专利名称：轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械制造领域，更具体地说，涉及一种轧管机的管坯推进与 芯杆旋转控制系统。
背景技术：
在轧管机中，管坯推进和芯杆旋转的环节直接影响轧管机的产能和制品 质量，因此，合理使用一种实现管坯推进和芯杆旋转的传动部件具有重要意 义。
对于现有的轧管机，机头传动的主电机通过减速箱转齿轮分配和超越离 合器实现管坯推进和芯杆旋转。由于管坯推进和芯杆旋转都是瞬时间歇动 作，因此，在轧管机工作时，各个部件受到的冲击力很大，容易导致机械部 分出现故障。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了 一种轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统， 以避免轧管机在工作中，机械部分损坏、磨损和出现故障。
本发明实施例是这样实现的
一种轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统，其中，该系统包括电子接 近开关、直流数字调速器、PLC、数字拨码器系统和交流伺服电机系统；
电子接近开关，用以检测轧管机机头的零点信号，并将检测到的零点信 号发送到直流数字调速器中；
直流数字调速器，用以对所述零点信号进行运算，得到分别对应管坯推 进和芯杆旋转的两个起始位置信号，并将所述两个起始位置信号发送到PLC;数字拨码器系统，用以将对应管坯推进和芯杆旋转的两个走步数字信号
发送到PLC;
PLC,用以根据所述两个起始位置信号触发交流伺服电机系统进行管坯 推进和芯杆旋转，并对所述两个走步数字信号进行译码，根据译码后的结果 向交流伺服电机系统提供管坯的推进量和芯杆旋转的角度；
交流伺服电机系统，用以根据PLC的触发、管坯的推进量和芯杆旋转的 角度，进行管坯推进和芯杆旋转。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述PLC包
括
对应管坯推进的定位模块，用以根据对应管坯推进的起始位置信号触发 交流伺服电机系统进行管坯推进，并根据对对应管坯推进的走步数字信号译 码后的结果，向交流伺服电机系统提供管坯的推进量；
对应芯杆旋转的定位模块，用以根据对应芯杆旋转的起始位置信号触发 交流伺服电机系统进行芯杆旋转，并根据对对应芯杆旋转的走步数字信号译 码后的结果，向交流伺服电机系统提供芯杆旋转的角度。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述直流数 字调速器将对应管坯推进的起始位置信号发送到所述对应管坯推进的定位 模块，将对应芯杆旋转的起始位置信号发送到所述对应芯杆旋转的定位模 块。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述数字拨 码器系统包括推进数字拨码器和旋转数字拨码器，所述推进数字拨码器将对 应管坯推进的走步数字信号发送到PLC,所述旋转数字拨码器将对应芯杆旋 转的走步数字信号发送到PLC。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述数字拨 码器系统包括推进数字拨码器和旋转数字拨码器；所述推进数字拨码器将对应管坯推进的走步数字信号发送到所述对应 管坯推进的定位模块，所述旋转数字拨码器将对应芯杆旋转的走步数字信号 发送到所述对应芯杆旋转的定位模块。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述交流伺 服电机系统包括对应管坯推进的推进伺服放大器、对应芯杆旋转的旋转伺服
所述推进伺服放大器，用以对推进伺服系统进行参数设定和运行模式的 转换，并根据所述对应管坯推进的定位模块中的所述起始位置信号和所述走 步数字信号驱动推进伺服电机。
所述推进伺服电机，用以根据所述推进伺服放大器发出的走步指令和推 行量定位数据，在轧制过程中驱动推进伺服电机执行瞬时间歇、定量的管坯 推进。
所述旋转伺服放大器，用以对旋转伺服系统进行参数设定，并根据所述 对应芯杆旋转的定位模块中的所述起始位置信号和所述走步数字信号驱动旋 转伺服电机。
所述旋转伺服电机，用以根据所述旋转伺服放大器发出旋转指令和旋转 角度定位数据，在轧制过程中驱动旋转伺服电机执行瞬时间歇、定角度的芯 杆旋转。
优选地，在上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统中，所述推进伺 服放大器将所述推进伺服电机的模式转换为速度模式，用以驱动所述推进伺 服电机执行套筒卡盘快进快退。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点和特点
本发明是将交流伺服电机系统应用在管坯推进和芯杆旋转单元上的，去 掉传统轧管机上凸轮、超越离合器和一些传动齿轮等易损的机械部件，用以 防止在工作中轧管机的机械部分出现故障。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或 现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中 的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统的一种逻辑结构
