CN203593473U - 数控收丝机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种数控收丝机，包括机架、扁丝卷绕装置及扁丝导线装置，扁丝卷绕装置包括卷绕轴及收卷驱动电机，扁丝导线装置包括导丝鸭嘴、导丝杆及往复驱动机构，收卷驱动电机的电源输入端连接电控装置，电控装置包括单片机，与市电电源连接且用于调节收卷驱动电机输出转速的电机调节电路模块，及用于检测收卷驱动电机负载信号的负载检测电路模块，负载检测电路模块与单片机通信连接，单片机与电机调节电路模块控制连接，电机调节电路模块与收卷驱动电机的电源输入端连接。本实用新型的优点为：实现收卷驱动电机转速实时调整，以适应扁丝收卷速度，具有降低收卷驱动电机能耗，提高收卷驱动电机使用寿命及收卷质量好的优点。

Description

数控收丝机

技术领域

本实用新型涉及塑料编织机械设备，确切的说是一种数控收丝机。

背景技术

收丝机是将生产出来的扁丝自动卷绕成卷的设备。收丝机主要结构为：包括有机架、扁丝卷绕装置以及扁丝导线装置，扁丝卷绕装置包括有卷绕轴以及驱动卷绕轴转动的收卷驱动电机，卷绕轴与收卷驱动电机，扁丝导线装置包括有导丝鸭嘴、导丝杆以及驱动导丝杆轴向往复运动的往复驱动机构，导丝鸭嘴的出线口对应卷绕轴，导丝鸭嘴固定安装在导丝杆上，往复驱动机构与导丝杆驱动连接；往复驱动机构驱动导丝杆轴向往复运动，即导丝鸭嘴沿着卷绕轴轴向移动，实现卷收；在扁丝卷收过程中，扁丝单位时间输入扁丝长度与单位时间内卷绕轴上的扁丝收卷长度需要一致，即其存在如下的一个收卷平衡：扁丝输入速度V=卷绕轴转速n×扁丝卷的周长πd；在扁丝收卷过程中，丝卷的直径d逐渐增大，而扁丝的输入速度V是一定的，这样卷绕轴转速n必须下降；现有结构的收丝机，其收卷驱动电机通过控制开关直接接市电电源，在扁丝收卷过程中，随着扁丝卷的直径增大，扁丝对卷绕轴形成牵制，使得扁丝绕卷轴的转速n降低。这样导致现有的收丝机存在如下缺陷：1）随着扁丝的丝卷变大，扁丝对卷绕轴的牵制力越大，即收卷驱动电机对扁丝的拉力越大，在拉力的作用下会使卷丝表面出不平整，且容易出现扁丝拉断现象；2）在扁丝收卷过程中，收卷驱动电机的驱动功率是一定的，扁丝绕卷轴被牵制后，收卷驱动电机的转速被强制降低，收卷驱动电机负载增加，收卷驱动电机电流变大，用于线圈的发热做功，一方面收卷驱动电机耗能大，另一方面对收卷驱动电机造成损害，降低收卷驱动电机的使用寿命，且严重时导致电机线圈烧坏，造成安全隐患。

目前收丝机内的往复驱动机构有往复螺杆机构、凸轮机构、或双电机驱动电子机械结合形式等，上述结构的往复驱动机构存在结构复杂，机械配合精度要求高以及耗能的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种采用收卷驱动电机上加装电控装置，实时监控收卷驱动电机负载，并根据负载情况实现收卷驱动电机的输出转速调节，实现收卷驱动电机的转速实时适应扁丝收卷，收卷驱动电机负载和能耗降低的，且收丝效果好的数控收丝机，本实用新型进一步的目的是采用数控排丝技术达到收卷平整效果的数控收丝机。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种数控收丝机，包括有机架、扁丝卷绕装置以及扁丝导线装置，扁丝卷绕装置包括有卷绕轴以及驱动卷绕轴转动的收卷驱动电机，扁丝导线装置包括有导丝鸭嘴、导丝杆以及驱动导丝杆轴向往复运动的往复驱动机构，导丝鸭嘴的出线口对应卷绕轴，导丝鸭嘴固定安装在导丝杆上，其特征在于：所述收卷驱动电机的电源输入端连接有电控装置，所述电控装置包括有单片机，与市电电源连接且用于调节收卷驱动电机输出转速的电机调节电路模块，以及用于检测收卷驱动电机负载信号的负载检测模块，所述负载检测模块与单片机通信连接，单片机与电机调节电路模块控制连接，所述电机调节电路模块与收卷驱动电机的电源输入端连接。

