CN2594225Y - 金属线材自动卷绕机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种金属线材自动卷绕机，包含卷绕机机体和电气控制部分。机体构造特点是将绕线卷筒7、工作台18等固定安装在动导轨22上，动导转轨22由滚珠丝杠副29拉动，从而实现绕线机构左右水平移动，进而实现绕卷层数的增加。电气控制部分主要由PLC及其3A、1PG模块组成。控制部分最终保证了卷绕线材的线速恒定和排线准确。本实用新型工作状态平稳，绕线效果令人满意，工效大为提高，产品合格率大为上升，工人劳动强度减轻。尤其是，它还能理想地卷绕具有一定强度和刚度的金属线材，生产应用和市场前景非常广阔。

Description

金属线材自动卷绕机
所属技术领域
本实用新型涉及一种金属线材自动卷绕机。
背景技术
目前，我国金属线材卷绕机在卷绕金属线材时，都是卷筒转动，但不水平移动，而是依靠凸轮机构等其他类似排线机构进行排线和卷绕。这种传统的排线机构在线材卷绕过程中，每次换层都会产生较大的线变位角。而机构的拨线力太小，不能将线材及时转位换层，必须由工人用工具强行敲击，很容易造成线材的变形与损伤。机构本身也存在结构缺陷，易磨损、间隙大、传动不平稳。最终致使绕出的线卷每层线距不均匀，两端不整齐，外形不美观，卷线速度也慢。特别是在卷绕较粗较硬的线材时，由于线材的强度高，刚度大，这种排线杂乱的现象更为严重。企业生产效率低，产品质量差、费工费时，经济效益受到影响。这一大难题一直困扰着金属线材卷绕行业。
实用新型内容
为了克服上述金属线材卷绕机存在的缺陷，本实用新型提供了一种除能使卷筒转动外，还能使卷筒沿轴线方向匀速运动、并能使线材只沿着线卷切线方向恒线速送进、自动化程度较高的金属线材自动卷绕机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：金属线材自动卷绕机，包含机械和电气控制两部分，其机械部分的技术特征表现在：步进电机24通过联轴器25、28和滚珠丝杠副29相联，动导轨22与滚珠丝杆副29的螺母采用螺栓联接。借助滚珠丝杠副，步进电机24的动力输出到动导轨22，驱动动导轨22作往复直线运动。动导轨22与定导轨23配合安装，定导轨23通过支座26、30支撑。工作台18固定在动导轨22上，随动导轨22作往复直线运动。减速器15和变频电机21固定在工作台18上。变频电机21通过主动皮带轮20、皮带19、从动皮带轮16将动力传递到减速器15。减速器15通过联轴器14将动力传递到主轴3，主轴3上装有两个轴承12，轴承支撑在轴承座13上，轴承座13固定在工作台18上。主轴3和固定压板11通过键和螺钉相联，固定挡板10与固定压板11用螺钉相联。卷筒支撑板9作为骨架支撑绕线卷筒7，卷筒支撑板9一端用销钉安装在固定压板11上，另一端从绕线卷筒7这一部件的活动挡板上伸出。卷筒支撑板9与伞形骨架6相连接，当伞形骨架6靠近轴的连杆沿轴向向右端滑动时，伞形骨架6靠近支撑板的连杆拉动支撑板作伞形收缩。内外螺纹套筒4通过外螺纹和小手轮1联结，通过内螺纹和主轴3联接。伞形骨架6和主轴3是平键联接，并可沿轴向左右滑动。转动小手轮1，可通过活动压板5压紧或松开绕线卷筒7的活动挡板，转动大手轮2可拉动伞形骨架6向主轴3右端滑动；也可推动伞形骨架6向主轴3左端滑动，直到伞形骨架6顶紧在强制限位装置螺纹顶套8为止。螺纹顶套8和主轴3为螺纹联接。电气控制部分的技术特征表现在：装在导轮和减速器上的编码器信号输出端和PLC的信号输入端联接，1PG的信号输入端和3A模块的信号输入端分别与PLC的信号输出端联接，1PG的信号输出端与驱动电源联接，驱动电源与步进电机联接，3A模块的信号输出端与变频器联接，变频器与变频电机联接。3A模块和PLC装在一起，1PG模块外挂在PLC安装槽板上，PLC、3A模块、1PG模块、步进电机驱动电源安装在电气控制柜中，变频器单独装在另一个控制柜中。
本实用新型的有益效果是：由于工作台18安装在动导轨上面，这就使得绕线卷筒7除绕轴线转动外还能沿轴线匀速往复运动；由于该机械控制为PLC控制及变频调速，从而将传统的机械式有级调速方式改为无级变频调速方式，可以实现线材的恒线速送进，卷绕成卷后外观整齐、均匀、紧凑，卷绕效率也大为提高。尤其是，本实用新型还能理想地卷绕具有一定强度和刚度的金属线材。
附图说明
下面结合附图和实施例及工作原理对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的构造图。
图2是本实用新型的***控制示意图。
图1中：1小手轮，2.大手轮，3.主轴，4.内外螺纹套筒，5.活动压板，6.伞形骨架，7.绕线卷筒，8.螺纹顶套，9.卷筒支撑板，10固定挡板，11.固定压板，12.轴承，13.轴承座，14.联轴器，15.减速器，16.从动皮带轮，17.编码器，18.工作台，19.皮带，20.主动皮带轮，21.变频电机，22.动导轨，23.定导轨，24.步进电机，25.联轴器，26.支座，27.轴承座，28.联轴器，29.滚珠丝杠副，30.支座。
具体实施方式
在本实用新型的绕线卷筒7的正前方装有一台固定的送线架，需要卷绕的金属线材由此固定送线架送往绕线卷筒7上。在图1中，滚珠丝杠副29将步进电机24的旋转转变为工作台18的左右直线移动，实现了金属线材排线运动。动导轨22行程范围的两端装有行程开关，能够准确确定动导轨的左右转向移动，从而实现卷筒7上的卷层叠加。变频器控制变频电机21，变频电机通过皮带19传动1：40的蜗轮蜗杆减速器15，再经过联轴器14、主轴3带动卷筒7转动，实现了金属线材的绕线运动，在具体的卷绕过程中，必须保持卷绕线材的线速恒定。也就是说，一旦选择了线速度，在卷绕该组线材时，线速度始终保持不变。根据V＝ωr，随着卷筒上卷绕线材圈数的增加，半径r增大，为保持线速度V不变，则角速度ω必须逐渐减小。显然，排线运动和卷绕运动必须相互协调，这些就由电气控制部分来实现。
根据图2可见，PLC可编程控制器实现对步进电机和变频电机的集中控制。具体控制过程可分为两部分：第一部分，由分别装在导轮和减速器上的编码器将现场实时检测到的数据信号输送给PLC，由PLC进行运算、检验、校对，PLC根据运算的结果来控制变频器，再由变频器控制变频电机，实现变频电机的无级调速，以保持卷绕线材的线速度恒定。在本实用新型的控制中，PLC发送和接收的是数字信号，而变频器发送和接收的是模拟信号，因而在PLC和变频器之间采用了一个3A模块来实现信号的D/A转换。第二部分，根据卷筒的转速由PLC来控制步进电机，步进电机按照卷筒转一圈的同时工作台移动一个线径行程的规律，驱动滚珠丝杠实现工作台的左右移动，从而使排线运动与卷绕运动实现了紧密配合、协调工作。本实用新型中，于PLC外挂了一个1PG模块，用来实现驱动步进电机的步进脉冲的分配。
本实用新型运行平稳，卷绕效果令人满意，工效大为提高，产品合格率大大上升，工人劳动强度减轻。本实用新型很有生产推广价值，具有非常开阔的市场前景。