示意图2为本发明的轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统的另一种逻辑结 构示意详细图。
具体实施例方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了 一种轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统，该系 统包括电子接近开关、直流数字调速器、PLC、数字拨码器系统和交流伺服 电机系统，上述轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统的具体实现存在多种 方式，下面通过具体实施例进行详细说明
请参见图1和图2，图中所示的是轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系 统的工作原理图，整个系统主要包括5个部分，分别为电子接近开关l、直 流数字调速器2、数字拨码器系统3、 PLC4和交流伺服电机系统5。数字拨 码器系统3包括推进数字拨码器301和旋转数字拨码器302。 PLC4包括定位 模块401和定位模块402。交流伺服电机系统5包括推进伺服放大器501 、 旋转伺服放大器502、推进伺服电机503和旋转伺服电机504。
在图1和图2所示的实施例中，电子接近开关1用以检测轧管才;^几头的 零点信号，并将检测到的零点信号发送到直流数字调速器2中。零点信号的 作用有两个。 一是使轧管机准确停车，即当轧管机轧制完一根料停车时，零 点信号通过直流数字调速器2发令让主电机减速，再转几圈后准确地停在零
7点位置上，以便再装料。二是零点信号通过直流数字调速器2中的运算板，
将零点信号分别推移至离机架运动前端和后端的端头30。的位置，并发出管 坯推进和芯杆旋转信号，再传送到PLC4的定位才莫块401和定位才莫块402, 分别指令交流伺服电机系统5瞬时起动完成管坯推进和芯杆旋转的动作。
在图l和图2所示的实施例中，直流数字调速器2用以对所述零点信号 进行运算，得到分别对应管坯推进和芯杆旋转的两个起始位置信号，并将所 述两个起始位置信号发送到PLC4,也就是说，直流数字调速器2将对应管 坯推进的起始位置信号发送到所述对应管坯推进的定位模块401,将对应芯 杆旋转的起始位置信号发送到所述对应芯杆旋转的定位模块402。
在图1和图2所示的实施例中，数字拨码器系统3用以将对应管坯推进 和芯杆旋转的两个走步数字信号发送到PLC4中。数字拨码器系统3包括推 进数字拨码器301和旋转数字拨码器302,推进数字拨码器301将对应管坯 推进的走步数字信号发送到PLC4,在PLC4中将对应管坯推进的走步数字信 号进行译码，再将译码后的数据输入对应管坯推进的定位模块401中；旋转 数字拨码器302将对应芯杆旋转的走步数字信号发送到PLC4，在PLC4中将 对应芯杆旋转的走步数字信号进行译码，再将译码后的数据输入对应芯杆旋 转的定位才莫块402中。
在图1和图2所示的实施例中，PLC4用以接收直流数字调速器2发送 来的两个起始位置信号，并将这两个起始位置信号中的管坯推进的起始位置 信号输入到定位模块401中，将芯杆旋转的起始位置信号输入到定位模块402 中。定位模块401用以根据对应管坯推进的起始位置信号触发交流伺服电机 系统5进行管坯推进,并根据对对应管坯推进的走步数字信号译码后的结果， 向交流伺服电机系统5提供管坯的推进量；定位模块402用以根据对应芯杆 旋转的起始位置信号触发交流伺服电机系统5进行芯杆旋转，并根据对对应 芯杆旋转的走步数字信号译码后的结果，向交流伺服电机系统5提供芯杆旋 转的角度。
在图l和图2所示的实施例中，交流伺服电机系统5用以根据PLC4的 触发、管坯的推进量和芯杆旋转的角度，进行管坯推进和芯杆旋转。交流伺 服电机系统包括对应管坯推进的推进伺服放大器501、对应芯杆旋转的旋转伺服放大器502、对应管坯推进的推进伺服电机503和对应芯杆旋转的旋转 伺服电机504。推进伺服放大器501用以对推进伺服系统进行参数设定和运 行模式的转换，并根据对应管坯推进的定位模块中的起始位置信号和走步数 字信号驱动推进伺服电机503。推进伺服电机503用以根据推进伺服放大器 501发出的走步指令和推行量定位数据，在轧制过程中驱动推进伺服电机执 行瞬时间歇、定量的管坯推进。旋转伺服放大器502用以对旋转伺服系统进 行参数设定，并根据对应芯杆旋转的定位模块中的起始位置信号和走步数字 信号驱动旋转伺服电机504。旋转伺服电机504用以根据旋转伺服放大器502 发出旋转指令和旋转角度定位数据，在轧制过程中驱动旋转伺服电机执行瞬 时间歇、定角度的芯杆旋转。推进伺服放大器501可以将推进伺服电机503 的模式转换为速度模式，用以驱动所述推进伺服电机503执行套筒卡盘快进 快退。
以上内容即为系统各部件的作用和系统的运行原理，需要说明的是，图 1和图2所示的实施例只是本发明所介绍的优选实施例，本领域技术人员在 此基础上，完全可以设计出更多的实施例，因此本发明并不局限于已提供的 实施例，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见 的，都为本发明保护的范围，由于篇幅有限，不在此处赘述。
