CN201587758U - 电动排绳器 - Google Patents

Abstract

一种电动排绳器，包括驱动电机、减速器、螺杆、滑套、排绳托辊组件、第一编码器、第二编码器、变频器及控制器。滑套与螺杆组成螺旋副，排绳托辊组与滑套相连，并随滑套一起移动。其中：第一编码器用于测量卷筒转速及卷筒的旋转圈数；第二编码器用于测量螺杆的旋转圈数；控制器用于控制驱动电机的转向，设置电机转速补偿值N_补，及根据卷筒转速计算出电机理论转速N_理，将螺杆旋转圈数与卷筒旋转圈数的比值与R/L进行比较，若大于R/L，则通过变频器控制驱动电机的实际转速为N_理-N_补，若小于R/L，则控制驱动电机实际转速为N_理+N_补；其中，R为钢丝绳直径，L为螺杆的螺距。本实用新型可自动排绳、便于调试且适用于任何尺寸的钢丝绳。

Description

电动排绳器

技术领域

本实用新型涉及一种排绳装置。

背景技术

排绳器采用的是机械结构，每个排绳器都要通过计算速比来设计齿轮大小，所以不同规格的钢丝绳和不同大小的卷筒需要设计出与之相匹配的齿轮系列，而且一旦算错比例或者制造的时候精确度不够，就会造成不小的损失。在调试当中，如果碰到问题，调整起来也很费时费力。例如穿钢丝绳的时候排绳器走过头，就要拆掉链条，然后靠人工把它再转回去。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可以自动排绳、便于调试且适用于任何尺寸钢丝绳的电动排绳器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种电动排绳器，用于在一卷筒上排列钢丝绳，该电动排绳器包括墙架、驱动电机、减速器、螺杆、滑套、排绳托辊组件、第一编码器、第二编码器、变频器以及控制器，驱动电机的输出轴与减速器的输入轴相连，减速器的输出轴与螺杆相连，滑套套设在螺杆上，与螺杆组成螺旋副；排绳托辊组与滑套相连，并随滑套一起移动；其中：第一编码器，用于测量卷筒转速及卷筒的旋转圈数；第二编码器，用于测量所述螺杆的旋转圈数；变频器，与所述驱动电机相连，用于控制驱动电机的转速；控制器，分别与第一编码器、第二编码器和变频器相连，用于控制驱动电机的转向，设置电机转速补偿值N_补，以及根据卷筒转速计算出电机理论转速N_理，并将螺杆旋转圈数与卷筒旋转圈数的比值与R/L进行比较，若大于R/L，则通过变频器控制驱动电机的实际转速为N_理-N_补，若小于R/L，则通过变频器控制驱动电机的实际转速为N_理+N_补；其中，R为钢丝绳直径，L为螺杆的螺距。

采用上述技术方案后，不仅实现了排绳的自动化操作，而且能够排除钢丝绳的尺寸、卷筒大小等因素造成的不便，只需稍加修改程序，就能使电动排绳器适应不同尺寸的钢丝绳以及卷筒，从而节省了人力。此外，本实用新型的排绳精度可控制在千分之一圈钢丝绳左右，具有较高的排绳精度。

附图说明

图1是本实用新型的控制原理框图；

图2是本实用新型的控制器的原理框图；

图3是本实用新型的机械部分的主视图；

图4是图3的侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。

结合图1至4所示，本实用新型的电动排绳器包括墙架1、驱动电机2、减速器3、螺杆4、滑套5、排绳托辊组件6、第一编码器11、第二编码器12、变频器13以及控制器14。驱动电机2和减速器3均固设在墙架1上，驱动电机2的输出轴与减速器3的输入轴相连，减速器3的输出轴与螺杆4相连，以驱动螺杆4旋转。螺杆4的两端各设有一螺杆轴承7，螺杆轴承7支承在墙架1上。滑套5套设在螺杆4上，与螺杆4组成螺旋副。排绳托辊组6由排绳托辊架61和设置在排绳托辊架61上一对排绳托辊62组成，排绳托辊架61的一端与滑套5相连，另一端嵌入墙架1下端的轨道10，并随滑套5一起移动，排绳托辊62在轨道上随滑套同步左右行走，钢丝绳8穿过两个排绳托辊62的间隙，并缠绕在卷筒上。

其中，第一编码器11用于测量卷筒转速及卷筒的旋转圈数，第二编码器12用于测量螺杆的旋转圈数。变频器13与驱动电机2相连，用于控制驱动电机2的转速。控制器14分别与第一编码器11、第二编码器12和变频器13相连，用于控制驱动电机2的转向，设定电机转速补偿值N_补，以及根据卷筒转速计算出电机理论转速N_理，并将螺杆旋转圈数与卷筒旋转圈数的比值与R/L进行比较，若大于R/L，则通过变频器13控制驱动电机2的实际转速为N_理-N_补，若小于R/L，则通过变频器13控制驱动电机2的实际转速为N_理+N_补；其中，R为钢丝绳直径，L为螺杆的螺距。

