道拉丝鼓轮301、后道拉丝鼓轮302和过线导轮201的过线水平高度一致，张紧轮101的过线水平高度与过线导轮201的过线水平高度之间存在能够使线材张紧的高度差。

也就是说，张紧轮101的过线水平高度与其余三者的过线水平高度不同，而是有一定高度差。这是由于张紧轮101所起的作用是为了保证线材在鼓轮上不打滑，起到张紧线材的作用，因此张紧轮101应对线材起到一定的拉伸作用，因此无论张紧轮101的过线水平高度低于或是高于其余三者的过线水平高度，张紧轮101均能起到张紧线材的作用，从而避免线材的打滑现象。

此外，过线导轮201位于线材经过张紧轮101张紧后的一侧的位置。当线材经过张紧轮101的张紧后，其走线的方向与水平方向产生了一定夹角，当线材移动到过线导轮201上时，由于过线导轮201的过线水平高度与前道拉丝鼓轮301和后道拉丝鼓轮302的过线水平高度一致，因此当线材绕过过线导轮201后，其水平高度能够与后道拉丝鼓轮302的过线水平高度相一致，从而平顺的移动到后道拉丝鼓轮302上，不会产生过大的走线角度。

此外，针对本文的气动张力反馈系统，我们以两组气动支路为例进行说明。

气动张力反馈系统包括气动三联件90、与气动三联件90连通的比例阀80和气动支路；第一组气动支路包括张力气缸811、与张力气缸811连接的储气罐812以及与储气罐812相连的电磁阀813；第二组气动支路包括张力气缸821、与张力气缸821连接的储气罐822以及与储气罐822相连的电磁阀823。其中，第一组气动支路的电磁阀813与第二组气动支路的电磁阀823均连接在比例阀80上。

第一组气动支路的张力气缸811和第二组气动支路的张力气缸821分别连接两个所处不同位置的张紧轮。

在线材生产过程中，气动三联件90连接用户气源，并对用户气源进行干燥以及雾化等工作；比例阀80的出口连接各组气动支路，其出口气压能够分别对各组气动支路的气压进行无极调节，电磁阀813和电磁阀823能够打开或关闭，以实现第一组气动支路和第二组气动支路中气压的变化。当关闭电磁阀813和电磁阀823时，第一组气动支路和第二组气动支路中形成密闭的气压管路。储气罐812和储气罐822用于吸收张力气缸811和张力气缸821运动时所造成的气压变化。

此外，我们还可以在第一组气动支路和第二组气动支路中分别设置有压力表819和压力表829。压力表的作用是测量密闭管路中的气压值的大小。

此外，我们还可以设置控制装置，用来自动控制或检测气动张力反馈系统中各组支路的气压大小。

其中，控制装置自动调节各组支路的气压大小的步骤如下：

A1)控制比例阀80输出第一张力气缸811的张力设定值；

A2)控制第一张力气缸811所在的第一气动支路的第一电磁阀813打开；

A3)判断第一张力气缸811的实际张力值是否达到第一张力气缸811的张力设定值；若是，进入步骤A4)；

A4)5秒钟后控制第一电磁阀813关闭；

A5)控制比例阀80输出第二张力气缸821的张力设定值；

A6)控制第二张力气缸821所在的第二气动支路的第二电磁阀823打开；

A7)判断第二张力气缸821的实际张力值是否达到第二张力气缸821的张力设定值；若是，进入步骤A8)；

A8)5秒钟后控制第二电磁阀823关闭；

A9)依次对其余各个气动支路的气压大小进行自动调节。

在这里，步骤A1)～步骤A4)是对第一气动支路中的气压进行调节。首先，比例阀80接收到控制装置的命令，输出第一张力气缸811的张力设定值；然后，控制第一电磁阀813打开，使气体流入第一气动支路中；接着，判断第一张力气缸811的实际张力值是否达到第一张力气缸811的张力设定值，若达到张力设定值，则5秒钟后，关闭第一电磁阀813。此时，第一气动支路中形成密闭的气压管路。

