CN107010475A - 一种用于电缆生产的紧密收线设备及其排线补线方法 - Google Patents

Abstract

一种用于电缆生产的紧密收线设备及其排线补线方法，包括机架以及分别安装在机架上的拉丝机、连续退火设备、电位器、舞蹈轮、排线装置、收线装置，其中，拉丝机和连续退火设备一体设置；排线装置包括排线伺服交流电机、滚珠丝杠和导线轮，排线伺服交流电机通过联轴器连接滚珠丝杠，滚珠丝杆通过丝母连接导线轮。排线采用精密滚珠丝杠直线导轨传动，排线伺服交流电机控制，排线节距及行程自动计算；收线盘加紧/放松采用气动控制安全可靠；采用锥型可拆卸的收线盘，实现了紧密型收线成型，筒体收缩式，采用捆轧带捆轧，热缩薄膜密封式包装，大大提高了电缆的生产效率，降低了企业的生产成本，提高了电缆的生产质量。

Description

一种用于电缆生产的紧密收线设备及其排线补线方法

技术领域：

本发明涉及一种用于电缆生产的紧密收线设备及其排线补线方法。

背景技术：

目前，电缆生产时使用的收线机构，均由旋转驱动装置带动锥型收线盘旋转，锥型收线盘通过旋转将电缆缠绕在锥型收线盘外表面，锥型收线盘在旋转过程中没有轴向运动，进而使缠绕在锥型收线盘外面的电缆过于集中，锥型成品铜丝在使用过程中极易坍塌，造成中途停车及原材料浪费，并且对锥型收线盘和电缆本身都造成一定程度的损坏，大大降低了电缆的生产效率，提高了电缆的生产成本，降低了电缆的生产质量。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种用于电缆生产的紧密收线设备及其排线补线方法，结构设计合理，排线节距及行程自动计算；收线盘加紧/放松采用气动控制安全可靠；实现了紧密型收线成型，大大提高了电缆的生产效率，降低了企业的生产成本，提高了电缆的生产质量，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于电缆生产的紧密收线设备，包括机架以及分别安装在机架上的拉丝机、连续退火设备、电位器、舞蹈轮、排线装置、收线装置，其中，拉丝机和连续退火设备一体设置；排线装置包括排线伺服交流电机、滚珠丝杠和导线轮，排线伺服交流电机通过联轴器连接滚珠丝杠，滚珠丝杆通过丝母连接导线 轮；收线装置包括收线盘、收线电机、传动带轮和变频器，收线电机和收线盘相连接，变频器和收线电机相连接；电位器、舞蹈轮、排线伺服交流电机、收线盘、收线电机和变频器分别与带有触摸屏的PLC控制***相连。

在传动带轮和变频器的外侧设有一防护罩。

用如上所示的用于电缆生产的紧密收线设备排线补线方法，主要包括以下步骤：

(1)、将拉丝机上的铜丝依次通过拉丝机、舞蹈轮、滚珠丝杠、导线轮后引至收线盘；

(2)、启动PLC自动控制***，通过触摸屏控制排线伺服交流电机回原点确定收线盘零点位置，通过触摸屏设定收线盘两端位置；然后设定收卷铜丝线径，PLC自动控制***根据线盘大小自动运算出排线层数、补线层数和位置；

(3)、收线；收线盘由收线电机控制，收线电机由变频器控制，PLC控制***做PID正向动作调整，电位器输出信号为PID输入值，目标值为舞蹈轮在中间位置电位器值；当拉丝机反馈的速度越快变频器控制收线电机速度越快，舞蹈轮在目标值位置上下波动，根据波动幅度和频率调整比例增益及积分时间从而达到实时跟踪拉丝机速度的目的，以保证速度匹配，使位于拉丝机上的铜丝不易拉断；

(4)、排线、补线；排线装置的导线轮自动从收线盘一端运动到另一端，来回往复运动，其速度由收线电机转速决定；排线装置是排线伺服交流电机传动的，其排线的位置和线速都可以得到精确的定位和控制，收线装置上的收线盘转动一圈排线装置上的导线轮运动一个线径，PLC自动控制***利用RS485与收线电机变频器通讯获取收线电机的转速，通过PLC自动控制***控制排线伺服交流电机，收线电机每转动一圈排线装置上的导线轮就运动一个线径距离， 误差可以精确到微米，使收线盘紧密收线。

