臺達機電產品在鋼絲合股機上的應用

/中達電通股份有限公司 劉紅峰/

臺達機電產品在鋼絲合股機上的應用

/中達電通股份有限公司 劉紅峰/

本文根據鋼絲合股機的控制原理及工藝，提出臺達機電控制系統的主要電氣組件、控制構架以及方案程序的編寫。最后得出結論，使用了臺達機電控制方案的鋼絲合股機，系統控制精度高，操作簡單，可有效提高工作效率。

鋼絲合股機；張力；扁平電纜；自動控制

0 引言

膠管是國民經濟中不可缺少的橡膠制品，其應用范圍廣泛，涉及工程機械、汽車、航空、航海等領域。膠管的廣泛應用，也促進和推動了膠管工業及其生產設備的發展。鋼絲合股機是生產鋼絲液壓膠管的關鍵設備之一，合股的質量直接影響著成品的好壞。合股機主要分張力控制系統和收線控制系統。本文主要介紹臺達機電產品在合股機收線控制系統中的應用。

1 鋼絲合股機簡介

鋼絲合股機是鋼絲編織機的輔助設備，主要作用是為鋼絲編織機提供編織所用線軸。該線軸由多股鋼絲同時繞制而成，鋼絲合股機因此而得名。

現階段在國內市場上，鋼絲合股機主要有兩大類：第一類是主軸轉速恒定，由于卷徑不斷加大，合股機會一直工作在加速運動中，這樣的合股線軸內好外次，合出的線的懸垂度差異較大，不合格產品較多；第二類是恒定線速度，由于線軸從內到外的速度恒定，所以其懸垂度較好，合線的質量高。應用了臺達機電產品的鋼絲合股機屬于第二類。

鋼絲合股機主要分為張力放線部分和收線部分，如圖1所示。

圖1 鋼絲合股機

目前，在國內市場上，合股機的張力機構大體分為兩大類：一類為機械結構控制，一類為電氣控制。機械結構控制多用彈簧或重物，保證所合的每一根線的張力恒定且相等。機械結構的響應性較差，會導致設備在啟停過程中，會有較大的張力波動，導致懸垂度不合格，現在主要應用于低速合股機。電氣配合傳感器控制張力，則在啟停過程中，調整速度快且準確，張力基本恒定，懸垂度較好。此類型機構在高速合股機上應用廣泛。本文介紹的此款機器即采用了電氣張力控制方式，如圖2所示。

圖2 電氣張力控制方式

收線機構由兩部分組成：第一部分為收線主軸，負責驅動線軸卷繞合線；第二部分為扁平電纜機構，在主軸收線的同時將線均勻排布在線軸上。收線機構的所有電控部分都是臺達的機電產品。

2 控制原理

根據該設備的生產工藝和結構，確定控制分為兩部分：第一部分為合股機的定線速度，控制原理是按確定的初始卷徑，根據設定的速度計算出變頻器的初始頻率，然后根據卷徑的增加逐步降低變頻速度，從而保證線速度恒定；第二部分為扁平電纜程序部分，控制原理是通過編碼器計算出線軸的轉速，再通過扁平電纜間距和比例關系，計算出扁平電纜伺服電機的速度，從而使扁平電纜正確。

3 控制構架

根據上述控制工藝及原理，系統控制的主要電氣組件如下表所示，控制構架如圖3所示。

表 系統控制主要電氣組件表

圖3 控制構架

4 程序說明

該方案的程序主要分為PLC程序和HMI程序。

4.1 PLC程序

PLC程序采用WPLsoft編寫，程序總體分為3個關鍵點。

1）PLC與伺服和變頻器通訊程序的編寫。

2）定速程序的編寫。在該段程序中，需要注意初始卷徑和每層增加卷徑的數值。一般情況下，每層卷徑應該是線徑的0.87倍，可通過三角函數關系獲得。

3）排線程序的編寫。

4.2 HMI畫面

在觸摸屏接口的設計中，主要是體現最終客戶的操作習慣和設備廠家對設備調試的掌控。HMI主要分為手動接口、自動接口、參數設備和系統參數設置。本文只對自動運行接口和參數接口做簡單介紹。

“運行接口”的主要功能是顯示，在實際操作中，工作人員帶有手套，不方便觸按觸摸屏，故將常用操作按鍵以按鈕實物的形式安放于醒目并方便操作處，操作人員會依據觸摸屏上的資料對設備進行操作，如圖4所示。“參數接口”主要對工藝參數進行設置如圖5所示。

圖4 運行接口

圖5 參數接口

5 結束語

市場對鋼絲編織型膠管的需求正不斷加大，進而增加了膠管鋼絲編織行業對設備的需求。目前，使用臺達機電控制方案的鋼絲合股機已投入使用，該系統控制精度高，操作簡單，有效提高了工作效率。