CN112626333A - 一种铜线退火收线张力控制方法及装置 - Google Patents

一种铜线退火收线张力控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种铜线退火收线张力控制方法及装置，将退火机中的各驱动轮分别独立驱动，通过先使各驱动轮按照预定的转速转动，依次测量驱动轮的张力反馈值，并根据测量出的张力反馈值，判断驱动轮处的铜线拉紧状态，当拉紧程度高于设定阈值时，降低后一个驱动轮的转速，反之提高后一个驱动轮的转速，以实现各驱动轮之间的相对同步转动，防止拉丝时因牵引速度的时快时慢而使线径呈现连续的、不规则的改变，提高退火收线过程中铜线的稳定性和铜线制品的质量。

Description

一种铜线退火收线张力控制方法及装置
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及导线生产技术领域，尤其涉及一种铜线退火张力控制方法。
背景技术
导线在生产过程中，经过拉丝处理后，为了提高其机械性能，需要对其进行退火处理，而退火主要通过连续退火拉丝机进行处理，连续退火拉丝机是在原有拉丝机的基础上加上在线退火,产品一次成型提高了生产效率.主要被应用在铜线拉丝行业、黄铜线拉丝机行业、铝线拉丝行业、铜包铜线拉丝行业等有色金属的拉丝均可采用此种类型的设备，在线退火机是利用接触式短路退火原理，退火电源为交流整直流，适用于铜线、黄铜、铜包铜、铜包铝的退火软化生产。
但在退火机工作的过程中，由于驱动轮难以保持同步，会导致拉丝时因牵引速度的时快时慢而使线径呈现连续的、不规则的改变，从而影响退火过程中铜线的稳定性和铜线制品的质量。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种铜线退火张力控制方法及装置，以解决驱动轮难以保持同步的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种铜线退火收线张力控制方法，用于控制具有多个驱动轮的退火机，各驱动轮均为独立驱动，且驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿导杆移动，本方法包括：
A.按照预定的转速驱动各驱动轮转动；
B.将第一个驱动轮作为被测驱动轮；
C.将被测驱动轮的后一个驱动轮作为被控驱动轮；
D.测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
E.根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
F.若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速；
G.若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速；
H.将被控驱动轮作为新的被测驱动轮，重复步骤C-G，直到完成对所有驱动轮的转速调整。
优选地，测量被控驱动轮转动时铜线的张力反馈值包括：
测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号和位移模拟信号；
将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
优选地，铜线的张力反馈值的计算符合以下公式：
Fb＝k1rM+k2dl，
其中Fb为张力反馈值，M为过程力矩模拟信号，l为位移模拟信号，r为驱动轮的尺寸系数，d为被测驱动轮与被控驱动轮之间的距离系数，k1为过程力矩模拟信号的叠加系数，k2为位移模拟信号的叠加系数。
优选地，各驱动轮分别连接有驱动其转动的变频电机，变频电机连接有控制其运转的变频器，降低被控驱动轮的转速和提高被控驱动轮的转速包括：
通过向变频器发出控制信号，调节变频的电机的转速，进而降低或提高被控驱动轮的转速。
优选地，本方法还包括：
若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则输出报警信号。
优选地，本方法还包括：
监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
一种铜线退火收线张力控制装置，用于控制具有多个驱动轮的退火机，各驱动轮均为独立驱动，且驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿导杆移动，控制装置包括：
张力测量组件，用于测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
分析模块，用于根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
控制模块，用于根据分析模块的分析结果，调节被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速。
优选地，张力测量组件包括：
力矩传感器，用于测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号；
位移传感器，用于测量被测驱动轮转动时的位移模拟信号；
计算模块，用于将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
优选地，装置还包括报警模块，控制模块还用于若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则控制报警模块输出报警信号。
