1、設(shè)備簡(jiǎn)單介紹

　　拉絲機(jī)俗稱拔絲機(jī)，是拉拔金屬絲的機(jī)械設(shè)備，可以將粗線原料變徑成細(xì)絲并纏繞成卷，供下一道加工工序使用。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，五金加工，石油化工，電線電纜等行業(yè)。

拉絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

　　2、拉絲機(jī)控制原理介紹

拉絲機(jī)原理示意圖

　　拉絲機(jī)設(shè)備可大體分為收排線、拉絲、放線、張力與角度反饋四部分。這其中拉絲是拉絲機(jī)最重要的環(huán)節(jié)，金屬絲通過(guò)電子齒輪的引導(dǎo)再經(jīng)過(guò)模具逐步拉伸。而針對(duì)每一道拉絲工序都需要一臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)，其控制過(guò)程也最為復(fù)雜。下面從三個(gè)方面介紹一下具體工作原理：

　　01、從機(jī)械角度來(lái)分析，是粗線徑的絲線經(jīng)過(guò)一個(gè)小于它線徑的孔洞，被模具擠壓成更細(xì)的絲線。速度與線材直徑的關(guān)系表達(dá)公式：

　　根據(jù)這個(gè)公式可得各個(gè)模具前后線徑與線速度的理論關(guān)系。

　　02、從電氣控制的角度來(lái)看，每一道次模具前后電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以用電子齒輪關(guān)聯(lián)，在規(guī)定一個(gè)拉絲速度的前提下就可以根據(jù)各級(jí)模具和進(jìn)線直徑得來(lái)的電子齒輪比例計(jì)算各級(jí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，如此得到一個(gè)以電子齒輪為核心的基本控制框架。

　　03、在實(shí)際工作過(guò)程中，由于各種誤差的存在，計(jì)算出來(lái)的理論速度并不一定適合，我們添加一個(gè)反饋機(jī)制-張力桿，控制系統(tǒng)快速獲取張力桿角度，使用增量式PID修正算法，計(jì)算出合適的修正值附加在理論值上，修正電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得張力桿始終保持在水平位置，從而各級(jí)拉絲速度平穩(wěn)，少波動(dòng)，不斷線。

　　3、控制方案

　　本案例控制系統(tǒng)采用鳴志(MOONS’)開(kāi)發(fā)的eXtreme系列高性能運(yùn)動(dòng)控制器，該運(yùn)動(dòng)控制器能勝任多種高速高精度的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用場(chǎng)合，集運(yùn)動(dòng)控制、邏輯控制、網(wǎng)絡(luò)通信等功能于一體，是自動(dòng)化解決方案的強(qiáng)大核心。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

　　難點(diǎn)1、多級(jí)電子齒輪耦合，且工藝多變

　　解決方案：控制器程序采用數(shù)組來(lái)表示多個(gè)軸及多個(gè)軸的對(duì)應(yīng)參數(shù)，采用單主軸耦合模式，根據(jù)工藝選擇，動(dòng)態(tài)計(jì)算對(duì)應(yīng)的電子齒輪耦合比例關(guān)系。實(shí)踐檢驗(yàn)，簡(jiǎn)化后的控制方式簡(jiǎn)單可靠好用。

　　難點(diǎn)2、機(jī)械加工等其他因素造成理論計(jì)算的

　　電子齒輪比和實(shí)際會(huì)有偏差

　　解決方案：設(shè)備上增加張力角度傳感器反饋前后拉絲的實(shí)際平穩(wěn)度，通過(guò)PID調(diào)節(jié)，動(dòng)態(tài)調(diào)整電子齒輪比，有效消除機(jī)械加工和其他因素造成的電子齒輪比偏差問(wèn)題。實(shí)踐檢驗(yàn)，經(jīng)PID調(diào)整過(guò)的電子齒輪比能滿足拉絲機(jī)的控制要求。

方案優(yōu)勢(shì)：

　　01

　　- 整套采用鳴志MOONS'的系列產(chǎn)品 -

　　運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)，一站式服務(wù)，縮短開(kāi)發(fā)周期

　　02

　　- 配方功能 -

　　配方功能滿足多種工藝需求，配方參數(shù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，掉電保持;

　　03

　　- 工藝庫(kù) -

　　獨(dú)有拉絲工藝庫(kù)，使用簡(jiǎn)單，控制精準(zhǔn)，能夠有效縮短編程調(diào)試時(shí)間

　　04

　　- 通訊方式 -

　　控制系統(tǒng)通訊方式多樣，滿足項(xiàng)目的多種通訊方式需求。

　　4、總結(jié)

　　拉絲機(jī)整個(gè)系統(tǒng)對(duì)于速度控制要求比較嚴(yán)格，以及控制系統(tǒng)的精度和每個(gè)電機(jī)之間的協(xié)調(diào)性要求較高。整套方案提供一站式服務(wù)，采用鳴志(MOONS')MCX運(yùn)動(dòng)控制器和M3伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制，能實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)，減少傳輸延誤，使得拉絲成品絲線均勻度提升，并有效提升生產(chǎn)效率。