本发明采用上述方案，采用PLC+人机界面协调控制，45KW交流电机+变频器驱动，排线采用精密滚珠丝杠直线导轨传动，排线伺服交流电机控制，排线节距及行程自动计算；收线盘加紧/放松采用气动控制安全可靠；采用锥型可拆卸的收线盘，实现了紧密型收线成型，筒体收缩式，采用捆轧带捆轧，热缩薄膜密封式包装，大大提高了电缆的生产效率，降低了企业的生产成本，提高了电缆的生产质量。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为收线电机收线速度调节示意图。

图3为成品铜丝效果图。

图中，1、拉丝机，2、连续退火设备，3、电位器，4、舞蹈轮，5、排线伺服交流电机，6、滚珠丝杠，7、导线轮，8、收线盘，9、收线电机，10、变频器，11、PLC控制***，12、防护罩。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

如图1-2所示，一种用于电缆生产的紧密收线设备，包括机架以及分别安装在机架上的拉丝机1、连续退火设备2、电位器3、舞蹈轮4、排线装置、收线装置，其中，拉丝机1和连续退火设备2一体设置；排线装置包括排线伺服交流电机5、滚珠丝杠6和导线轮7，排线伺服交流电机5通过联轴器连接滚珠丝杠6，滚珠丝杆通过丝母连接导线轮7；收线装置包括收线盘8、收线电机9、传动带轮和变频器10，收线电机9和收线盘8相连接，变频器10和收线电机9相连接；电位器3、舞蹈轮4、排线伺服交流电机5、收线盘8、收线电机9和变频器10分别与带有触摸屏的PLC控制***11相连。

在传动带轮和变频器10的外侧设有一防护罩12。

用如上所示的用于电缆生产的紧密收线设备排线补线方法，主要包括以下步骤：

(1)、将拉丝机1上的铜丝依次通过拉丝机1、舞蹈轮4、滚珠丝杠6、导线轮7后引至收线盘8；

(2)、启动PLC自动控制***，通过触摸屏控制排线伺服交流电机5回原点确定收线盘8零点位置，通过触摸屏设定收线盘8两端位置；然后设定收卷铜丝线径，PLC自动控制***根据线盘大小自动运算出排线层数、补线层数和位置；

(3)、收线；收线盘8由收线电机9控制，收线电机9由变频器10控制，PLC控制***11做PID正向动作调整，电位器3输出信号为PID输入值，目标值为舞蹈轮4在中间位置电位器3值；当拉丝机1反馈的速度越快变频器10控制收线电机9速度越快，舞蹈轮4在目标值位置上下波动，根据波动幅度和频率调整比例增益及积分时间从而达到实时跟踪拉丝机1速度的目的，以保证速度匹配，使位于拉丝机1上的铜丝不易拉断；

(4)、排线、补线；排线装置的导线轮7自动从收线盘8一端运动到另一端，来回往复运动，其速度由收线电机9转速决定；排线装置是排线伺服交流电机5传动的，其排线的位置和线速都可以得到精确的定位和控制，收线装置上的收线盘8转动一圈排线装置上的导线轮7运动一个线径，PLC自动控制***利用RS485与收线电机9变频器10通讯获取收线电机9的转速，通过PLC自动控制***控制排线伺服交流电机5，收线电机9每转动一圈排线装置上的导线轮 7就运动一个线径距离，误差可以精确到微米，使收线盘8紧密收线。

以铜丝线径2.6mm为例：

线盘长度L＝590mm；线盘小头直径D2＝525mm

排线线径D0；最大补线次数n1

线盘直径D＝1000mm；最大排线次数n2

线盘大头直径D1＝610mm；补线位置Ln

补线高度b＝nD0

铜线排线计算程序为：

铜丝排满收线盘8最大排线来回次数

n2＝(D-D1)/4D0＝(1000-610)/4D0＝97.5/D0

n2即为铜丝排线循环次数。

铜丝排满收线盘8后补平椎体程序：

最大补线来回次数n1＝(D1-D2)/4D0＝(610-525)/4D0＝21.25/D0

补线高度b＝nD0

根据三角函数可得：(L-Ln)/L＝b/a

补线位置Ln＝(La-bL)/a＝(La-nD0L)/a＝L-nD0L/a＝590-13.9nD0

铜丝线径D0＝2.6mm

最大补线来回次数n1＝(D1-D2)/4D0＝(610-525)/4D0＝21.25/D0＝8次

第一次补线位置L1＝590-13.9nD0＝553.86mm

第二次补线位置L2＝590-13.9nD0＝517.72mm

第三次补线位置L3＝590-13.9nD0＝481.58mm

第四次补线位置L4＝590-13.9nD0＝445.44mm

第五次补线位置L5＝590-13.9nD0＝409.3mm

第六次补线位置L6＝590-13.9nD0＝373.16mm

第七次补线位置L7＝590-13.9nD0＝337.02mm

第八次补线位置L8＝590-13.9nD0＝300.88mm

铜丝排满线盘最大排线来回次数

n2＝(D-D1)/4D0＝(1000-610)/4D0＝97.5/D0＝37次

铜丝线径为2.6mm时，来回排线37次锥型收线盘8布满铜丝，补线8次可把锥型收线盘8锥度补齐；每次补线位置Ln和补线次数呈函数关系；利用交流伺服电机定位特点补8次位置即可把锥度补平。最后成品铜丝拆盘打包、热缩包膜等工序完成成品铜丝生产。

