微细扁线材生产装备的收放线张力控制.pdf

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1、粤港会议微细扁线材生产装备的收放线张力控制何建文，霍俊超，郭钟宁，刘伟，李远波(广东工业大学，广东广州510006)⋯张力传感器、矢量变频器实现张力控制的基础上，重謦一朗簟肇张力控制；矢量变频器；恒转矩中圉分类号：TM241文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)11-0101-031引言器提供放线器动力，磁粉制动器、轧制电机、收线电机分别由不同的PLC控制。主机系统通过一些参数给定启动三放线和收线器是生产扁线材不可缺少的设备。扁线的个PLC。张力传感器1(2)根据张力浮辊的位置测出张力收卷质量是线材产品成形好坏的关键。特别对于工业上的信号并通过张力放

2、大电路反馈到PLC1(2)上，当浮辊位大批量生产，现有的手动绕线机已不能满足微细扁线收卷的要求．必须通过电动收放线以实现自动化生产。在放线置下降时，PLC1、2根据所采集的张力信号给出脉冲使磁粉制动器和收线电机加速，从而通过张力的变化调速实现和收线过程中保持一定张力才能使收线均匀且线材不易被放线、轧制、收线的速度一致。拉断，故张力控制是整个收放线过程的关键。此方案具有可用励磁电流简单传递转矩、张力和速度2张力控制方案介绍本文的扁线成形工艺采用轧制法，通过步进电机驱动轧辊转动实现。轧制后的扁线通过C型光杆排线器的轴向移动均匀地分布到绕线筒上，排线器的旋转轴与收卷轴用同

3、步带传动，收卷轴与电动机之间用同步带和联轴器连接。为了线材在轧制过程中保持一定张力。防止放线时因轧制速度改变而造成的速度波动，收放线均采用电动装置。参照现有纺织、印刷生产设备。总结出三种可参考的方案。第一种是采用磁粉制动器和磁粉离合器的张力控制方案；第二种是采用张力传感器采集信号并通过张力控制器控制张力；第三种是用矢量变频器和编码器实现恒张力控制。2．1磁粉制动器、离合器张力控制方案其工作原理如图l所示，磁粉制动图1磁粉制动器、离合器张力控制方案原理图收稿日期：2010—10—18会议论文均可调的优点。但用磁粉制动器进行收卷张力控制，限制过在放线与轧制间的张力轮位置

4、的变化使电位器所采集的线了设备的运行速度，也浪费了能源，而且由于磁粉本身使位置信号反馈至变频器，从而根据轧制速度的变化来调整用寿命的原因，造成了故障率较高的情况。放线速度酗。辊轮与收线器之间的PG编码器E1测量轧制后2．2张力传感器张力控制方案的线速度。然后将速度信号送入PLC并经处理后送至变频在轧制前后的部分加张力传感器，属于靠速度差来调器。装在收线电机尾部的PG编码器与变频器连接，使得节张力的PID控制。此方案的T作原理大致与上一方案相E2测到的转速信号能送入变频器，通过两个测到的信号运同，放线和收线均使用伺服电机调速如同2所示．张力算得到的卷径进行张力控制。卷

5、径信号与线速度、转速信控制器由张力传感器检测张力，控制器把张力数据处理后号的关系可用下式表示：输出标准模拟量电压经A／D转换后给PLC，PLC用此信号d=s×．n与预设值对比，依据对比情况适时调整放线电机M3或收式中，为定常系数，为检测到的线速度。n为收卷线电机M2的转速。轧制和收线电机均由一个PLC控制．电机的实际运行转速．，来源于PG编码器E2的信号和收通过人机界面实现智能启动。卷电机减速器的传动比。变频器根据卷径的值来调节频率，从而对收线电机调速和实现恒张力控制。变频器的张力控制采用恒转矩模式。恒转矩控制就是光杆排线器收线器随着收卷半径的增大，输出电流会增大。

6、当转矩恒定时，u—_—卜u—转速就会降低，此种模式使线速度不变，张力恒定，转速辊轮张力他感器—一逐渐下降。在对变频器的调试时先对电机进行自整定，将电机的传动机构袭矧。／—广伺服电动机定子电感、定子电阻等参数读人变频器，并设定正常张力电lLJ、步进电动机M3电机和零速张力(在低速运行时，变频器停止卷径计算)两个M1～／／I驱动器／l驱动器初始值。然后将编码器的信号接至变频器．在变频器上设定编码器的线数，再给定频率和启停控制。图2张力传感器张力控制方案原理图2_3．2方案特点编码器采集速度信号反馈给变频器，运行频率总是在此方案通过张力信号采集从而使收线电机变速，具有参考

7、编码器的反馈速度。在程序中设定空芯卷径和最大卷测量范围宽，线性好的优点。但电气设备、程序较为复径的数值，通过电机尾部所加的编码器产生的脉冲量对收杂，需要调速单元较多，价格昂贵，开发周期长。且张力卷电机进行速度调节。此方案能真正达到恒张力控制，收不稳定，电气调速单元要求响应快，系统容易震荡，容易卷过程稳定，更有利于收线的均匀性和扁线直线度的保影响收线的质量。同时不能吸收张力的峰值．受到强干扰持。变频器的开环控制不能适应过大的瞬时收线速度与轧时，系统不及作出反应。制速度差所造成的张力震荡．但加上编码器的闭环控制能2．3变频器张力控制方案很好地改善这一缺陷。用变频器做