优选地，本装置还包括监测模块，监测模块用于监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的铜线退火收线张力控制方法及装置，将退火机中的各驱动轮分别独立驱动，通过先使各驱动轮按照预定的转速转动，依次测量驱动轮的张力反馈值，并根据测量出的张力反馈值，判断驱动轮处的铜线拉紧状态，当拉紧程度高于设定阈值时，降低后一个驱动轮的转速，反之提高后一个驱动轮的转速，以实现各驱动轮之间的相对同步转动，防止拉丝时因牵引速度的时快时慢而使线径呈现连续的、不规则的改变，提高退火收线过程中铜线的稳定性和铜线制品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例的控制方法流程示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例的控制装置安装结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本说明书一个或多个实施例提供一种铜线退火收线张力控制方法，用于控制具有多个驱动轮的退火机，各驱动轮均为独立驱动，且驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿导杆移动，本方法包括以下步骤：
A.按照预定的转速驱动各驱动轮转动；
举例来说，预定的转速可根据退火机的结构规格和与其配合的拉丝机的铜线输出速度设置。
B.将第一个驱动轮作为被测驱动轮；
举例来说，上述第一个驱动轮一般为退火机中最接近拉丝机的，直接从拉丝机的输出端引导铜线的驱动轮。
C.将被测驱动轮的后一个驱动轮作为被控驱动轮；
举例来说，后一个驱动轮为设置在被测驱动轮后端的第一个驱动轮。
D.测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
E.根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
F.若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速；
举例来说，铜线的拉紧程度高于设定阈值时，说明此时铜线过紧，需要降低后端驱动轮的转速。
G.若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速；
相对的，铜线的拉紧程度低于设定阈值时，说明此时铜线过松，需要提高后端驱动轮的转速。
H.将被控驱动轮作为新的被测驱动轮，重复步骤C-G，直到完成对所有驱动轮的转速调整。
举例来说，完成第二个驱动轮的转速调节后，对第二个驱动轮转动时铜线的张力反馈值，根据该张力反馈值，判断第二驱动轮处的铜线拉紧状态，并根据判断结果对第三个驱动轮的转速进行调节，以此类推。
本说明书实施例公开的铜线退火收线张力控制方法，将退火机中的各驱动轮分别独立驱动，通过先使各驱动轮按照预定的转速转动，依次测量驱动轮的张力反馈值，并根据测量出的张力反馈值，判断驱动轮处的铜线拉紧状态，当拉紧程度高于设定阈值时，降低后一个驱动轮的转速，反之提高后一个驱动轮的转速，以实现各驱动轮之间的相对同步转动，防止拉丝时因牵引速度的时快时慢而使线径呈现连续的、不规则的改变，提高退火收线过程中铜线的稳定性和铜线制品的质量。
作为一种实施方式，测量被控驱动轮转动时铜线的张力反馈值包括：
测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号和位移模拟信号；
将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
举例来说，上述位移模拟信号为驱动轮沿导杆移动的位移量测量信号。
作为一种实施方式，铜线的张力反馈值的计算符合以下公式：
Fb＝k1rM+k2dl，
其中Fb为张力反馈值，M为过程力矩模拟信号，l为位移模拟信号，r为驱动轮的尺寸系数，d为被测驱动轮与被控驱动轮之间的距离系数，k1为过程力矩模拟信号的叠加系数，k2为位移模拟信号的叠加系数。
举例来说，驱动轮的直径不同时，过程力矩模拟信号反映出的与张力反馈值之间的关系不同，同样的驱动轮之间的距离不同时，位移模拟信号反映出的与张力反馈值之间的关系也不同，上述尺寸系数和距离系数可根据实际情况和实验数据设定，叠加系数则反映出过程力矩模拟信号和位移模拟信号各自所占的比重，根据驱动轮和导杆设置形式的不同，k1和k2可以为正值和负值。
作为一种实施方式，各驱动轮分别连接有驱动其转动的变频电机，变频电机连接有控制其运转的变频器，降低被控驱动轮的转速和提高被控驱动轮的转速包括：
通过向变频器发出控制信号，调节变频的电机的转速，进而降低或提高被控驱动轮的转速，通过向变频器发送模拟量信号，可以准确地控制驱动轮的转速。
作为一种实施方式，本方法还包括若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则输出报警信号，限制的设定是为了在退火机发生故障时及时发现，还包括监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
相应的，本说明书实施例还提供一种铜线退火收线张力控制装置，该装置用于控制具有多个驱动轮的退火机，各驱动轮均为独立驱动，且驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿导杆移动，控制装置包括：
张力测量组件，用于测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