步骤A5)～步骤A8)是对第二气动支路中的气压进行调节。具体调节步骤与上文类似，在此不再赘述。

之后，依次对其余各个气动支路的气压大小进行自动调节。

此外，控制装置自动检测各组支路的气压大小是否正常的步骤如下：

B1)判断第一张力气缸811的实际张力值是否低于第一张力气缸811的张力设定值；若是，则进入步骤B2)；若否，则进入步骤B5)；

B2)控制第一张力气缸811所在的第一气动支路的第一电磁阀813打开；

B3)判断第一张力气缸811的实际张力值是否等于第一张力气缸811的张力设定值；若是，则进入步骤B4)；若否，则进入步骤B1)。

B4)控制第一电磁阀813关闭；

B5)判断第二张力气缸821的实际张力值是否低于第二张力气缸821的张力设定值；若是，则进入步骤B6)；若否，则进入步骤B9)；

B6)控制第二张力气缸821所在的第二气动支路的第二电磁阀823打开；

B7)判断第二张力气缸821的实际张力值是否等于第二张力气缸821的张力设定值；若是，则进入步骤B8)；若否，则进入步骤B4)。

B8)控制第二电磁阀823关闭；

B9)依次对其余各个气动支路的气压大小进行自动检测。

在这里，步骤B1)～步骤B4)是对第一气动支路中的气压进行检测。首先，控制装置判断第一张力气缸811的实际张力值是否低于第一张力气缸811的张力设定值，若低于第一张力气缸811的张力设定值，则控制第一电磁阀813打开；然后控制装置判断第一张力气缸811的实际张力值是否等于第一张力气缸811的张力设定值，若实际张力值等于张力设定值，则关闭电磁阀813。接着对第二气动支路中的气压进行检测。

步骤B5)～步骤B8)是对第二气动支路中的气压进行检测。具体调节步骤与上文类似，在此不再赘述。

之后，依次对其余各个气动支路的气压大小进行自动检测。

此外，针对控制装置，我们还可以设置有手动检测的触控界面，用来手动检测和调节各个气动支路的气压大小。

在触控界面中，我们可以设置有更改各个张力气缸的张力设定值的更改框，用以手动更改每个张力气缸的张力设定值。此外，我们还可以设置有打开以及关闭各个气动支路中电磁阀的按键，以及显示各个气动支路实际气压的显示框。

这样一来，我们可以手动控制各个气动支路中电磁阀的开关，使各个气动支路的气压达到理想的数值；同时，利用显示框能够实时观测各个气动支路的实际气压大小。

此外，针对不同线材的拉丝工艺，我们在触控界面中设置有能够保存相关参数的数据库以及保存按键；例如，针对某种型号的线材的拉丝工艺，我们需要设置各组气动支路中张力气缸的张力设定值，以适用于这种型号线材的生产；此外，我们还可以设置其他与拉丝机有关的生产工艺，当我们设置完成后，按下保存按键，即将相关生产参数保存在了数据库中。当需要再次生产这种型号的线材时，可以直接从数据库中调出，进行生产。

以上对本发明所提供的拉丝机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拉丝机，包括至少两道拉丝鼓轮，其特征在于，任意相邻的两道所述拉丝鼓轮之间设置有一个张紧轮(101)和一个过线导轮(201)，所述过线导轮(201)位于线材经过所述张紧轮(101)张紧之后的一侧，所述张紧轮(101)在能够调节所述张紧轮(101)的过线水平高度的气动张力反馈系统(210)的驱动下工作，并且所述气动张力反馈系统在控制器的控制下自动调节和检测；任意相邻的两道所述拉丝鼓轮的过线水平高度，与所述过线导轮(201)的过线水平高度一致；所述张紧轮(101)的过线水平高度与所述过线导轮(201)的过线水平高度之间存在能够使线材张紧的高度差。