总之，本发明将交流伺服电机系统应用在管坯推进和芯杆旋转单元上， 去掉传统轧管机上一些易损的机械部件，用以防止在工作中轧管机的机械部 分损坏、磨损和出现故障。而且，交流伺服电机的响应速度非常快，提高了 轧管机的工作效率。另外，本发明在轧制不同制品时，便于调整管坯推进的 推进量和芯杆旋转的旋转角度。在工作中，本发明使轧管机的机械噪声降低 了。因此，本发明彻底解决了现有技术的缺陷。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的 一 般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况 下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实 施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1、一种轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统，其特征在于，该系统包括电子接近开关、直流数字调速器、可编程控制器PLC、数字拨码器系统和交流伺服电机系统；电子接近开关，用以检测轧管机机头的零点信号，并将检测到的零点信号发送到直流数字调速器中；直流数字调速器，用以对所述零点信号进行运算，得到分别对应管坯推进和芯杆旋转的两个起始位置信号，并将所述两个起始位置信号发送到PLC；数字拨码器系统，用以将对应管坯推进和芯杆旋转的两个走步数字信号发送到PLC；PLC，用以根据所述两个起始位置信号触发交流伺服电机系统进行管坯推进和芯杆旋转，并对所述两个走步数字信号进行译码，根据译码后的结果向交流伺服电机系统提供管坯的推进量和芯杆旋转的角度；交流伺服电机系统，用以根据PLC的触发、管坯的推进量和芯杆旋转的角度，进行管坯推进和芯杆旋转。
2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC包括 对应管坯推进的定位模块，用以根据对应管坯推进的起始位置信号触发交流伺服电机系统进行管坯推进，并根据对对应管坯推进的走步数字信号译 码后的结果，向交流伺服电机系统提供管坯的推进量；对应芯杆旋转的定位模块，用以根据对应芯杆旋转的起始位置信号触发 交流伺服电机系统进行芯杆旋转，并根据对对应芯杆旋转的走步数字信号译 码后的结果，向交流伺服电机系统提供芯杆旋转的角度。
3、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流数字调速器将对 应管坯推进的起始位置信号发送到所述对应管坯推进的定位模块，将对应芯 杆旋转的起始位置信号发送到所述对应芯杆旋转的定位模块。
4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字拨码器系统包括 推进数字拨码器和旋转数字拨码器，所述推进数字拨码器将对应管坯推进的走步数字信号发送到PLC,所述旋转数字拨码器将对应芯杆旋转的走步数字信号发送到PLC。
5、 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数字拨码器系统包括 推进数字拨码器和旋转数字拨码器；所述推进数字拨码器将对应管坯推进的走步数字信号发送到所述对应管 坯推进的定位模块，所述旋转数字拨码器将对应芯杆旋转的走步数字信号发 送到所述对应芯杆旋转的定位模块。
6、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流伺服电机系统包 括对应管坯推进的推进伺服放大器、对应芯杆旋转的旋转伺服放大器、对应 管坯推进的推进伺服电机和对应芯杆旋转的旋转伺服电机；所述推进伺服放大器，用以对推进伺服系统进行参数设定和运行模式的 转换，并根据所述对应管坯推进的定位模块中的所述起始位置信号和所述走 步数字信号驱动推进伺服电机。所述推进伺服电机，用以根据所述推进伺服放大器发出的走步指令和推 行量定位数据，在轧制过程中驱动推进伺服电机执行瞬时间歇、定量的管坯 推进。所述旋转伺服放大器，用以对旋转伺服系统进行参数设定，并根据所述 对应芯杆旋转的定位模块中的所述起始位置信号和所述走步数字信号驱动旋 转伺服电机。所述旋转伺服电机，用以根据所述旋转伺服放大器发出旋转指令和旋转 角度定位数据，在轧制过程中驱动旋转伺服电机执行瞬时间歇、定角度的芯 杆旋转。
7、 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述推进伺服放大器将所 述推进伺服电机的模式转换为速度模式，用以驱动所述推进伺服电机执行套 筒卡盘快进快退。
全文摘要
本发明公开一种轧管机的管坯推进与芯杆旋转控制系统，包括电子接近开关、直流数字调速器、PLC、数字拨码器系统和交流伺服电机系统。其中，电子接近开关检测轧管机机头的零点信号，直流数字调速器将检测到的零点信号进行运算，将算出的两个起始位置信号发送到PLC，数字拨码器系统将两个走步数字信号发送到PLC，PLC根据所述两个起始位置信号触发交流伺服电机系统进行管坯推进和芯杆旋转，并对所述两个走步数字信号进行译码，根据译码后的结果向交流伺服电机系统提供管坯的推进量和芯杆旋转的角度，交流伺服电机系统根据PLC提供的数据进行管坯推进和芯杆旋转。因此，在工作中，本发明可以防止轧管机的机械部分出现故障。
文档编号B21B37/78GK101648218SQ20091015849
公开日2010年2月17日 申请日期2009年7月10日 优先权日2009年7月10日
发明者刘建华 申请人:西南铝业(集团)有限责任公司