分析模块，用于根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
控制模块，用于根据分析模块的分析结果，调节被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速。
作为一种实施方式，张力测量组件包括：
力矩传感器1，用于测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号；
位移传感器2，用于测量被测驱动轮转动时的位移模拟信号；
计算模块，用于将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
作为一种实施方式，本装置还包括报警模块，控制模块还用于若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则控制报警模块输出报警信号。
作为一种实施方式，本装置还包括监测模块，监测模块用于监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，用于控制具有多个驱动轮的退火机，各所述驱动轮均为独立驱动，且所述驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿所述导杆移动，所述方法包括：
A.按照预定的转速驱动各所述驱动轮转动；
B.将第一个驱动轮作为被测驱动轮；
C.将被测驱动轮的后一个驱动轮作为被控驱动轮；
D.测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
E.根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
F.若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速；
G.若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速；
H.将所述被控驱动轮作为新的被测驱动轮，重复所述步骤C-G，直到完成对所有驱动轮的转速调整。
2.根据权利要求1所述的铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，所述测量被控驱动轮转动时铜线的张力反馈值包括：
测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号和位移模拟信号；
将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
3.根据权利要求2所述的铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，所述铜线的张力反馈值的计算符合以下公式：
Fb＝k1rM+k2dl，
其中Fb为张力反馈值，M为过程力矩模拟信号，l为位移模拟信号，r为驱动轮的尺寸系数，d为被测驱动轮与被控驱动轮之间的距离系数，k1为过程力矩模拟信号的叠加系数，k2为位移模拟信号的叠加系数。
4.根据权利要求1所述的铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，各所述驱动轮分别连接有驱动其转动的变频电机，所述变频电机连接有控制其运转的变频器，所述降低被控驱动轮的转速和所述提高被控驱动轮的转速包括：
通过向变频器发出控制信号，调节变频的电机的转速，进而降低或提高被控驱动轮的转速。
5.根据权利要求1所述的铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则输出报警信号。
6.根据权利要求1所述的铜线退火收线张力控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
7.一种铜线退火收线张力控制装置，其特征在于，用于控制具有多个驱动轮的退火机，各所述驱动轮均为独立驱动，且所述驱动轮安装在竖直设置的导杆上，可沿所述导杆移动，所述控制装置包括：
张力测量组件，用于测量被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值；
分析模块，用于根据测量到的铜线的张力反馈值，判断被测驱动轮处的铜线的拉紧状态；
控制模块，用于根据所述分析模块的分析结果，调节被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度高于设定阈值，则降低被控驱动轮的转速，若铜线的拉紧程度低于设定阈值，则提高被控驱动轮的转速。
8.根据权利要求7所述的铜线退火收线张力控制装置，其特征在于，所述张力测量组件包括：
力矩传感器，用于测量被测驱动轮转动时的过程力矩模拟信号；
位移传感器，用于测量被测驱动轮转动时的位移模拟信号；
计算模块，用于将测量到的过程力矩模拟信号和位移模拟信号进行叠加，计算出铜线的张力反馈值。
9.根据权利要求7所述的铜线退火收线张力控制装置，其特征在于，所述装置还包括报警模块，所述控制模块还用于若测量到的铜线的拉紧程度高于设定限值或低于设定限值，则控制所述报警模块输出报警信号。
10.根据权利要求7所述的铜线退火收线张力控制装置，其特征在于，所述装置还包括监测模块，所述监测模块用于监测对被测驱动轮转动时铜线的张力反馈值的测量是否发生故障，若发生故障，则发出提醒信号。
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