一种无需测径装置的大工字轮收线控制方法与流程

本发明涉及一种无需测径装置的大工字轮收线控制方法，属于金属钢丝机械加工技术领域。

背景技术：

目前，大工字轮（如φ800mm)收线控制由于空轮与满轮之间轮径变化太大，公知控制系统如图1所示。由超声波传感器、plc、张力装置箱、变频器、触摸屏组成。plc有二路反馈信号：一路通过超声波传感器测量出工字轮的时实积线直径，反馈到plc。另一路张力装置箱中的张力传感器的反馈信号也进入plc。plc编程后的模拟量输出值给变频器，实现恒张力收线。这些方式的缺陷是:1、超声波传感器昂贵。2、使用不方便，当更换不同规格工字轮时，需对超声波传感器参数进行人工校对。

针对上述缺陷，进行技术攻关，设计开发了一种替代超声波传感器测量工字轮时实轮径的控制方法。此方法只需在触摸屏设置工字轮空轮内径、工字轮内宽、钢丝直径三个参数,通过plc编程计算就能得到运行中的工字轮时实积线直径。该控制方式在钢丝加工行业中现未出现相应的技术借鉴方案，未见公众媒体有相同的技术内容报导。

技术实现要素：

本发明的目的，是为了提高生产效率、降低操作程序，减少设备投入，提供一种无需超声波传感器装置就能实现大工字轮恒张力收线方法，该方法由西门子s7-200plc、触摸屏、变频器、张力装置箱等主要部件组成如图2所示。该设计是一种替代超声波传感器测量工字轮时实轮径的控制方法。此方法只需在触摸屏设置工字轮空轮内径、工字轮内宽、钢丝直径三个参数,通过plc编程计算就能得到运行中的工字轮时实积线直径。

本发明的工作原理为

卷径计算：

在工作过程中，假设拉出来的丝很细，在缠绕时所产生的缝隙可以忽略不计。而根据体积不变原则，在工作中的某一时刻，收线轮上的线的体积为：

设：vz为收线轮瞬时总体积；vmin为收线轮原体积；dz为收线轮瞬时直径；dmin为收线轮最小直径；l为收线轮宽。

所以收线轮上的线的体积为：

再根据圆柱体积公式：

设：vs为收线轮上的线的体积；：ls为收线轮上的线的长度；d为线直径。即可得到：

式中d、l、dmin均为已知的常量，只有ls是一个变量。即dz的大小只与ls有关。

只需在触摸屏设置工字轮空轮内径、工字轮内宽、生产钢丝直径三个参数,通过plc编程计算就能得到运行中的工字轮时实积线直径。

采用上述方案的有益效果是：

替代超声波传感器测量工字轮时实轮径，减少设备投入，提高生产效率。

附图说明

图1是传统带超声波传感器整个控制系统示意框图。

图2是本发明不带超声波传感器整个控制系统示意框图。

具体实施方式

下面结合附图2对本发明作进一步说明。

图中的hmi为人机见面触摸屏，通过hmi输入生产钢丝直径、工字轮空轮内径、工字轮内宽三个参数和生产运行速度。

该控制系统的工作流程为:通过生产中的实际运行速度，利用s7-200plc的时钟脉冲功能，叠加计算出生产运行中的米长。通过数学模型，利用plc浮点数计算，就得到工字轮时实轮径。有了工字轮时实轮径，就能实现恒张力收线。式中d、l、dmin均为已知的常量，只有ls是一个变量。即dz的大小只与ls有关。

只需在触摸屏设置工字轮空轮内径、工字轮内宽、生产钢丝直径三个参数,通过plc编程计算就能得到运行中的工字轮时实积线直径。

该测径方法具有运行可靠、控制精度高、操作简便、基本无需维护等优点。并取得良好的经济效益。

技术特征：

技术总结
本发明的目的，是为了提高生产效率、降低操作程序，减少设备投入，提供一种无需超声波传感器装置就能实现大工字轮恒张力收线方法，该方法由西门子S7‑200PLC、触摸屏、变频器、张力装置箱等主要部件组成，该设计是一种替代超声波传感器测量工字轮时实轮径的控制方法。此方法只需在触摸屏设置工字轮空轮内径、工字轮内宽、钢丝直径三个参数,通过PLC编程计算就能得到运行中的工字轮时实积线直径。该测径方法具有运行可靠、控制精度高、操作简便、基本无需维护等优点。并取得良好的经济效益。

技术研发人员：王枫
受保护的技术使用者：贵州钢绳股份有限公司
技术研发日：2019.04.09
技术公布日：2019.06.21