專利名稱：衡張力高噸位立式繞線自控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬線材制品工藝中所用的衡張力高噸位立式繞線自控裝置。
二背景技術：
目前國內在用的金屬線材生產繞線裝置繞線輪都是臥式安裝，占地面積大，繞線輪的重心在水平方向，牽引輪轉動的力大，易把細線材拉斷，所以把繞線輪設計較小，輪的繞線容量只有0.2-1噸，在生產過程中經常人工替換繞線輪，加之繞線工藝設計不合理，自動化程度不高，線材經常拉斷，生產廢品較多，由于繞線輪繞線容量小，拉出的線材比較短，不能滿足市場的需求。
三
發明內容
本實用新型的目的是提供一種衡張力高噸位立式繞線自控裝置，解決已有技術存在的繞線輪繞線容量小、線材制品比較短、線材制品工藝不合理、自控水平低、線材易拉斷、線材廢品多的問題。
本實用新型的技術方案是通過以下方式實現的本實用新型由五大部分組成輸送繞線裝置補充張力裝置、一次牽引裝置、二次牽引補充張力裝置、接收繞線裝置和PLC編程變頻控制，其特征在于拉制線材逐序將輸送繞線裝置補充張力裝置，一、二次牽引裝置，二次牽引補充張力裝置，接收繞線裝置連在一起，由PLC編程變頻控制；輸送繞線裝置補充張力裝置和一次牽引裝置在線材生產處理裝置左邊，二次牽引裝置、補充張力裝置、接收繞線裝置在線材生產處理裝置右邊；
輸送線材裝置和接收線材裝置的結構相同，繞線輪垂直坐在底座的中心，輪軸通過軸承垂直插坐在底座的中心，在底座上設有變頻電機，在電機減速器輸出軸上設有鏈條傳動輪與繞線軸套水平對應處設有的鏈條傳動輪構成鏈條傳動輪總成，在軸套上的鏈條傳動輪的下方設有制動裝置；一次牽引裝置及補充張力裝置固定在垂直地面的支架上，牽引輪由變頻電機帶動并固定在支架的正上方，導向輪固定在支架的中部的右面，張力均衡輪用擺軸固定在支架的正面的右面，其擺動夾角為60°；二次牽引裝置及補充張力裝置固定在垂直地面的支架上，牽引輪由變頻電機帶動并固定在支架上方的右面，定向輪固定支架正面的中上部，定向導輪固定在支架左側的中部，張力均衡輪通過擺軸固定在支架下部正面的左側，其擺動夾角為60°；收線排線裝置由變頻電機、減速機、排線軸、排線輪、排線架組成，變頻電機、減速機、排線軸三者一字形連接并與垂直地面的支架平行并固定在支架的正面或側面，減速機由變頻電機自帶，改變電機頻率減速，排線軸與電機軸相連，排線軸上設有螺桿，排線架上設有限位軸，限位軸上設有限位器，排線軸兩端設有計數換向器，排線架水平固定在排線軸的兩端，限位器的一端套在限位軸上，另一端套在排線軸上與套在排線軸上的排線輪同步運行；PLC編程變頻控制由PLC編程模塊、集成線路、變頻調節器組成，本裝置的所有控制都設計在控制面板上，面板上的控制點都與PLC的輸入接口相連，PLC的輸出接口與變頻器的功能端聯接，控制板上設有啟動、運行、停止、聯動、單動、緊急停止、制動、儀表顯示、定米、定米復位、故障復位功能。
本裝置與已有技術相比具有以下優點
1、該裝置屬國內外首創，可與國外先進技術相媲美。
2、該裝置繞線容量可達2-3噸，是國內外沒有的。
3、該裝置為立式繞線裝置，改變了傳統的臥式繞線方式，可滿足用戶對產品“長度”的特殊需求，應合了線材“精品”市場的需求。
4、該裝置為高噸位繞線裝置，很大程度上降低了員工的體力勞動。對機械部分、電控部分做了精心設計、編程，達到了滿意的效果。
