在拉絲、改拔、成纜、成卷等行業,很廣泛的應用到收線、排線控制,收線一般來說無怪乎張力控制收線、力矩收線、恒線速度收線。這兩種模式主打。收線控制策略我們在另外章節作闡述,下面我將只對特殊排線機控制作以說明:當前客戶遇到的疑難排線控制技術大致包含以下幾種:1、精密排線2、梯度排線3、錐度排線4、斜面排線5、恒速度收線排線    精密排線、主要是控制精度一定要緊密排布,困難在及時換向處理上。在設計理念上,排線的過程一定需要線推著線前進,線在前進過程中要有一個滯后角度,這個角度一定要控制好,如果需要取得很好的精密排線效果,那么恒張力主動放線是一個必不可少的環節,只有控制好了張力放線,才能控制好精密排線的滯后角度位置。只有控制好了精密排線的行走進給滯后角度,才可能把精密排線控制的得心應手。圓材線實現精密排布比較容易實現,但是如果是帶狀材質,那么就必須在極限換向的時候做必要的輔助處理了,因為帶材的線,沒有半圓形的底面,不具備自動找尋位置的能力。遇到帶材排線,必須強制換向定位。帶材線很容易疊線,正常行走可以通過排距控制來克服疊線,換向的時候就不能這樣處理了,我們可以在帶材線的排布起點采樣一個原點信號,當這個信號有效的時候,一定是換向的較佳時機,可以預先整定一個汽缸,汽缸的伸展長度等于一個帶材的排距,利用換向原點強制換向距離控制就是排布帶材的較佳控制方式。    梯度排線、主要是控制一個整體形狀為梯形的收線排線過程,如果需要在直面軸盤上實現梯度排線,那么一定要精確的控制排距,所謂的排距就是在排線過程中線與線之間的有效空格距離,一般是為了提高利用效率,都鼓勵三進一排線模式,就是每一周旋轉周期的周長交合點的最大空格距離必須是你所排線材直徑的2倍。在非精密排線過程中,排距控制是一個很重要的控制量,如果排距控制不住,就沒有辦法去對其他參量進行很好的控制。具體設計控制梯度排線的設計理念可以這樣來計算實現。關于梯度(錐度)排線的計算原則:可以人為的設置梯度的高值。設高值為:H可以人為的設置線材的直徑。設線材直徑為:Ф可以人為的設置收線盤的長度:L通過系統機械自學習收線盤長度的脈沖個數:M可以人為的設置排線的節距,也就是稀疏程度,此值很重要,關系到控制精度。一般是三進一,也可以精排,就是線挨著線,線與線之間沒有間隙。如果是三進一,控制系數設“3”如果是精排設置控制系數為“1”。取需要控制的梯度高值:H 除以線材的直徑Ф 等于梯度形成的排線層數。H/Ф=FF*3=實際需要的梯度形成層數,根據就是如果你的線材稀疏節距是3,可以理解為兩根相鄰的線之間還可以夾兩根線,此為節距等于3。如果是精排,就等于1。    取收線盤的總長度脈沖個數除以梯度形成的層數,可以得出每層排線的往返虛擬換向距離。舉例總盤子長度的脈沖個數為12000個。線材的直徑為0.3毫米。梯度的最大高度為10毫米。計算這個梯度形成的初始排線層數為10/0.3=33層。那么如果排線很稀疏,你必須排3層才能折算成一根線的直徑高度,一般排線是三進一計算,如果是精排則可以不乘3這個系數。假設是三進一,則需要99層線才能把這個梯度形成。    用盤子總長度的脈沖個數12000除以梯度形成的基本層數99就等于每層排線在一個方向向另一個方向行走時的往返換向條件,12000/99=121      第一層從左走向右排線,當走到121個脈沖距離的時候必須返回,第二層排線從左走向右排線,當走到242個脈沖距離的時候必須返回,如此類推,當第99層走道12000個脈沖的時候梯度排線完畢,正式切換到正常排線模式。梯度的一端比另一端剛好高出我們的設置值10毫米。    當梯度排線完畢,切換換向條件可以不做脈沖控制,直接撞限位信號立即返回。如果是錐度則要計算錐度的延長距離。如果需要控制收線的恒定速度,則需要計算卷徑,那就是在初始卷徑的基礎上每排一層線,盤子的直徑增加2Ф,然后求出盤子繞好線的周長,用設定的線速度除以機械傳動比例系數再除以電動機的極對數等于要運行的頻率速度。那么錐度和斜面排線的設計計算參考范疇可以這樣計算:1. 錐型工字輪


 

 

 

 

 

 

 

 


