CN112404153A - 一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，假设无滑拉丝机的拉丝部包括N个拉丝单元，N大于等于1，且N为整数；步骤包括：根据需求，选择无滑拉丝机的拉丝部中的任意h个拉丝单元，1≤h≤N，且h为整数，被选择的各拉丝单元中，按照从前往后的穿线顺序，最后一个拉丝单元成为主动驱动拉丝单元，该主动驱动拉丝单元的驱动轮的转速为设定值，被选择的各拉丝单元中的其余拉丝单元为从动驱动拉丝单元；计算被选择的各拉丝单元中各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速；将计算好的各从动驱动拉丝单元中驱动轮的转速赋予控制该驱动轮的伺服电机。上述方法可将拉丝部中的所有拉丝单元进行任意组合，根据实际需求任意选择拉丝单元和其数量。

Description

一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法
技术领域
本发明涉及无滑拉丝机技术领域，尤其涉及一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法。
背景技术
微细无滑拉丝机(non-slip wire drawing machine)用于拉制各种微细线，对眼模的要求不高，由于驱动轮和线材之间无滑动，所以拉制的线材表面质量好。微细无滑拉丝机的结构如图1所示，线材的拉拔通过张力摆杆的摆动的控制，使各个独立的驱动轮严格与拉丝速度同步，线材和驱动轮之间不易产生滑动摩擦，实现无滑动拉拔；无滑拉拔使线材塑形形变时应力均匀，可抑制线材表面划伤或断线，并可高速运转。微细无滑拉丝机专门用于微细线的拉制，有表面质量高，张力小的特点。
无滑拉丝机的拉丝部通常包括若干个拉丝单元，如图1所示的无滑拉丝机的拉丝部包括十个拉丝单元，图2为一个拉丝单元的结构图。每个拉丝单元包括一个眼模进线轮13、一个眼模出线轮14、一个用于放置和润滑眼模的眼模槽15，一个驱动轮16、一个从动轮17，一套张力机构18，一个摆杆19。
在现有技术中，第十个拉丝单元(即拉丝部的最后一个拉丝单元)为主动驱动拉丝单元，其按设定的速度定速运转，不受摆杆的控制。其他九个拉丝单元为从动驱动拉丝单元，可以通过张力摆杆的摆动调节转速，来达到无滑从动。
市面上的无滑拉丝机在使用时，只能从后面向前连续选择几个拉丝单元，不能间隔的选择，且最后一个拉丝单元必须被选择。以拉丝部包括十个拉丝单元为例，市面上的无滑拉丝机拉丝部的各个拉丝单元组合方式如下：
1)使用十个眼模时，选择第一～十个拉丝单元；
2)使用九个眼模时，选择第二～十个拉丝单元；
3)使用八个眼模时，选择第三～十个拉丝单元；
……
10)使用一个眼模时，选择第十个拉丝单元。
当只使用一个拉丝单元时，只能使用第10个拉丝单元(主动驱动拉丝单元)；使用两个时，只能使用第九个拉丝单元和第十个拉丝单元；使用三个时，只能使用第八个拉丝单元、第九个拉丝单元和第十个拉丝单元。
微细无滑拉丝机所拉制的丝线特别细，眼模孔特别小，所以眼模穿线困难，耗时较长且易断线。在实际使用市面上现有的无滑拉丝机的过程中，通常会出现以下几种情况：
第一种情况：例如，计划生产的丝线，共需要十个拉丝单元。但当穿线到第八个拉丝单元时，由于丝线和眼模的不确定性，会频繁出现断线或穿眼模无法完成穿线。现有的无滑拉丝机不能直接跳过后面的两个拉丝单元，改为八眼模操作。只能将穿好的八个眼模拆掉，将眼模从眼模槽中取出，依次平移到后面的眼模槽中，将已经穿好的丝线断掉，重新穿模。而微细线材由于丝线太细，眼模穿线困难，这种方式耗时费力，降低了生产效率。
第二种情况，用户在使用微细无滑拉丝机时，使用的拉丝单元数量是不确定的，有时只会使用其中的几个拉丝单元，特别是拉制电镀线时，因为镀层的厚度不一，有时甚至只会使用一个拉丝单元进行拉制。市面上现有的无滑拉丝机，只能从最后的主动驱动拉丝单元开始选择向前的连续k个拉丝单元，无论使用几个拉丝单元，最后的主动驱动拉丝单元都必须要使用。这样就造成了后面的几个拉丝单元使用频率高，驱动轮的磨损情况严重。由于微细无滑拉丝机所拉的丝线非常细，并且对丝线表面质量要求很高。所以后面的几个拉丝单元就需要频繁的更换驱动轮，增加了设备的维护成本，降低了生产效率。
第三种情况：因为现有技术中的无滑拉丝机的拉丝单元组合的选择方法必须是从最后面的第十个拉丝单元开始选择，当选用多个拉丝单元时，必须依次选用相邻的拉丝单元。在试验新的材质的线材时，由于新丝线材质的不确定性，不能确定所需的拉丝单元数量，需要使用者预估拉丝单元组合的选择方式，如果预估的情况与实际情况不符，只能将穿好的线断掉重新穿线，多加或少加眼模组只能平移眼模组，一旦平移眼模组就只能将穿好的丝线断掉重新穿线。而微细线材由于线材太细，眼模穿线困难，重新穿线则耗时耗力。