图2示出了本实用新型的控制器的一个具体的实施例。如图2所示，控制器14包括电机换向控制单元141、PID补偿单元142和电机转速控制单元143。电机换向控制单元141与第一编码器11相连，通过对卷筒旋转圈数与排满一层钢丝绳卷筒旋转圈数的比值取整，算出当前钢丝绳所处的层数X，并对X/2取余数，余数为1(钢丝绳处于奇数层)则控制驱动电机2正转，余数为0(钢丝绳处于偶数层)则控制驱动电机2反转。这样，当卷筒排完一层钢丝绳后，滑套会自动实现转向。卷筒旋转圈数可由第一编码器11存储的卷筒旋转圈数脉冲数除以卷筒每旋转一圈第一编码器输出的卷筒旋转圈数脉冲数算出。由于编码器可以存储脉冲数，即使控制器14断电重启，也能判断此时驱动电机应该正转还是反转。

PID补偿单元142分别与第一编码器11和第二编码器12相连，利用测得的卷筒旋转圈数、螺杆旋转圈数以及设置的比例参数、积分参数通过PID运算设置电机转速补偿值N_补，并将该电机转速补偿值N_补发送给电机转速控制单元143。比例参数和积分参数的设置属于本领域技术人员的公知技术，在此不再赘述。PID补偿单元142输出的电机转速补偿值N_补是智能的，其在给定的范围(该范围例如为[0，10])内灵活变化。需要说明的是，在本申请中，也可以将电机转速补偿值N_补设定为一固定值，例如10转/分钟，但是其补偿精度不如采用PID补充单元142计算设置的电机转速补偿值N_补的方式。

电机转速控制单元143分别与第一编码器11和第二编码器12相连，用于通过以下公式计算电机理论转速N_理：N_理＝W/n×60×M×R/L，式中，W为第一编码器每秒输出的卷筒旋转圈数脉冲数，n为卷筒每旋转一圈第一编码器输出的卷筒旋转圈数脉冲数，M为所述减速器的减速比，R为钢丝绳直径，L为螺杆的螺距；以及将螺杆旋转圈数与卷筒旋转圈数的比值与R/L进行比较，若大于R/L，则通过变频器13控制驱动电机2的实际转速为N_理-N_补，若小于R/L，则通过变频器13控制驱动电机2的实际转速为N_理+N_补。

较佳的是，本实用新型的驱动电机2采用异步电机，第一编码器11和第二编码器12采用绝对值编码器，控制器14采用PLC。

Claims (6)

1.一种电动排绳器，用于在一卷筒上排列钢丝绳，其特征在于，该电动排绳器包括墙架、驱动电机、减速器、螺杆、滑套、排绳托辊组件、第一编码器、第二编码器、变频器以及控制器，所述驱动电机的输出轴与所述减速器的输入轴相连，减速器的输出轴与螺杆相连，滑套套设在螺杆上，与螺杆组成螺旋副；所述排绳托辊组与滑套相连，并随滑套一起移动；其中：

第一编码器，用于测量卷筒转速及卷筒的旋转圈数；

第二编码器，用于测量所述螺杆的旋转圈数；

变频器，与所述驱动电机相连，用于控制驱动电机的转速；

控制器，分别与第一编码器、第二编码器和变频器相连，用于控制驱动电机的转向，通过变频器控制驱动电机的实际转速。

2.如权利要求1所述的电动排绳器，其特征在于，所述控制器包括电机换向控制单元、PID补偿单元和电机转速控制单元，其中：

电机换向控制单元，与第一编码器相连，通过对卷筒旋转圈数与排满一层钢丝绳卷筒旋转圈数的比值取整，算出当前钢丝绳所处的层数X，并对X/2取余数，余数为1则控制驱动电机正转，余数为0则控制驱动电机反转；

PID补偿单元，分别与第一编码器和第二编码器相连，通过PID运算设置电机转速补偿值N_补，并将该电机转速补偿值N_补发送给电机转速控制单元；

电机转速控制单元，分别与第一编码器和第二编码器相连，通过变频器控制驱动电机的实际转速。

3.如权利要求1所述的电动排绳器，其特征在于，所述电机为异步电机。

4.如权利要求1所述的电动排绳器，其特征在于，所述第一编码器和第二编码器均为绝对值编码器。

5.如权利要求1所述的电动排绳器，其特征在于，所述控制器为PLC。

6.如权利要求1所述的电动排绳器，其特征在于，所述驱动电机和所述减速器固设在所述墙架上。

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