5、該裝置由五大部分組成A-繞線主動輸送線材裝置(在不同的環境條件下也可做被動輸送線材裝置)；B-補充張力裝置，一次牽引裝置；C-二次牽引裝置、補充張力裝置；D-螺桿排線、接收線材繞線裝置；E-采用變頻器、PLC編程控制，使得A、B、C、D四大部分運行中能完美的達到配合默契，進而使整個生產線運行平穩，達到非常理想的效果。
四

圖1-本實用新型的工藝結構示意圖；圖中4個虛線框表示A、B、C、D四個部分A-輸送繞線裝置B-一次牽引裝置、補充張力裝置C-二次牽引裝置、補充張力裝置D-排線接收繞線裝置1-半成品繞線輪(2-3噸) 2-鏈條傳動輪總成 3-制動裝置 4-主機座總成(參考側視圖) 5-電機、減速機總成 6-導向輪 7-張力均衡導輪總成 8-張力均衡導輪總成配重 9-一次電機、減速機牽引總成 10-二次電機、減速機牽引總成 11-定向導輪 12-張力均衡導輪配重總成 13-定向導輪 14-電機、減速機排線裝置總成 15-半成品或成品繞線輪 16-鏈條傳動輪總成 17-電機、減速機總成 18-主機座總成(參考側視圖) 19-各種處理線材生產裝置 20-衡張力牽引信號傳感器 21-衡張力均衡信號傳感器圖2-圖1中A、B部分的俯視圖；圖3-圖1中A、B部分的側視圖；圖4-圖1中C、D部分的俯視圖；圖5-圖1中C、D的側視圖；圖6-本實用新型的自控電控原理示意圖。
圖6中M1-輸送繞線裝置 M2-一次牽引裝置 M3-二次牽引裝置 M4-接收繞線裝置 M5-排線裝置 B1、B2、B3、B4、B5-變頻器 H1、H2-張力均衡傳感器 Z-張力調節器 S-速度調節器 P-排線手動、自動調節器 L1、L2-類比輸出 PID-PLC功能模塊及線路板 K1、K2-系統控制板面五、實施例為進一步公開本實用新型的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例作進一步描述(如圖1-5所示)如圖1所示本實用新型由輸送繞線裝置A、補充張力一次牽引裝置B、二次牽引補充張力裝置C、排線接收繞線裝置D和PLC編程變頻控制組成，拉制線材逐序將輸送繞線裝置補充張力裝置，一、二次牽引裝置，二次牽引補充張力裝置，接收繞線裝置連在一起，由PLC編程變頻控制，輸送繞線裝置、補充強力裝置、一次牽引裝置在線材生產處理裝置19的左邊，二次牽引裝置、二次牽引補充張力裝置、排線裝置、接收繞線裝置在線材處理裝置右邊。輸送繞線裝置包括一字型排布的若干個帶主機座總成4、鏈條傳動輪總成2、電機減速總成5、制動裝置3的繞線輪1；補充張力裝置包括繞線輪1上的線材繞過的傳向導輪6、張力均衡導輪7及配重塊8；一次牽引裝置9包括牽引線材的牽引輪、電機和減速機；二次牽引裝置10包括牽引輪、電機、減速機；二次補充張力裝置包括定向導輪11、張力均衡導輪配重總成12、定向輪13；接收繞線裝置15包括排線裝置總成14、帶鏈條傳動輪總成16、主機座總成18、電機減速機17的繞線輪15；PLC編程變頻控制包括變頻電機B1、B2、B3、B4、B5、(圖6所示)衡張力傳感器20、21和PLC編程控制。
輸送線材裝置和接收線材裝置的結構相同，如圖1中A和D部分所示，繞線輪垂直1、15坐在底座4、18的中心，輪軸通過軸承垂直插坐在底座的中心，在底座上設有變頻電機5、17，在電機減速器輸出軸上設有鏈條傳動與繞線軸套水平對應處設有的鏈條傳動輪構成鏈條傳動輪總成2、16，在軸套上的鏈條傳動輪的下方設有制動裝置3；一次牽引裝置(如圖3所示)及補充張力裝置固定在垂直地面的支架上，牽引輪9由變頻電機帶動并固定在支架的正上方，導向輪6固定在支架的中部的右面，張力均衡輪8