2.根据权利要求1所述的拉丝机，其特征在于，所述气动张力反馈系统包括气动三联件(90)、与所述气动三联件(90)连通的比例阀(80)和至少一组气动支路。

3.根据权利要求2所述的拉丝机，其特征在于，所述气动支路包括与所述比例阀(80)连通的电磁阀(813)、与所述电磁阀(813)连通的储气罐(812)以及与所述储气罐(812)连通的张力气缸(811)，每一组所述气动支路的张力气缸(811)与一个所述张紧轮(101)相连。

4.根据权利要求3所述的拉丝机，其特征在于，所述电磁阀(813)与所述储气罐(812)之间连通有气压表(819)。

5.根据权利要求4所述的拉丝机，其特征在于，还包括自动控制并检测所述气动张力反馈系统(210)的各个所述气动支路的气压大小的控制装置。

6.根据权利要求5所述的拉丝机，其特征在于，所述控制装置设置有手动检测各个所述气动支路的气压的触控界面。

7.根据权利要求6所述的拉丝机，其特征在于，所述触控界面包括可更改各个所述张力气缸的张力设定值的更改框、打开或关闭各个所述电磁阀的按键以及显示各个所述气动支路中实际气压的显示框。

8.根据权利要求7所述的拉丝机，其特征在于，所述触控界面包括能够保存与多个不同线材的拉丝工艺所对应的所述张力气缸的张力设定值的按键。

9.一种拉丝机的张力反馈系统的调节方法，其特征在于，所述反馈系统为权利要求5所述的气动张力反馈系统，并且该方法适用于权利要求5所述的拉丝机，包括以下步骤：

A1)所述控制装置控制所述比例阀(80)输出第一所述张力气缸(811)的张力设定值；

A2)所述控制装置控制第一所述张力气缸(811)所在的第一所述气动支路的第一所述电磁阀(813)打开；

A3)所述控制装置判断第一所述张力气缸(811)的实际张力值是否达到第一所述张力气缸(811)的张力设定值；若是，进入步骤A4)；

A4)5秒钟后控制第一所述电磁阀(813)关闭；

A5)所述控制装置控制所述比例阀(80)输出第二所述张力气缸(821)的张力设定值；

A6)所述控制装置控制第二所述张力气缸(821)所在的第二所述气动支路的第二所述电磁阀(823)打开；

A7)所述控制装置判断第二所述张力气缸(821)的实际张力值是否达到第二所述张力气缸(821)的张力设定值；若是，进入步骤A8)；

A8)5秒钟后控制第二所述电磁阀(823)关闭；

A9)所述控制装置依次对其余各个所述气动支路的气压大小进行自动调节，直至全部所述气动支路调节完成。

10.一种拉丝机的张力反馈系统的检测方法，其特征在于，所述反馈系统为权利要求5所述的气动张力反馈系统，并且该方法适用于权利要求5所述的拉丝机，包括以下步骤：

B1)所述控制装置判断第一所述张力气缸(811)的实际张力值是否低于第一所述张力气缸(811)的张力设定值；若是，则进入步骤B2)；若否，则进入步骤B5)；

B2)所述控制装置控制第一所述张力气缸(811)所在的第一所述气动支路的第一所述电磁阀(813)打开；

B3)所述控制装置判断所述第一张力气缸(811)的实际张力值是否等于第一所述张力气缸(811)的张力设定值；若是，则进入步骤B4)；若否，则进入步骤B1)；

B4)所述控制装置控制第一所述电磁阀(813)关闭；

B5)所述控制装置判断第二所述张力气缸(821)的实际张力值是否低于第二所述张力气缸(821)的张力设定值；若是，则进入步骤B6)；若否，则进入步骤B9)；

B6)所述控制装置控制第二所述张力气缸(821)所在的第二所述气动支路的第二所述电磁阀(823)打开；

B7)所述控制装置判断所述第二张力气缸(821)的实际张力值是否等于第二所述张力气缸(821)的张力设定值；若是，则进入步骤B8)；若否，则进入步骤B4)；

B8)所述控制装置控制第二所述电磁阀(823)关闭；

B9)依次对其余各个所述气动支路的气压大小进行自动检测，直至全部所述气动支路检测完成。