如图3所示：实线为补线部分，铜丝从内侧抽丝当抽完虚线部分时，成品丝下头粗上头细，与锥型成品铜线上头粗下头细相比经这种方式补线后铜丝不易坍塌。

铜杆经过铜拉丝机1变成铜丝，铜丝经过连续退火设备2进行连续退火，舞蹈轮4、电位器3反馈铜拉丝机1的速度，舞蹈轮4的位置根据铜拉丝机1出线的速度可以自动调节，用电位器3来反馈，变频器10调节主电机。收线盘8由收线电机9控制，收线电机9由变频器10控制，PLC控制***11做PID正向动作调整，电位器3输出信号为PID输入值，目标值为舞蹈轮4在中间位置电位器3值；当拉丝机1反馈的速度越快变频器10控制收线电机9速度越快，舞蹈轮4在目标值位置上下波动，根据波动幅度和频率调整比例增益及积分时间从而达到实时跟踪拉丝机1速度的目的，以保证速度匹配，使位于拉丝机1上 的铜丝不易拉断；排线装置的导线轮7自动从收线盘8一端运动到另一端，来回往复运动，其速度由收线电机9转速决定；排线装置是排线伺服交流电机5传动的，其排线的位置和线速都可以得到精确的定位和控制，收线装置上的收线盘8转动一圈排线装置上的导线轮7运动一个线径，PLC自动控制***利用RS485与收线电机9变频器10通讯获取收线电机9的转速，通过PLC自动控制***控制排线伺服交流电机5，收线电机9每转动一圈排线装置上的导线轮7就运动一个线径距离，误差可以精确到微米，使收线盘8紧密收线。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种用于电缆生产的紧密收线设备，其特征在于：包括机架以及分别安装在机架上的拉丝机、连续退火设备、电位器、舞蹈轮、排线装置、收线装置，其中，拉丝机和连续退火设备一体设置；排线装置包括排线伺服交流电机、滚珠丝杠和导线轮，排线伺服交流电机通过联轴器连接滚珠丝杠，滚珠丝杆通过丝母连接导线轮；收线装置包括收线盘、收线电机、传动带轮和变频器，收线电机和收线盘相连接，变频器和收线电机相连接；电位器、舞蹈轮、排线伺服交流电机、收线盘、收线电机和变频器分别与带有触摸屏的PLC控制***相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于电缆生产的紧密收线设备，其特征在于：在传动带轮和变频器的外侧设有一防护罩。

3.根据权利要求1或2所述的用于电缆生产的紧密收线设备排线补线方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

(1)、将拉丝机上的铜丝依次通过拉丝机、舞蹈轮、滚珠丝杠、导线轮后引至收线盘；

(2)、启动PLC自动控制***，通过触摸屏控制排线伺服交流电机回原点确定收线盘零点位置，通过触摸屏设定收线盘两端位置；然后设定收卷铜丝线径，PLC自动控制***根据线盘大小自动运算出排线层数、补线层数和位置；

(3)、收线；收线盘由收线电机控制，收线电机由变频器控制，PLC控制***做PID正向动作调整，电位器输出信号为PID输入值，目标值为舞蹈轮在中间位置电位器值；当拉丝机反馈的速度越快变频器控制收线电机速度越快，舞蹈轮在目标值位置上下波动，根据波动幅度和频率调整比例增益及积分时间从而达到实时跟踪拉丝机速度的目的，以保证速度匹配，使位于拉丝机上的铜丝不易拉断；

(4)、排线、补线；排线装置的导线轮自动从收线盘一端运动到另一端，来回往复运动，其速度由收线电机转速决定；排线装置是排线伺服交流电机传动的，其排线的位置和线速都可以得到精确的定位和控制，收线装置上的收线盘转动一圈排线装置上的导线轮运动一个线径，PLC自动控制***利用RS485与收线电机变频器通讯获取收线电机的转速，通过PLC自动控制***控制排线伺服交流电机，收线电机每转动一圈排线装置上的导线轮就运动一个线径距离，误差可以精确到微米，使收线盘紧密收线。