專利名稱：一種可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬絲拉絲機(jī)，屬金屬加工機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國金屬拉絲行業(yè)的主要設(shè)備是一種單動(dòng)力拉絲機(jī)，該設(shè)備利用一臺電動(dòng)機(jī)做主動(dòng)力，排絲和收絲均通過機(jī)械傳動(dòng)獲取動(dòng)力。這種設(shè)備存有很多弊病，首先，排絲寬度不能改變，因此一臺機(jī)器只能使用一種寬度的線軸；其次，排絲間距不能改變，因此，不論絲的粗細(xì)只能是一種排絲間距，這就給小批量、多品種的拉絲生產(chǎn)帶來困難；再次，拉絲拉力和速度多變。由于收絲軸的速度是恒定角速度，這樣在空軸時(shí)由于軸徑小，收絲速度慢，而隨著收絲軸上金屬絲的增加，軸徑變大，使收絲速度加快，這樣不但使絲的表面光潔度降低，而且使斷頭率提高。由于上述缺點(diǎn)，導(dǎo)致這種拉絲機(jī)的收絲重量只能限制在1公斤以下，對超細(xì)絲、比如Φ0.04毫米以下則只能收到200～500克。
國際上也有采用可編程序控制器(PLC)對收絲、排絲和計(jì)量長度進(jìn)行集中控制。但設(shè)備價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便，對操作工人的要求較高，不適于小企業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種低廉而簡單、可以對排絲、收絲進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)。
本實(shí)用新型所稱技術(shù)問題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，它包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)裝置、塔輪、拔絲模具、收絲軸，其改進(jìn)部分是，它采用可調(diào)控的排絲器和收絲器，所述排絲器包括排絲步進(jìn)電機(jī)、絲杠、傳導(dǎo)架、光杠、導(dǎo)絲輪、排絲轉(zhuǎn)向控制電路、排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路和排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路，其中，排絲步進(jìn)電機(jī)與絲杠相連接，傳導(dǎo)架的一端有絲套與絲杠的螺紋相嚙合，另一端與光杠相連接，光杠的一端安裝有導(dǎo)絲輪，排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路采用霍爾傳感器，其6個(gè)測速磁鐵均布安裝在收絲軸的圓周上，排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路與排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路相連；排絲轉(zhuǎn)向控制電路設(shè)有兩個(gè)限位霍爾傳感器，它們分別位于傳導(dǎo)架的兩端，而在傳導(dǎo)架的兩側(cè)面則裝有觸發(fā)磁鐵，排絲轉(zhuǎn)向控制電路也與排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路相連接；所述收絲器包括變頻收絲電機(jī)、張力控制裝置，其中，變頻收絲電機(jī)與上述收絲軸相連接，張力控制裝置由張力架、兩個(gè)霍爾傳感器和恒張力控制電路組成，張力架由支架軸、杠桿、砝碼、張力導(dǎo)絲輪組成，杠桿套在支架軸上，砝碼和張力導(dǎo)絲輪分別安裝在杠桿的兩端，兩個(gè)霍爾傳感器分別安裝在杠桿的上、下兩側(cè)并與恒張力控制電路相連接，杠桿上安裝有觸發(fā)磁鐵，恒張力控制電路與變頻收絲電機(jī)相連接。
上述可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，它還設(shè)有測長裝置，該裝置由導(dǎo)絲輪、霍爾傳感器、計(jì)數(shù)電路組成，導(dǎo)絲輪安裝在塔輪的細(xì)絲引出處，在導(dǎo)絲輪的邊緣上安裝觸發(fā)磁鐵，霍爾傳感器安裝在靠近導(dǎo)絲輪外圓周處、并與計(jì)數(shù)電路電連接。
上述可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，所述排絲轉(zhuǎn)向控制電路由兩個(gè)霍爾傳感器、反相器、或門及雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，其中，兩個(gè)霍爾傳感器的輸出腳分別接反相器的1、3兩腳，反相器的2、4腳分別接或門的1、2腳，或門的輸出腳接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的1腳，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的13腳接排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路。
上述可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，所述恒張力控制電路由中央處理器CPU、模數(shù)變換器D/A及變頻器組成，其中，兩個(gè)霍爾傳感器均與中央處理器CPU相接，CPU接模數(shù)變換器D/A，D/A再接變頻器，變頻器接至收絲電機(jī)。