    任意錐型工字輪及排線示意圖如上圖所示。錐型工字輪左邊的長度為L1,高度為H1;右邊的長度為L2、高度為H2,所需不規則排線的高度為D1、長度為D2,圓型排線的



D1=D2=φ。S1和S2為左右限位開關,限位開關可為機械換向開關或電子開關。排線機撞上限位開關后,并不立即反向,而要根據排線機的速度、排線的層數、排線的線徑等參數確定一個延遲時間,排線機繼續原方向運行該延遲時間后再反向。不同的排線層、不同的排線速度,延遲時間也不同。即延遲時間不是一個固定值,而是一個不斷變化的數值。排線機每撞一次限位開關S1或S2,排線的層數N加1。

排線機每轉一周,其絲桿位移C(mm)。

排線機的額定頻率為Fe,同步轉速為N0(rpm 轉/分)。

Fe=排線機的額定頻率。     N0=同步轉速(rpm 轉/分)。

排線機的運行頻率為F,收卷機的運行頻率為F1。兩者之間的聯動關系為F=D2/C*F1。

F=排線機的運行頻率。            D2=線材的寬度,如果是圓材為直徑。

C=派線機旋轉一周的位移距離。    F1=收線電機的運行頻率。

第N層排線撞左限位開關后還需繼續移動的距離M1=N*D1*L1/H1

M1=撞左限位開關后的位移距離。       N=排線層數,也就是撞限次數。

D1=線材的高度,圓材線為直徑。       L1=左錐度的總長度。

H1=左排線錐度的總高度。


第N層排線撞右限位開關后還需繼續移動的距離M2=N*D1*L2/H2

M2=撞右限位開關后的位移距離。   N=排線層數,也就是撞右限位的次數。

D1=線材的高度,圓材線為直徑。   L2=右錐度的總長度。

H2=右排線錐度的總高度。

為保證排線在錐型區域的整齊排線,M1、M2應為排線寬度D2的整數倍。因此,實際使用時,M1、M2運算取整。

M1=[(N*D1*L1/H1)/D2]*D2      [  ]為數學取整,就是等于1才有效,小于1舍去。

M2=[(N*D1*L2/H2)/D2]*D2

式中:M1=左撞限位后的行走距離,        N=排線層數,也就是撞限次數。

D1=線材的高度,圓材線為直徑。    L1=左邊錐度的總長距離。

H1=左邊錐度盤的總高度。          D2=線材的寬度,圓材線為直徑。

M2=右撞限位后的行走距離,        N=排線層數,也就是撞限次數。

D1=線材的高度,圓材線為直徑。    L2=右邊錐度的總長距離。

H2=右邊錐度盤的總高度。          D2=線材的寬度,圓材線為直徑。

距離M1對應排線機旋轉的圈數R1=M1/C。

R1=排線電機左行撞限后的旋轉圈數。          M1=左撞限運行距離。

C=排線電機每運行一周的排線位移距離。

距離M2對應排線機旋轉的圈數R2=M2/C。

R2=排線電機右行撞限后的旋轉圈數。             M2=右撞限運行距離。

C=排線電機每運行一周的排線位移距離。

排線機每分鐘旋轉的圈數E=F* N0/Fe。

E=排線電機每分鐘的運行轉圈數。           F=排線電機的運行頻率。

N0=同步速度。                           Fe=排線機的額定頻率。

排線機撞左限開關S1后繼續向左運行的時間為T1=R1/E,單位為分鐘。之后,排線變頻器反向,排線電機反轉,向右運行,排線層數加1。

S1=左限位開關。       T1=左行撞限后的連續運行時間。(到達結束后立即實行換向)。

R1=排線撞左行撞限位后的旋轉圈數。        E=排線電機每分鐘的運行轉圈數。

排線機撞右限開關S2后繼續向右運行的時間為T2=R2/E,單位為分鐘。之后,排線變頻器反向,排線電機反轉,向左運行,排線層數加1。

  S2=右限位開關。T2=右行撞限后的連續運行時間。(到達結束后立即實行換向)。

R2=排線撞右行撞限位后的旋轉圈數。        E=排線電機每分鐘的運行轉圈數。

最大層數Nmax=[(H1-5~10)/D1]= [(H2-5~10)/D1]。當達到或超過最大層時,系統停機,換卷繼續運行。

Nmax=最大層數。         H1=左錐度盤的總高度。       5-10=安全系數。

D1=線材的高度,圓形線材為其直徑。            T1=左行撞限后的連續運行時間。

H2=右錐度盤的總高度。

T1=60*1000*[(N*D1*L1/H1)/D2]*D2* Fe/(C* F* N0)     單位為毫秒。

T1= 左行撞限后的連續運行時間。 60=每秒的換算系數。  1000=每毫秒的換算系數。