第四种情况：当第十个(最后一个)拉丝单元出现故障时，整台设备就无法运转。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出了一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，以便可以将拉丝部中的所有拉丝单元进行任意组合，可以根据实际需求任意选择拉丝单元和拉丝单元的数量。
为了实现上述目的，本申请提出了一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，包括以下步骤：其中，假设无滑拉丝机的拉丝部包括N个拉丝单元，N大于等于1，且N为整数；
步骤1、根据需求，选择无滑拉丝机的拉丝部中的任意h个拉丝单元，1≤h≤N，且h为整数，被选择的各拉丝单元中，按照从前往后的穿线顺序，最后一个拉丝单元成为主动驱动拉丝单元，该主动驱动拉丝单元的驱动轮的转速为设定值，不受该拉丝单元摆杆的控制，被选择的各拉丝单元中的其余拉丝单元为从动驱动拉丝单元；
步骤2、根据所拉线材的材质，设定被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm，1≤m≤h，且m为整数，当m＝1时，R1代表被选择的第一个拉丝单元的眼模减面率，以此类推，当m＝h时，Rh代表被选择的最后一个拉丝单元的眼模减面率，被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm是已知量；
步骤3、根据公式
Figure BDA0002693877790000031
计算被选择的各个拉丝单元的线径，其中Dm为被选择的第m个拉丝单元的线径，Dm-1为被选择的第(m-1)个拉丝单元的线径，当m＝1时，D0对应着放线单元的放线线径，其为已知量，根据D0可以计算出D1，以此类推，可以计算出Dm；
步骤4、根据秒流量相等原则，被选择的各拉丝单元中相邻的两个拉丝单元之间的线速度关系为：
Figure BDA0002693877790000041
其中，V m-1表示被选择的第(m-1)个拉丝单元的线速度；Vm表示被选择的第m个拉丝单元的线速度；当m＝h时，Vh表示被选择的各拉丝单元中，最后一个拉丝单元的线速度，所述最后一个拉丝单元为主动驱动拉丝单元，其驱动轮的转速为已知量，根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure BDA0002693877790000042
计算出最后一个拉丝单元的线速度Vh，其中nm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的转速，dm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的直径，其为已知量；因此根据Vh可以计算出被选择的各拉丝单元中与最后一个拉丝单元相邻的前一个拉丝单元的线速度，以此类推，可以计算出Vm，当m＝1时，V0对应着放线单元的线速度；
步骤5、根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure BDA0002693877790000043
计算被选择的各拉丝单元中各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速；
步骤6、将计算好的各从动驱动拉丝单元中驱动轮的转速赋予控制该驱动轮的伺服电机。
在一些实施例中，还包括步骤7、通过各从动驱动拉丝单元中的摆杆来调节该拉丝单元中驱动轮的转速。
本申请的该方案的有益效果在于上述无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法可以将拉丝部中的所有拉丝单元进行任意组合，可以根据实际需求任意选择拉丝单元和拉丝单元的数量。上述方法具有以下优点：1)使拉丝单元的选择变得容易和灵活，特别是对于新材料，当对材料的机械性能认识不足、不知道能用几个拉丝单元的时候，就可以从前面的拉丝单元依次向后穿线，无论选择哪个拉丝单元穿线都可以进行拉丝操作；2)各个拉丝单元可以任意组合使用，这样可以使驱动轮和各个导线轮磨损均匀，能够延长导线轮的使用寿命，提高线材的表面质量；3)不再固定的将拉丝部中最后一个拉丝单元定义为唯一主动驱动拉丝单元，而是将被选择的拉丝单元中的最后一个拉丝单元定义为主动驱动拉丝单元，更加灵活，这样当某个拉丝单元出现问题时，可及时跳过该拉丝单元，用其他单元替代，不会影响生产。
附图说明
图1示出了现有技术中无滑拉丝机的结构示意图。
图2示出了现有技术中拉丝单元的结构示意图。