采用上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于排絲部分采用可控排絲步進(jìn)電機(jī)工作，可現(xiàn)場設(shè)定排絲間距和線軸寬度。不管收絲軸的速度如何變化，保證排絲間距不變。收絲部分采用變頻收絲電機(jī)驅(qū)動(dòng)收絲軸，并根據(jù)設(shè)定的拉絲張力(不同絲號用不同砝碼)對變頻收絲電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，并可與主驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速相配合。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，所生產(chǎn)的成品絲光潔度均勻，強(qiáng)度一致，不斷絲，是小型拉絲企業(yè)的理想設(shè)備。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的排絲器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的排絲轉(zhuǎn)向控制電路原理圖；圖4是恒張力控制裝置的張力架結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是恒張力控制裝置的電路原理圖；圖6是測量細(xì)絲長度的測長裝置示意圖；圖7是排絲控制程序流程圖；
圖8是恒張力控制程序流程圖；圖9是上限中斷子程序流程圖；圖10是上限中斷子程序流程圖；圖11是長度測量程序流程圖。
具體實(shí)施方式
從圖1中可以看到，本實(shí)用新型包括一般拉絲機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、傳動(dòng)裝置2、塔輪3、拔絲模具4、收絲軸5等部分，所不同的是它的排絲器和收絲器，它們均設(shè)有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)。
排絲器包括排絲步進(jìn)電機(jī)6、絲杠7、傳導(dǎo)架8、光杠9、導(dǎo)絲輪10、排絲轉(zhuǎn)向控制電路11、排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路12和排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路13。排絲步進(jìn)電機(jī)6與絲杠7相連接。傳導(dǎo)架8的一端有絲套與絲杠的螺紋相嚙合，另一端與光杠9相連接，光杠9的一端安裝導(dǎo)絲輪10。排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路12采用霍爾傳感器，其6個(gè)測速磁鐵均布安裝在收絲軸的圓周上，排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路與排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路13電連接。排絲轉(zhuǎn)向控制電路11設(shè)有兩個(gè)霍爾傳感器31、32，分別位于傳導(dǎo)架8的兩端，在傳導(dǎo)架8的兩側(cè)安裝有觸發(fā)磁鐵16，排絲轉(zhuǎn)向控制電路11還設(shè)有反相器、或門和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，兩個(gè)霍爾傳感器的輸出端分別接反相器的1、3兩腳，反相器的2、4腳分別接或門的1、2腳，或門的輸出腳接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的1腳，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的13腳接排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路13。在本實(shí)施例中，排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路13采用SH-2046A控制器，反相器型號為74LS14，或門型號為4017，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為4013。
排絲器工作時(shí)排絲步進(jìn)電機(jī)6驅(qū)動(dòng)絲杠7轉(zhuǎn)動(dòng)，與其嚙合的傳導(dǎo)架8沿絲杠7運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)相連接的光杠9運(yùn)動(dòng)，光杠9一端的導(dǎo)絲輪10則在收絲軸5上排絲。排絲系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)6做動(dòng)力，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)沒有慣性，可以瞬時(shí)換向，而且控制精度高，通過控制面板上的排絲間距按鈕可以設(shè)定任意的排絲間距，由收絲軸5上的霍爾傳感器14測量角速度，通過控制電路計(jì)算后控制排絲步進(jìn)電機(jī)6的速度，保證收絲軸5每轉(zhuǎn)一圈，絲杠7可以移動(dòng)一個(gè)排絲間距，達(dá)到均勻排絲。