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拉絲機知識點3-并列式拉絲機使用控制原理

本文接前文：

·拉絲機知識點2-直進式拉絲機結(jié)構(gòu)和組成部件 01/28

·拉絲機知識點1-拉絲機幾種分類方法和工作過程 01/11

并列式拉絲機的變頻恒張力驅(qū)動目的是為了保證在運行過程中絲線的張力恒定。

根據(jù)機械結(jié)構(gòu)和材料的不同，恒張力控制的方法一般分為兩種：

1、直接控制電機輸出轉(zhuǎn)矩；

2、通過控制速度恒定來保證張力的恒定。

通過對機械結(jié)構(gòu)的分析，本項目采用通過控制速度的方法來間接控制張力的恒定。

并列式拉絲機由11組牽伸機構(gòu)和1組收卷機構(gòu)組成，所以我們單獨對一組牽伸機構(gòu)和一組收卷機構(gòu)來進行控制原理的分析。如下圖1為一組牽伸機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 并列式拉絲機牽伸機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

在穩(wěn)定運行過程中--我們將條件理想化（排除其他不穩(wěn)定因素的影響），擺桿將停在設定的位置不出現(xiàn)波動，塔輪只需要按照計算出來的理論線速度運行就可以保證絲線張力恒定，此過程只需要知道每級牽伸機構(gòu)中塔輪的理論線速度即可；由于機械一旦制造完成，塔輪的直徑以及電機端的減速比就已經(jīng)確定，從塔輪的理論線速度就可以計算出電機的實際運行轉(zhuǎn)速，也就是變頻器需要運行的頻率。

實際在運行過程中會出現(xiàn)很多的不穩(wěn)定因素，例如絲線的打滑，機械摩擦力變化等原因，擺桿不可能固定不動，于是就需要變頻器對擺桿的變化做出響應，通過速度的變化來達到讓擺桿穩(wěn)定的目的，這個就是自調(diào)節(jié)的過程。通過變頻器對擺桿信號進行PID的運算，就可以達到這個目的。

如下圖2牽引驅(qū)動機構(gòu)參數(shù)的詳細示意圖，讓我們看看圖中變量之間的關(guān)系。

圖2. 牽引結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖

如圖2所示，假設塔輪直徑為R，拉絲模具1直徑為R1，拉絲模具2直徑為R2，拉絲模具3直徑為R3，進線直徑為R0，電機1減速齒輪比為G1，電機2減速齒輪比為G2，變頻器1指令頻率為F1，變頻器2指令頻率為F2，塔輪1上的線速度為v1，塔輪2上線速度為v2，n為電機1轉(zhuǎn)速，s為電機1轉(zhuǎn)差率，p為電機1級對數(shù)，t為時間。G1定義為（負載側(cè)齒輪10-24/電機側(cè)齒輪10-23）。

牽伸機構(gòu)中，由于拉絲模具大小不一樣，根據(jù)單位時間內(nèi)通過模具的材料體積相等的前提條件，

我們知道：(R1/2)²*π*v1*t=(R2/2)²*π*v2*t

R1²*v1=R2²*v2…………………………①

由于R1，R2已知，根據(jù)v1就可以計算出v2。

而v1=π*R*n/G1，n=F1*60*(1-s)/p

v1=π*R*F1*60*(1-s)/(G1*p)

F1=G1*p*v1/（60*π*R*(1-s)）…………………………②

通過以上①②公式，就可以計算出每一級牽伸的理論線速度和理論頻率。

下圖3為收卷機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。