通过采用上述技术方案，负载检测模块实时检测收卷驱动电机的负载情况，并将负载信号输送给单片机，单片机根据负载信号向电机调节电路模块发出控制信号，电机调节电路模块根据单片机的控制信号调节收卷驱动电机的输出转速，实现收卷驱动电机的反馈调节，实现收卷驱动电机根据扁丝收卷情况，主动调节收卷驱动电机的转速以适应扁丝收卷，实现将收卷驱动电机的负载调节在恒定范围内，即扁丝收卷过程中，卷收轴卷绕扁丝的力度恒定，提高扁丝收卷质量，减少甚至完全避免扁丝断线问题，同时降低收卷驱动电机的能耗，提高收卷驱动电机的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述的负载检测模块包括有用于检测收卷驱动电机相线上电流信号的电流互感器，电流互感器的副绕组线圈输出连接有电压放大电路，所述电压放大电路输出端连接所述单片机。

通过采用上述技术方案，通过检测相线上的负载电流，实现负载监控，并经电压放大电路放大后输送给单片机，提高信号的可靠性，提高控制可靠和稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述电机调节电路模块为可控硅调压电路，可控规调压电路具有市电电源输入接口、用于与收卷驱动电机电源输入端连接的电源输出接口以及与单片机的输出端连接的信号输入接口。

通过采用上述技术方案，采用可控硅调压电路进行调节，具有工作稳定，控制可靠的优点。

本实用新型进一步设置为：所述的往复驱动机构包括有往复螺杆、滑块座、导杆以及导丝杆驱动电机，所述导杆固定安装在机架上，滑块座滑动装配在导杆上，所述导丝杆相对于安装导丝鸭嘴一端的另一端固定安装在滑块座上，滑块座上设有滑块，所述往复螺杆装配在机架上可转动，往复螺杆上设有两条螺旋方向不同且两端连接的螺旋凹槽，所述滑块嵌入装配在螺旋凹槽内，所述往复螺杆与导丝杆驱动电机驱动连接。

通过采用上述技术方案，导丝杆驱动电机驱动往复螺杆转动，驱动滑块沿着螺旋凹槽内走动，由于两条螺旋凹槽的螺旋方向不同，滑块在移动到两条螺旋凹槽的连接处实现方向转换，实现往复螺杆转动时，滑块往复移动，从而实现装配在滑块座上的导丝杆往复移动，部件少，结构简单，且采用单电机设计，功耗少，导丝杆驱动电机转向始终不变，控制更为方便。

本实用新型进一步设置为：所述导丝杆驱动电机的输出轴上安装有主动齿轮，往复螺杆上安装有传动齿轮，所述主动齿轮与传动齿轮之间经齿形带传动连接，所述齿形带一侧位置装配有皮带张紧轮，皮带张紧轮抵压在齿形带侧面。

通过采用上述技术方案，采用齿形带传动，同时采用张紧轮张紧，实现导丝杆驱动电机与往复螺杆传动可靠。

本实用新型进一步设置为：所述导丝杆驱动电机连接有同步控制系统，所述同步控制系统包括有用于检测收卷驱动电机转速的转速传感器、用于接收并处理转速传感器的转速信号的控制单元以及用于控制导丝杆驱动电机转速的导丝杆电机驱动电路模块，所述转速传感器安装在收卷驱动电机上，转速传感器与控制单元通信连接，所述控制单元与导丝杆电机驱动电路模块连接，导丝杆电机驱动电路模块设有电源输入端，导丝杆驱动电机电路模块的输出端与导丝杆驱动电机连接。

通过采用上述技术方案，通过检测到收卷驱动电机上的转速后对导丝杆驱动电机进行实时的转速控制，实现数控排丝，采用这种技术收卷后的卷丝表面非常平整，导丝杆自动加减速技术，同时通过检测到收卷驱动电机上的转速，当检测到收卷驱动电机超过一定转速（1350转/分钟）时，控制单元将自动判断收卷驱动电机为空载状态，此时控制导丝杆驱动电机使其处于低速运行状态，以便操作工顺利挂丝，慢速的同时还可以降低导丝杆高速运行造成的磨损，从而延长了导丝杆的使用寿命；当有丝挂上之后，的速度发生了变化，控制单元自动检测到收卷驱动电机转速后，对导丝杆驱动电机速度控制，进入同步运行状态；方便挂丝操作。