用擺軸固定在支架的正面的右面，其擺動夾角為60°；二次牽引裝置及補充張力裝置(如圖5所示)固定在垂直地面的支架上，牽引輪10由變頻電機帶動并固定在支架上方的右面，定向輪11固定支架正面的中上部，定向導輪13固定在支架左側的中部，張力均衡輪12通過擺軸固定在支架下部正面的左側，其擺動夾角為60°；收線排線裝置14(如圖5左側所示)由變頻電機、減速機、排線軸、排線輪、排線架組成，變頻電機、減速機、排線軸三者一字形連接并與垂直地面的支架平行并固定在支架的正面或側面，減速機由變頻、電機自帶、改變電機頻率減速，排線軸與電機軸相連，排線軸上設有螺桿，排線架上設有限位軸，限位軸上設有限位器，排線軸兩端設有計數換向器，排線架水平固定在排線軸的兩端，限位器的一端套在限位軸上，另一端套在排線軸上與套在排線軸上的排線輪同步運行；
如圖1所示，本裝置工作過程如下將前道工序纏有線材的繞線輪1放到主機4上，起動電源，電機5開始起動，通過鏈輪、鏈條2傳動，使繞線輪旋轉向外輸送線材，電機5固定在主機架4上，在運轉過程中出現斷線時，制動系統3起動，將旋轉的繞線輪1在短時間內停下來。繞線裝置向外輸送線材后，經過傳向導輪6將線材引到張力均衡導輪7上，張力均衡裝置上的8是配重，該裝置主要控制線材運行過程中產生的不平穩，時松時緊狀態，以達到衡張力。一次牽引裝置9將線材拉過來后，經過處理生產裝置19再經過二次牽引裝置10拉出，經過定向導輪11、張力均衡裝置12、定向導輪13、排線裝置14后，到達接收繞線輪15。接收繞線輪15是通過固定在主機架18上的電機17帶動鏈輪、鏈條14傳動使繞線輪旋轉，達到接收線材的目的。排線裝置14是采用變頻調速螺桿將線材有序地纏繞在繞線輪上。
主動輸出繞線裝置、張力均衡裝置7、一次牽引裝置、二次牽引裝置、張力均衡裝置、主動接收繞線裝置，完全是由PLC編程，電信號傳輸來控制各裝置之間速度的匹配，運行中線材波動，由張力均衡裝置做緩解，來達到線材在運行過程中的平穩性、衡張力。進而大大提高了運行速度，保障了小線徑生產的高速度運轉，否則，易出現斷線、亂線，嚴重影響生產的正常運行。
該裝置應用廣泛——其裝置的運轉速度范圍可在0-1200m/min，根據不同的工藝要求，配套于不同性能的輸出、接收的繞線裝置。該裝置還可采用較為先進的液壓制動系統。
本裝置的自控工作原理及工作過程如圖6所示整機速度由二次牽引速度S人為設定或儀表設定本實用新型控制原理如圖6所示，當在系統控制面板K1或K2上按下起動按鈕時，各變頻器及系統上電；啟動端、方向端吸合，旋轉調速旋扭S，二次牽引速度上升。此時，二次牽引變頻器B3類比輸出L2分別送到一次牽引B2、輸送繞線裝置B1接收繞線裝置B4的變頻器速度給定端。它們的速度也跟隨上升。接收繞線裝置變頻器B4的類比輸出，送到排線變頻器B5的速度給定端，排線電機M5開始工作。通過調節排線變頻器B5的給定，旋轉排線P旋扭調節排線速度；一次牽引變頻器B2的類比輸出與輸送繞線裝置M1之間的衡力均衡傳感器H1信號作比較，送入PID調節器中，控制“輸送繞線裝置M1”的速度，使一次牽引M2與輸送繞線裝置M1之間達到橫向衡張力的調節。一次牽引M2與二次牽引M3之間的衡張力是通過調節二次牽引變頻器B2的給定電壓來保持的。同時二次牽引變頻器B3的類比輸出與放置在二次牽引M3與“接收繞線裝置M4”之間的傳感器X信號作比較，送入PID調節器中，控制“接收繞線裝置M4”變頻器B4的給定電壓，從而控制了“接收繞線裝置M4”的速度，實現了二次牽引M3與“接收繞線裝置M4”間的衡張力控制；本系統為方便工藝的操作，設置了牽引M3、接收繞線裝置M4的點動與接收繞線裝置M4的聯動，單動、定速、速度S調節功能，排線P手動與自動調節功能，張力Z調節功能。