排絲換向控制是當(dāng)光杠9帶動(dòng)導(dǎo)絲輪10移動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，安裝在光杠9上的磁鐵16觸發(fā)霍爾傳感器31或32，霍爾傳感器發(fā)出信號進(jìn)入反相器，輸出一個(gè)同相的標(biāo)準(zhǔn)電平(5伏或0伏)提供給或門(4017)，由或門的輸出觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(4013)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出一個(gè)恒定電平(5伏或0伏)，它決定排絲步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)向。這樣無論哪一個(gè)霍爾傳感器被觸發(fā)，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器都能改變其狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)向控制的目的。傳感器的位置可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
收絲器包括收絲軸5、變頻收絲電機(jī)17、張力控制裝置18。變頻收絲電機(jī)17帶動(dòng)收絲軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。張力控制裝置由張力架、兩個(gè)霍爾傳感器33、34和恒張力控制電路25組成。其中張力架由支架軸19、杠桿20、砝碼21、張力導(dǎo)絲輪22組成，支架軸19是杠桿20的支點(diǎn)軸，砝碼21和張力導(dǎo)絲輪22分別安裝在杠桿20的兩端，兩個(gè)霍爾傳感器33、34分別安裝在杠桿20的上、下兩側(cè)并與恒張力控制電路25電連接，杠桿20上安裝有觸發(fā)磁鐵37，恒張力控制電路25包括中央處理器CPU、模數(shù)變換器D/A、變頻器，張力控制裝置的兩個(gè)霍爾傳感器與中央處理器CPU相連接，CPU接模數(shù)變換器D/A，D/A再接變頻器，變頻器接變頻收絲電機(jī)。本實(shí)施例采用的是0832型D/A變換器和MID083A1X型變頻器。
收絲器采用變頻調(diào)速的電機(jī)做動(dòng)力，因?yàn)樽冾l電機(jī)17慣性很小，控制方便，電機(jī)速度由張力架上的兩個(gè)霍爾傳感器33、34控制，成品絲15由排絲器上的導(dǎo)絲輪過來，成一鈍角繞在張力導(dǎo)絲輪22上，然后排在收絲軸5上，這樣收絲軸5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì)在張力導(dǎo)絲輪22上產(chǎn)生一個(gè)張力，這個(gè)張力和杠桿20上的砝碼21重量相等時(shí)，杠桿20達(dá)到平衡狀態(tài)，這樣成品絲15就會(huì)以一個(gè)恒定的張力從最后一個(gè)模具里拉出，當(dāng)收絲軸5上收的絲越來越厚時(shí)，成品絲15的線速度會(huì)變快，張力變大，造成張力導(dǎo)絲輪22下降，降到一定程度時(shí)，觸發(fā)張力架上的霍爾傳感器33或34，通過恒張力控制電路25的調(diào)控就會(huì)降低變頻器的頻率，收絲電機(jī)17速度變化，直到張力架恢復(fù)平衡為止，反之亦然。這種結(jié)構(gòu)使成品絲15始終以一個(gè)恒定的張力(拉力)從模具里拉出，所以不管被加工絲(粗絲)的強(qiáng)度如何(由于退火等原因造成一軸絲強(qiáng)度不一)，都能保證不斷線。而且這種結(jié)構(gòu)可以采用大軸收絲，不會(huì)因?yàn)榻z速變快造成斷絲。
本實(shí)用新型還設(shè)有測長裝置23，該裝置由導(dǎo)絲輪24、霍爾傳感器35、計(jì)數(shù)電路26組成，導(dǎo)絲輪24安裝在塔輪3的細(xì)絲引出處，在導(dǎo)絲輪24的端面上安裝觸發(fā)磁鐵36，霍爾傳感器35安裝在靠近導(dǎo)絲輪24外圓周處并與計(jì)數(shù)電路26電連接。金屬絲由塔輪3拉出后經(jīng)過導(dǎo)絲輪24，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，觸發(fā)磁鐵36每轉(zhuǎn)一圈就觸發(fā)霍爾傳感器一次，傳感器將信號送到計(jì)數(shù)器26和中央處理器進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示。
本實(shí)用新型沒有對主驅(qū)動(dòng)作出進(jìn)一步說明，從理論上說，主驅(qū)動(dòng)可以是直流調(diào)速、交流滑差調(diào)速或變頻調(diào)速的任一種，可根據(jù)具體要求配置。另外，采用單片機(jī)、模數(shù)變換器D/A、變頻器、霍爾傳感器或可編程序控制器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速為常用技術(shù)，對其電路細(xì)節(jié)此處不再贅述。
本實(shí)用新型的另一優(yōu)點(diǎn)是提高了收絲軸的收絲重量。一軸絲的重量是衡量拉絲效率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對于用絲戶來講，幾個(gè)班次不換軸和一個(gè)班次換幾次軸，效率是不可同日而語的。目前市場上的拉絲機(jī)的收絲重量，對Φ0.04毫米以下的超細(xì)絲不超過2公斤，一般都在200～500克。對Φ0.08～0.05毫米的絲不超過5公斤，一般都在1公斤左右。而本機(jī)型的收絲重量，Φ0.04毫米以下的可收到15公斤，Φ0.04～0.08毫米的可收到15～25公斤。之所以能用大軸，恒張力調(diào)速和PLC變頻調(diào)速是其主要原因，它調(diào)速特性很硬，在帶負(fù)載的情況下，可以在0.02秒之內(nèi)由最高轉(zhuǎn)速降到零或由零速提到最高轉(zhuǎn)速，而在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，調(diào)速范圍都在±10轉(zhuǎn)/分之內(nèi)，所以跟蹤時(shí)間極短，不會(huì)因?yàn)樨?fù)載的慣性大而造成失控。
