台达机电产品在钢丝合股机上的应用

/中达电通股份有限公司 刘红峰/

台达机电产品在钢丝合股机上的应用

/中达电通股份有限公司 刘红峰/

本文根据钢丝合股机的控制原理及工艺，提出台达机电控制系统的主要电气组件、控制构架以及方案程序的编写。最后得出结论，使用了台达机电控制方案的钢丝合股机，系统控制精度高，操作简单，可有效提高工作效率。

钢丝合股机；张力；扁平电缆；自动控制

0 引言

胶管是国民经济中不可缺少的橡胶制品，其应用范围广泛，涉及工程机械、汽车、航空、航海等领域。胶管的广泛应用，也促进和推动了胶管工业及其生产设备的发展。钢丝合股机是生产钢丝液压胶管的关键设备之一，合股的质量直接影响着成品的好坏。合股机主要分张力控制系统和收线控制系统。本文主要介绍台达机电产品在合股机收线控制系统中的应用。

1 钢丝合股机简介

钢丝合股机是钢丝编织机的辅助设备，主要作用是为钢丝编织机提供编织所用线轴。该线轴由多股钢丝同时绕制而成，钢丝合股机因此而得名。

现阶段在国内市场上，钢丝合股机主要有两大类：第一类是主轴转速恒定，由于卷径不断加大，合股机会一直工作在加速运动中，这样的合股线轴内好外次，合出的线的悬垂度差异较大，不合格产品较多；第二类是恒定线速度，由于线轴从内到外的速度恒定，所以其悬垂度较好，合线的质量高。应用了台达机电产品的钢丝合股机属于第二类。

钢丝合股机主要分为张力放线部分和收线部分，如图1所示。

图1 钢丝合股机

目前，在国内市场上，合股机的张力机构大体分为两大类：一类为机械结构控制，一类为电气控制。机械结构控制多用弹簧或重物，保证所合的每一根线的张力恒定且相等。机械结构的响应性较差，会导致设备在启停过程中，会有较大的张力波动，导致悬垂度不合格，现在主要应用于低速合股机。电气配合传感器控制张力，则在启停过程中，调整速度快且准确，张力基本恒定，悬垂度较好。此类型机构在高速合股机上应用广泛。本文介绍的此款机器即采用了电气张力控制方式，如图2所示。

图2 电气张力控制方式

收线机构由两部分组成：第一部分为收线主轴，负责驱动线轴卷绕合线；第二部分为扁平电缆机构，在主轴收线的同时将线均匀排布在线轴上。收线机构的所有电控部分都是台达的机电产品。

2 控制原理

根据该设备的生产工艺和结构，确定控制分为两部分：第一部分为合股机的定线速度，控制原理是按确定的初始卷径，根据设定的速度计算出变频器的初始频率，然后根据卷径的增加逐步降低变频速度，从而保证线速度恒定；第二部分为扁平电缆程序部分，控制原理是通过编码器计算出线轴的转速，再通过扁平电缆间距和比例关系，计算出扁平电缆伺服电机的速度，从而使扁平电缆正确。

3 控制构架

根据上述控制工艺及原理，系统控制的主要电气组件如下表所示，控制构架如图3所示。

表 系统控制主要电气组件表

图3 控制构架

4 程序说明

该方案的程序主要分为PLC程序和HMI程序。

4.1 PLC程序

PLC程序采用WPLsoft编写，程序总体分为3个关键点。

1）PLC与伺服和变频器通讯程序的编写。

2）定速程序的编写。在该段程序中，需要注意初始卷径和每层增加卷径的数值。一般情况下，每层卷径应该是线径的0.87倍，可通过三角函数关系获得。

3）排线程序的编写。

4.2 HMI画面

在触摸屏接口的设计中，主要是体现最终客户的操作习惯和设备厂家对设备调试的掌控。HMI主要分为手动接口、自动接口、参数设备和系统参数设置。本文只对自动运行接口和参数接口做简单介绍。

“运行接口”的主要功能是显示，在实际操作中，工作人员带有手套，不方便触按触摸屏，故将常用操作按键以按钮实物的形式安放于醒目并方便操作处，操作人员会依据触摸屏上的资料对设备进行操作，如图4所示。“参数接口”主要对工艺参数进行设置如图5所示。

图4 运行接口

图5 参数接口

5 结束语

市场对钢丝编织型胶管的需求正不断加大，进而增加了胶管钢丝编织行业对设备的需求。目前，使用台达机电控制方案的钢丝合股机已投入使用，该系统控制精度高，操作简单，有效提高了工作效率。