這些功能主要是通過變頻器的點動頻率，利用PLC的輸出接口對變頻器的啟動端來編程控制，系統控制面板K1、K2上的所有控制按扭，都與PLC的輸入接口相連，PLC的輸出接口與變頻器的功能端聯接，控制系統的啟動、停止、聯動、單動、緊急停止、制動、儀表、定米、定米復位、故障復位等功能。
權利要求1.一種衡張力高噸位立式繞線自控裝置，由輸送繞線裝置補充張力裝置、一次牽引裝置、二次牽引補充張力裝置、接收繞線裝置和PLC編程變頻控制組成，其特征在于拉制線材逐序將輸送繞線裝置補充張力裝置，一、二次牽引裝置，二次牽引補充張力裝置，接收線裝置連在一起，由PLC編程變頻控制；一次牽引裝置在生產處理裝置左邊，二次牽引裝置在生產處理裝置右邊；輸送線材裝置和接收線材裝置的結構相同，繞線輪垂直坐在底座的中心，輪軸通過軸承垂直插坐在底座的中心，在底座上設有變頻電機，在電機減速器輸出軸上設有鏈條傳動輪與繞線軸套水平對應處設有的鏈條傳動輪構成鏈條傳動輪總成，在軸套上的鏈條傳動輪的下方設有制動裝置；一次牽引裝置及補充張力裝置固定在垂直地面的支架上，牽引輪由變頻電機帶動并固定在支架的正上方，導向輪固定在支架的中部的右面，張力均衡輪用擺軸固定在支架的正面的右面，其擺動夾角為60°；二次牽引裝置補充張力裝置固定在垂直地面的支架上，牽引輪由變頻電機帶動并固定在支架上方的右面，定向輪固定在支架正面的中上部，定向導輪固定在支架左側的中部，張力均衡輪通過擺軸固定在支架下部正面的左側，其擺動夾角為60°；收線排線裝置由變頻電機、減速機、排線軸、排線輪、排線架組成，變頻電機、減速機、排線軸三者一字形連接，與垂直地面的支架平行，并固定在支架的正面或側面，減速機由變頻機自帶，靠改變頻率減速，排線軸與電機軸相連，排線軸上設有螺桿，排線架上設有限位軸，限位軸上設有限位器，排線軸兩端設有計數換向器，排線架水平固定在排線軸的兩端，限位器的一端套在排線軸上與套在排線軸上的排線輪同步運行；PLC編程變頻控制由PLC編程模塊、集成線路、變頻調節器組成，本裝置的控制都設計在控制面板上，面板上的控制點都與PLC的輸入接口相連，PLC的輸出接口與變頻器的功能端聯接，控制板上設有啟動、運行、停止、聯動、單動、緊急停止、制動、儀表顯示、定米、定米復位、故障復位功能。
專利摘要一種金屬線材制品工藝中所用的衡張力高噸位立式繞線自控裝置，解決已有技術拉出的線材短、易拉斷的問題。通過補充輸送繞線裝置張力，一、二次牽引，補充二次牽引補充張力，接收繞線和PLC編程變頻控制五步實現的。輸送繞線補充張力是通過繞線輪上的線材繞過的傳向導輪，張力均衡導輪總成及配重塊相互配合實現的。一、二次牽引是通過牽引輪及帶動牽引輪的電機和減速機實現的。二次牽引補充張力是通過定向導輪、張力均衡導輪配重總成相互配合實現的。接收繞線是通過排線裝置，繞線輪帶動繞線輪的帶鏈條傳動輪總成、主機座總成、電機及減速機實現的。PLC編程變頻控制通過控制變頻電機、采集衡張力信號傳感器信號和PLC編程控制實現的。實現了自動化控制，牽引張力均衡。
文檔編號B21C47/02GK2714191SQ20042004062
公開日2005年8月3日 申請日期2004年5月18日 優先權日2004年5月18日
發明者曹越, 曹超, 張長江 申請人:山東天輪鋼絲股份有限公司