Claims (1)

1.一种金属线材自动卷绕机，包含机械部分和电器控制部分，其特征在于：步进电机(24)通过联轴器(25)、联轴器(28)和滚珠丝杠副(29)相联，动导轨(22)与滚珠丝杠副(29)的螺母采用螺栓联接；动导轨(22)与定导轨(23)配合安装，定导轨(23)通过支座(26)、支座(30)支撑；工作台(18)固定在动导轨(22)上，减速器(15)和变频电机(21)固定在工作台(18)上；变频电机(21)通过主动皮带轮(20)、皮带(19)、从动皮带轮(16)和减速器(15)联接；减速器(15)通过联轴器(14)和主轴(3)联接；主轴(3)上装有两个轴承(12)，轴承支撑在轴承座(13)上，轴承座(13)固定在工作台(18)上；主轴(3)和固定压板(11)通过键和螺钉相联，固定挡板(10)与固定压板(11)用螺钉相联；卷筒支撑板(9)支撑绕线卷筒(7)，卷筒支撑板(9)一端用销钉安装在固定压板(11)上，另一端从绕线卷筒(7)这一部件的活动挡板上的长方形孔伸出；卷筒支撑板(9)与伞形骨架(6)的螺钉相连接，内外螺纹套筒(4)的外螺纹和小手轮(1)联接，内螺纹和主轴(3)联接；伞形骨架(6)和主轴(3)是平键联接，螺纹顶套(8)和主轴(3)为螺纹联接；装在导轮和减速器上的编码器信号输出端和PLC的信号输入端联接，1PG的信号输入端和3A模块的信号输入端分别与PLC的信号输出端联接，1PG的信号输出端与驱动电源联接，驱动电源与步进电机联接，3A模块的信号输出端与变频器联接，变频器与变频电机联接。
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