本实用新型进一步设置为：所述导丝杆驱动电机电路模块为TB6560AHQ芯片，导丝杆驱动电机为步进电机。

通过采用上述技术方案，控制更为方便，可靠，内置电流保护，使用更为安全。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例数控收丝机电控装置和同步控制系统原理框图；

图2为本实用新型具体实施例电控装置的负载检测模块电路图；

图3为本实用新型具体实施例电控装置的电机调节电路模块电路图；

图4为本实用新型具体实施例数控收丝机结构示意图。

具体实施方式

参见附图1至附图4，本实用新型公开的一种数控收丝机，包括有机架1、扁丝卷绕装置2以及扁丝导线装置3，扁丝卷绕装置2包括有卷绕轴21以及驱动卷绕轴21转动的收卷驱动电机22,。扁丝导线装置3包括有导丝鸭嘴31、导丝杆32以及驱动导丝杆32轴向往复运动的往复驱动机构，导丝鸭嘴31的出线口对应卷绕轴21，导丝鸭嘴31固定安装在导丝杆32上。所述往复驱动机构包括有往复螺杆33、滑块座34、导杆35以及导丝杆驱动电机36，所述导杆35固定安装在机架1上，本具体实施例中导杆35有两根，在滑块座34上设有两个分别对应两个导杆35的滑动座孔，滑块座34经滑动座孔装配在导杆35上并可沿导杆35滑动；所述导丝杆32装配在机架1上可轴向移动，导丝杆32一端固定安装导丝鸭嘴31，导丝杆32另一端固定安装在滑块座34上，滑块座34上设有滑块37；所述往复螺杆33装配在机架1上可转动，往复螺杆33上设有两条螺旋方向不同且两端连接的螺旋凹槽331，所述滑块37嵌入装配在螺旋凹槽331内；所述往复螺杆33与导丝杆驱动电机36驱动连接。在往复螺杆33一端安装有传动齿轮332，在导丝杆驱动电机36的输出轴上固定装配有主动齿轮361，在传动齿轮332与主动齿轮361之间经齿形带381传动连接，在机架1上位于齿形带381一侧装配有张紧轮391，张紧轮391抵压在齿形带381侧面实现齿形带381张紧；从而实现导丝杆驱动电机36与往复螺杆33传动稳定可靠。

为适应扁丝收卷过程中，扁丝的丝卷直径变大时，收卷驱动电机的转速能够与之适应；所述收卷驱动电机22的电源输入端连接有电控装置；所述电控装置包括有单片机23、与市电电源连接的且用于调节电机输出转速的电机调节电路模块24以及用于检测收卷驱动电机负载信号的负载检测模块25；其中所述负载检测模块25包括有用于检测收卷驱动电机22相线上电流信号的电流互感器251，电流互感器251的副绕组线圈输出连接有电压放大电路252，电压放大电路252输出端连接所述单片机22，其中电压放大电路252为本领域人员所熟知的现有技术（如图2所示），故不作赘述；所述电机调节电路模块24为可控硅调压电路，可控规调压电路具有市电电源输入接口241（图3中的J8）、用于与收卷驱动电机22电源输入端连接的电源输出接口242（图3中的J9）以及与单片机23的输出端连接的信号输入接口243（图3中的PWM）；本具体实施例中，收卷驱动电机为三相电机，故可控硅调压电路为三相调压电路，如图3所示，其为本领域普通技术人员所熟知的公知技术，故本具体实施例中不再作赘述。当然作为本领域普通技术人员容易想到的，收卷驱动电机可以为单相电机，相应的可控硅调压电路为与之配套的单相调节电路；电机调节电路模块24也可以采用电感线圈控制，负载检测模块25也可以采用力矩检测等；本具体实施例中，单片机22采用型号为RENESAS-R8C1B的单片机，具有运行速度快以及稳定性好的优点。

