多丝绕线机设计方案说明———多丝绕线机设计方案说明

［摘要］：在多丝绕线机系统中，采用485总线+端口控制的方式，通过人机触摸屏输入系统参数，系统整体采用多点控制的方式，各驱动器独立自控，又互相配合工作，让系统更加稳定可靠。［关键词］：绕线机 伺服 变频
  
  一、多丝绕线机介绍：
      多丝绕线机是将多条细合金钢丝合成一股比较粗的合金钢丝，然后绕在线骨架上的设备。其工作主要所涉及的技术有，参数计算及设定，主动放，线长测量，等距离排线等。由于是多丝合股并绕，加上钢丝的弹性及刚性较大，因此系统的同步性和拉力范围调节要求较高，整个控制系统相对与单丝绕线机复杂。
  二、绕线机主要技术要求分析：
        绕线机整体框架如下图，分为放线架及测线绕线台。每个放线架可装8盘线，需要多少丝合绕可根据实际情况进行组合。

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  图2  系统简易电气连接图
         在该多丝绕线机系统中，由于放线部分数量较多，为了方便系统的连接及管理，在整体系统中采用485总线+端口控制的方式。通过人机触摸屏输入系统参数，如：放丝保持张力大小、绕线速度，编码器测线系数、绕线线径、绕线长度、排线方式、绕滚个数等。当设好参数后，启动系统绕线，绕线伺服电机慢慢加速至所设速度，各个变频器互相配合，均匀的在绕线电机的拉动下放线；各条丝经滚轮合股后从测线滚上经过，控制器根据编码器发来的信号开始计算绕线长度；排线伺服驱动器根据所绕线的线宽及绕线电机所反馈回来的实时同步位置信号，均匀的左右移动进行排线。当所测的线长等于所设长度时，控制器发出停机信号，停止绕线电机及排线电机，显示的成品数加1，等人工换好钢丝筒后，再按启动键即可继续绕线，如此周而复始进行生产。
  五、           结束语
        该系统采用多点控制的方式，各驱动器独立自控，但又互相之间配合工作，特别是伺服驱动器，不但驱动电机，而且还负责一部分的控制任务，让系统更加稳定可靠。而对于该类的绕线机系统，我们已经在客户那得到了认可，效果极好。

   
   
  图1  绕线机整体机架图
  
系统设计所遇到问题：
  1、   由于合金钢丝直径比较细，而且合金钢丝本身比较硬，在绕制过程中拉紧容易断，绕松了容易跑而且排列不整齐；
  2、   多滚丝同时放线，各滚之间必须得等线速度放线，否则会出现断线，扯线，合股不均匀等的问题；
  3、   在绕制过程中，绕线的速度不能太快，也不能太慢，启动或停止时，不能堵启、堵停刚好适应合金钢丝本身物理特性；
  4、   大卷的合金钢丝筒与小卷合金钢丝筒，在绕的时候线的排列宽度不同，而且合金钢丝在小卷合金钢丝筒上从左到右，从右到左依次循环进行绕制，要保证绕线筒合金钢丝排列整齐，松紧适宜，传动及排线部分必须采用高精度、转速恒定可调的伺服电机。由于精度高，转速恒定可调是通过内部的脉冲信号与外部传感器信号来控制电机转速、起步、运行、停止等工作状态，才能满足工艺及技术要求。
  三、           绕线机设计方案：
        绕线机是根据客户公司提供有关绕线机加工工艺要求及技术要求来进行设计，根据以上工作原理可将绕线机系统分成两个部分，一是放线系统；二是测线系统；三是绕线系统。
   
  1、   放线系统
  根据系统对放线部分的要求，采用主动放线的方式。可选750W变频器+张力传感器的方式，或者采用750W伺服驱动器+张力传感器的方式。两者的区别主要在于控制效果及精度，变频器成本低，但可控范围小；伺服驱动器控制效果好，出线比变频器均匀，但价格贵。张力传感器除了跟驱动器配合闭张力环外，同时还承担断线检测的功能，若断线时驱动器发出断线信号，立刻停止整个绕线系统，防止造成更大损失。因此如果变频器在整体系统绕线效果中达到要求的情况下优选变频器+张力传感器的主动放线方案。
  2、   测线长部分：
  钢丝合成一股钢绳后，进过测线滚，带动编码器旋转，根据编码器输出脉冲的个数即可计算出实际的绕线长度。该部分数据的计算可采用PLC或者我司的专用测长控制卡，实际长度跟所设长度相等时，输出绕线停止信号停止绕线。通过485通信可以更改设定长度及显示当前所绕长度等。
  3、   绕线部分
  在绕线系统中根据客户公司的要求和现有机械的设备的情况下，确定采用两个伺服驱动器来驱动绕线棍和排线棍。其中钢丝筒部分采用1.5KW伺服驱动器跑速度模式拉动钢丝卷绕，其速度根据用户需要自主设定；排线部分主要采用400W伺服驱动器走位置模式，根据绕线伺服的位置进行比例联动的方式绕线，根据线宽及筒长进行排线操作，从右到左、再从左到右依次循环进行绕制，保证绕线筒合金钢丝排列整齐，松紧适宜，排线的数据可通过人机显示屏更改，实现绕线绕法及模式不因机械而固定，可根据用户实际需求绕线。
   
  四、 系统简易电气连接图