N=線材的疊加層數。             D1= 線材的高度,圓形線材為其直徑。

L1= 左邊錐度的總長距離。        H1=左邊錐度盤的總高度。

D2=線材的寬度度,圓形線材為其直徑。        Fe= 排線機的額定頻率。

C=排線電機每運行一周的排線位移距離。       F=排線電機的運行頻率。

N0=同步速度。

T2=60*1000*[(N*D1*L2/H2)/D2]*D2* Fe/(C* F* N0)     單位為毫秒。

T2= 右行撞限后的連續運行時間。  60=每秒的換算系數。   1000=每毫秒的換算系數。

N=線材的疊加層數。             D1= 線材的高度,圓形線材為其直徑。

L2= 右邊錐度的總長距離。        H2=右邊錐度盤的總高度。

D2=線材的寬度度,圓形線材為其直徑。         Fe= 排線機的額定頻率。

C=排線電機每運行一周的排線位移距離。        F=排線電機的運行頻率。

N0=同步速度。

為避免排線機的運行頻率為零或太小造成T1、T2運算溢出,將其設定一個最小頻率Fmin,Fmin取2~5Hz。

Fmin=最小運行頻率。        T1=左行撞限后的運行時間。

T2=右行撞限后的運行時間。

T1、T2一定要轉換成毫秒為單位參與PLC浮點運算,PLC不能運算小數點以后的值。

T1、T2 只在運行時運算,參數設定和故障不運算。

2. 操作臺


3. 系統框圖


 

 

 

 

 

 

 

4. 觸摸屏顯示

4.1 開機畫面

4.2 系統狀態顯示

4.3 工藝參數

4.4 線速度

4.5 積線重量(比重、周長)

4.6 系統故障顯示優先

5. 各機組電氣連接點

5.1 操作面板

5.1.1 按扭開關

5.1.1.1 電源開——系統的總電源開關,變頻器、PLC、觸摸屏等供電。

5.1.1.2 電源關——系統的總電源關。

5.1.1.3 啟動——啟動拉絲拔絲變頻器,收卷變頻器自動跟隨拉絲拔絲變頻器運行,排線機變頻器自動跟隨收卷變頻器運行。

5.1.1.4 停車——拉絲拔絲變頻器停車,收卷變頻器、排線機變頻器自動跟隨拉絲拔絲變頻器停車。

5.1.1.5 故障復位——變頻器的故障排除后,復位變頻器故障,允許變頻器重新再運行。

5.1.1.6 換卷復位——錐型工字輪收線滿徑時,換新卷時復位,層數N置1。

5.1.2 自鎖開關

3.1.2.1 緊急停止——系統出現緊急情況時,變頻器自由停車,收卷變頻器抱剎停車。

5.1.3 顯示

5.1.3.1 故障報警指示——變頻器故障時,聲光報警。

5.1.3.2 觸摸屏顯示器——L1、H1、L2、H2、D1、D2、Fe、C、 N0、Fmin、K(計米輪周長)設定,工作狀態、故障等。

5.1.4 電位器

5.1.4.1 速度電位器——拉絲機線速度給定,拉絲拔絲變頻器模擬電壓VS給定。

5.1.4.2 排線間距調整電位器——調整排線機變頻器的速度,使不同線徑的排線基本緊密。對于同一線徑的排線,調整好后,此電位器不需再操作。

5.2 系統輸入

5.2.1.1 左限開關S1——撞限后延遲T1時間后,向右運行。

5.2.1.2 左限開關S2——撞限后延遲T2時間后,向左運行。

5.2.1.3 排線FDT——1HZ排線變頻器FDT有效后,才開始計算T1、T2。

5.2.1.4 變頻器故障——拉絲、收卷、排線任一變頻器故障。

5.2.1.5 計米輸入——收線長度。

5.2.2 輸出

5.2.2.1 排線機正反轉——向右為正轉,向左為反轉。

5.2.2.2 計米到停車——或滿盤停車。

5.3 變頻器連線


大致外圍配置需要:變頻器、PLC、觸摸屏(文本顯示器)、光電旋轉編碼器、通訊模塊。

    總結要領:

    要得到排線的任意位置精確控制,必須控制非精密排線的排距,只有控制了排距,才可能控制好排線需要控制的排布位置,當然,精密排線就不必要對排距去進行刻意控制了.因為精密排線的排距已經自然生成了,受收線盤長度的控制.



2017年07月27日

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關于異性形收線盤排線控制的設計實施細則

在拉絲、改拔、成纜、成卷等行業,很廣泛的應用到收線、排線控制,收線一般來說無怪乎張力控制收線、力矩收線、恒線速度收線。這兩種模式主打。

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