为提高收卷质量，所述收卷驱动电机36的输出端连接有同步控制系统，所述同步控制系统包括有用于检测收卷驱动电机22转速的转速传感器41、用于接收并处理转速传感器41转速信号的控制单元42以及用于控制导丝杆驱动电机36转速的导丝杆电机驱动电路模块43。所述转速传感器41安装在收卷驱动电机22上，转速传感器41与控制单元42通信连接，所述控制单元42与导丝杆电机驱动电路模块43连接，导丝杆电机驱动电路模块43设有电源输入端，导丝杆电机驱动电路模块43的电源输入端经变压器连接市电电源，所述导丝杆驱动电机电路模块43的输出端与导丝杆驱动电机36连接。本具体实施例中，导丝杆驱动电机36为步进电机，导丝杆驱动电机电路模块43采用TB6560AHQ步进驱动器芯片，具有采用双桥MOsrET驱动，性能稳定，内置温度保护和过流保护，外围电流简单的优点，控制单元42采用型号为STC12C2501单片机，具有运行速度快以及稳定性好的优点。采用同步控制系统后，实现收卷驱动电机22与导丝杆驱动电机36同步运行；可达到两点优点：1）通过检测到收卷驱动电机22上的转速后对导丝杆驱动电机36进行实时的转速控制，实现同步运转状态，导丝速度与收卷速度控制在一定的比值同步运行，导丝速度与收卷速度相适应，使得收卷后的卷丝表面非常平整，提高收卷质量；2）当检测到收卷驱动电机22超过一定转速（一般为1350转/分钟）时，控制单元将自动判断收卷驱动电机22为空载状态，此时控制导丝杆驱动电机36使其处于低速运行状态，以便操作工顺利挂丝；当有丝挂上之后，收卷驱动电机22的速度发生了变化，控制单元自动检测到收卷驱动电机22转速后，对导丝杆驱动电机36加速控制，并进入同步运行状态；这样方便挂丝操作，同时空载时，慢速还可以降低导丝杆高速运行造成的磨损，从而延长了导丝杆32的使用寿命。

Claims (7)

1.一种数控收丝机，包括有机架、扁丝卷绕装置以及扁丝导线装置，扁丝卷绕装置包括有卷绕轴以及驱动卷绕轴转动的收卷驱动电机，扁丝导线装置包括有导丝鸭嘴、导丝杆以及驱动导丝杆轴向往复运动的往复驱动机构，导丝鸭嘴的出线口对应卷绕轴，导丝鸭嘴固定安装在导丝杆上，其特征在于：所述收卷驱动电机的电源输入端连接有电控装置，所述电控装置包括有单片机，与市电电源连接且用于调节收卷驱动电机输出转速的电机调节电路模块，以及用于检测收卷驱动电机负载信号的负载检测电路模块，所述负载检测电路模块与单片机通信连接，单片机与电机调节电路模块控制连接，所述电机调节电路模块与收卷驱动电机的电源输入端连接。

2.根据权利要求1所述数控收丝机，其特征在于：所述的负载检测电路模块包括有用于检测收卷驱动电机相线上电流信号的电流互感器，电流互感器的副绕组线圈输出连接有电压放大电路，所述电压放大电路输出端连接所述单片机。

3.根据权利要求2所述数控收丝机，其特征在于：所述电机调节电路模块为可控硅调压电路，可控规调压电路具有市电电源输入接口、用于与收卷驱动电机电源输入端连接的电源输出接口以及与单片机的输出端连接的信号输入接口。

4.根据权利要求1或2或3所述数控收丝机，其特征在于：所述的往复驱动机构包括有往复螺杆、滑块座、导杆以及导丝杆驱动电机，所述导杆固定安装在机架上，滑块座滑动装配在导杆上，所述导丝杆相对于安装导丝鸭嘴一端的另一端固定安装在滑块座上，滑块座上设有滑块，所述往复螺杆装配在机架上可转动，往复螺杆上设有两条螺旋方向不同且两端连接的螺旋凹槽，所述滑块嵌入装配在螺旋凹槽内，所述往复螺杆与导丝杆驱动电机驱动连接。

5.根据权利要求4所述数控收丝机，其特征在于：所述导丝杆驱动电机的输出轴上安装有主动齿轮，往复螺杆上安装有传动齿轮，所述主动齿轮与传动齿轮之间经齿形同步带传动连接，所述齿形同步带一侧位置装配有皮带张紧轮，皮带张紧轮抵压在齿形同步带侧面。

6.根据权利要求4所述数控收丝机，其特征在于：所述导丝杆驱动电机连接有同步控制系统，所述同步控制系统包括有用于检测收卷驱动电机转速的转速传感器、用于接收并处理转速传感器的转速信号的控制单元以及用于控制导丝杆驱动电机转速的导丝杆电机驱动电路模块，所述转速传感器安装在收卷驱动电机上，转速传感器与控制单元通信连接，所述控制单元与导丝杆电机驱动电路模块连接，导丝杆电机驱动电路模块设有电源输入端，导丝杆驱动电机电路模块的输出端与导丝杆驱动电机连接。

7.根据权利要求6所述数控收丝机，其特征在于：所述导丝杆驱动电机电路模块为TB6560AHQ芯片，导丝杆驱动电机为步进电机。

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