附图标记：1-第一拉丝单元；2-第二拉丝单元；3-第三拉丝单元；4-第四拉丝单元；5-第五拉丝单元；6-第六拉丝单元；7-第七拉丝单元；8-第八拉丝单元；9-第九拉丝单元；10-第十拉丝单元；11-放线部；12-收线部；13-眼模进线轮；14-眼模出线轮；15-眼模槽；16-驱动轮；17-从动轮；18-张力机构；19-摆杆。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请的具体实施方式作进一步的说明。
本申请所涉及的无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，包括以下步骤：其中，假设无滑拉丝机的拉丝部包括N个拉丝单元，N大于等于1，且N为整数；
步骤1、根据需求，选择无滑拉丝机的拉丝部中的任意h个拉丝单元，1≤h≤N，且h为整数，被选择的各拉丝单元中，按照从前往后的穿线顺序，最后一个拉丝单元成为主动驱动拉丝单元，该主动驱动拉丝单元的驱动轮的转速为设定值，不受该拉丝单元摆杆的控制，被选择的各拉丝单元中的其余拉丝单元为从动驱动拉丝单元。
例如拉制镀钯线，需要用两个拉丝单元，现有技术中只能固定选择最后两个拉丝单元，本申请所涉及的方法中可以在所有拉丝单元中任意选择两个拉丝单元，被选择的两个拉丝单元中最后一个拉丝单元为主动驱动拉丝单元。在具体的应用过程中，每次拉制某一种线材，所选择的拉丝单元的组合和拉丝单元的数量根据需求而定。
无滑拉丝机通过打开/关闭对应拉丝单元的使能开关，可随意选择/禁止拉丝单元。未被选择的拉丝单元的摆杆落下，该摆杆无法控制对应拉丝单元的驱动轮转动，处于禁止状态。被选择的拉丝单元处于使能状态，其摆杆可以控制对应拉丝单元的驱动轮转速。但是被选择的拉丝单元中的最后一个拉丝单元成为主动驱动拉丝单元，其驱动轮的转速来自主机设定，不受该拉丝单元摆杆的控制。被选择的拉丝单元中的其他拉丝单元为从动驱动拉丝单元，各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速可经计算得出，并可以通过各拉丝单元的摆杆来调节其驱动轮的转动速度，达到各个轮之间的运转同步。以下步骤为求取各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速的过程。
步骤2、根据所拉线材的材质，设定被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm，1≤m≤h，且m为整数，当m＝1时，R1代表被选择的第一个拉丝单元的眼模减面率，以此类推，当m＝h时，Rh代表被选择的最后一个拉丝单元的眼模减面率。被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm是根据所拉线材的材质设定好的，因此是已知量。
步骤3、根据公式
Figure BDA0002693877790000061
计算被选择的各个拉丝单元的线径，其中Dm为被选择的第m个拉丝单元的线径，Dm-1为被选择的第(m-1)个拉丝单元的线径，当m＝1时，D0对应着放线单元的放线线径，其为已知量，因此根据D0可以计算出D1，以此类推，可以计算出Dm。
这里的线径指的是拉丝单元的出线线径，每个拉丝单元的进线线径都是上一个拉丝单元的出线线径，因此用出线线径来作为每个拉丝单元的一个衡量参数，记作线径。
步骤4、根据秒流量相等原则，被选择的各拉丝单元中相邻的两个拉丝单元之间的线速度关系为：
Figure BDA0002693877790000071
其中，V m-1表示被选择的第(m-1)个拉丝单元的线速度；Vm表示被选择的第m个拉丝单元的线速度；当m＝h时，Vh表示被选择的各拉丝单元中，最后一个拉丝单元的线速度，所述最后一个拉丝单元为主动驱动拉丝单元，其驱动轮的转速为已知量，根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure BDA0002693877790000072
计算出最后一个拉丝单元的线速度Vh，其中nm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的转速，dm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的直径，其为已知量；因此根据Vh可以计算出被选择的各拉丝单元中与最后一个拉丝单元相邻的前一个拉丝单元的线速度，以此类推，可以计算出Vm。当m＝1时，V0对应着放线单元的线速度。
步骤5、根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure BDA0002693877790000073
计算被选择的各拉丝单元中各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速。越往后的拉丝单元，拉制的线越细，对应的驱动轮的转速就越快。
步骤6、将计算好的各从动驱动拉丝单元中驱动轮的转速赋予控制该驱动轮的伺服电机。
还可以设有步骤7、通过各从动驱动拉丝单元中的摆杆来调节该拉丝单元中驱动轮的转速。
在从动驱动拉丝单元中，因为线材不均质、眼模有磨损、眼模堵塞等原因导致的本拉丝单元眼模后的出线长度出现变化时，会通过该拉丝单元中的摆杆的物理缓冲，来快速跟踪丝线变化。然后通过摆杆带动角度传感器，在步骤6所述的驱动轮的转速的基础上，微调该驱动轮的转速。当摆杆上升的时候，对应的驱动轮的转速加大，当摆杆下降的时候，对应的驱动轮的转速下降。通过这种调节，可使摆杆位置保持在设定位置不变，从而做到无滑控制，保证线与导轮之间没有滑动摩擦，只有静摩擦，驱动轮靠静摩擦力将丝线从眼模中拉***。
本申请所涉及的无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法可以将拉丝部中的所有拉丝单元进行任意组合，可以根据实际需求任意选择拉丝单元和拉丝单元的数量。上述方法具有以下优点：1)使拉丝单元的选择变得容易和灵活，特别是对于新材料，当对材料的机械性能认识不足、不知道能用几个拉丝单元的时候，就可以从前面的拉丝单元依次向后穿线，无论选择哪个拉丝单元穿线都可以进行拉丝操作；2)各个拉丝单元可以任意组合使用，这样可以使驱动轮和各个导线轮磨损均匀，能够延长导线轮的使用寿命，提高线材的表面质量；3)不再固定的将拉丝部中最后一个拉丝单元定义为唯一主动驱动拉丝单元，而是将被选择的拉丝单元中的最后一个拉丝单元定义为主动驱动拉丝单元，更加灵活，这样当某个拉丝单元出现问题时，可及时跳过该拉丝单元，用其他单元替代，不会影响生产。

Claims (2)

1.一种无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
其中，假设无滑拉丝机的拉丝部包括N个拉丝单元，N大于等于1，且N为整数；
步骤1、根据需求，选择无滑拉丝机的拉丝部中的任意h个拉丝单元，1≤h≤N，且h为整数，被选择的各拉丝单元中，按照从前往后的穿线顺序，最后一个拉丝单元成为主动驱动拉丝单元，该主动驱动拉丝单元的驱动轮的转速为设定值，不受该拉丝单元摆杆的控制，被选择的各拉丝单元中的其余拉丝单元为从动驱动拉丝单元；
步骤2、根据所拉线材的材质，设定被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm，1≤m≤h，且m为整数，当m＝1时，R1代表被选择的第一个拉丝单元的眼模减面率，以此类推，当m＝h时，Rh代表被选择的最后一个拉丝单元的眼模减面率，被选择的各个拉丝单元的眼模减面率Rm是已知量；
步骤3、根据公式
Figure FDA0002693877780000011
计算被选择的各个拉丝单元的线径，其中Dm为被选择的第m个拉丝单元的线径，Dm-1为被选择的第(m-1)个拉丝单元的线径，当m＝1时，D0对应着放线单元的放线线径，其为已知量，根据D0可以计算出D1，以此类推，可以计算出Dm；
步骤4、根据秒流量相等原则，被选择的各拉丝单元中相邻的两个拉丝单元之间的线速度关系为：
Figure FDA0002693877780000012
其中，Vm-1表示被选择的第(m-1)个拉丝单元的线速度；Vm表示被选择的第m个拉丝单元的线速度；当m＝h时，Vh表示被选择的各拉丝单元中，最后一个拉丝单元的线速度，所述最后一个拉丝单元为主动驱动拉丝单元，其驱动轮的转速为已知量，根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure FDA0002693877780000013
计算出最后一个拉丝单元的线速度Vh，其中nm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的转速，dm表示被选择的第m个拉丝单元的驱动轮的直径，其为已知量；因此根据Vh可以计算出被选择的各拉丝单元中与最后一个拉丝单元相邻的前一个拉丝单元的线速度，以此类推，可以计算出Vm，当m＝1时，V0对应着放线单元的线速度；
步骤5、根据拉丝单元的线速度与该拉丝单元的驱动轮的转速之间的关系
Figure FDA0002693877780000021
计算被选择的各拉丝单元中各从动驱动拉丝单元的驱动轮的转速；
步骤6、将计算好的各从动驱动拉丝单元中驱动轮的转速赋予控制该驱动轮的伺服电机。
2.根据权利要求1所述的无滑拉丝机中拉丝单元的选择及控制方法，其特征在于：还包括步骤7、通过各从动驱动拉丝单元中的摆杆来调节该拉丝单元中驱动轮的转速。
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