本實(shí)用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，便于用戶掌握，采用三個(gè)控制器和對應(yīng)的三套控制軟件實(shí)現(xiàn)排絲、收絲和測長的控制，由于各種功能獨(dú)立設(shè)置，這樣既便于舊機(jī)器的單性能改造，又能有機(jī)組合，并大大降低了成本，三種功能的總成本不及市場同類產(chǎn)品的三分之一。
權(quán)利要求1.一種可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，它包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)[1]、傳動(dòng)裝置[2]、塔輪[3]、拔絲模具[4]、收絲軸[5]，其特征在于它還設(shè)有可調(diào)控的排絲器和收絲器；所述排絲器包括排絲步進(jìn)電機(jī)[6]、絲杠[7]、傳導(dǎo)架[8]、光杠[9]、導(dǎo)絲輪[10]、排絲轉(zhuǎn)向控制電路[11]、排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路[12]和排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路[13]，其中，排絲步進(jìn)電機(jī)[6]與絲杠[7]相連接，傳導(dǎo)架[8]的一端有絲套與絲杠[7]的螺紋相嚙合，另一端與光杠[9]相固接，光杠[9]的一端安裝有導(dǎo)絲輪[10]，排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路[12]采用霍爾傳感器[14]，其6個(gè)測速磁鐵[30]均布安裝在收絲軸[5]的圓周上，排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路[12]與排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路[13]電連接；排絲轉(zhuǎn)向控制電路[11]設(shè)有兩個(gè)限位霍爾傳感器[31]、[32]，它們分別位于傳導(dǎo)架[8]的兩端，而在傳導(dǎo)架[8]的兩側(cè)面則裝有觸發(fā)磁鐵[16]，排絲轉(zhuǎn)向控制電路[11]也與排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路[13]電連接；所述收絲器包括變頻收絲電機(jī)[17]、張力控制裝置，變頻收絲電機(jī)[17]與上述收絲軸[5]相連接，張力控制裝置由張力架、兩個(gè)霍爾傳感器[33]、[34]和恒張力控制電路[25]組成，張力架由支架軸[19]、杠桿[20]、砝碼[21]、張力導(dǎo)絲輪[22]組成，杠桿[20]套在支架軸[19]上，砝碼[21]和張力導(dǎo)絲輪[22]分別安裝在杠桿[20]的兩端，兩個(gè)霍爾傳感器[33]、[34]分別安裝在杠桿[20]的上、下兩側(cè)并與恒張力控制電路[25]電連接，杠桿[20]上安裝有觸發(fā)磁鐵[37]，恒張力控制電路[25]與變頻收絲電機(jī)[17]電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，其特征在于它還設(shè)有測長裝置[23]，該裝置由導(dǎo)絲輪[24]、霍爾傳感器[35]、計(jì)數(shù)電路[26]組成，導(dǎo)絲輪[24]安裝在塔輪[3]的細(xì)絲引出處，在導(dǎo)絲輪[24]的端面上安裝觸發(fā)磁鐵[36]，霍爾傳感器[35]安裝在靠近導(dǎo)絲輪[24]外圓周處、并與計(jì)數(shù)電路[26]電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，其特征在于所述排絲轉(zhuǎn)向控制電路[11]由兩個(gè)霍爾傳感器、反相器、或門及雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，其中，兩個(gè)霍爾傳感器的輸出腳分別接反相器的1、3兩腳，反相器的2、4腳分別接或門的1、2腳，或門的輸出腳接雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的1腳，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的13腳接排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路[13]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，其特征在于所述恒張力控制電路[25]由中央處理器CPU、模數(shù)變換器D/A及變頻器組成，其中，兩個(gè)霍爾傳感器均與中央處理器CPU相接，CPU接模數(shù)變換器D/A，D/A再接變頻器，變頻器接至收絲電機(jī)[17]。
專利摘要一種可自動(dòng)調(diào)控的金屬絲拉絲機(jī)，屬金屬加工技術(shù)領(lǐng)域，用于提供一種低廉而簡單、可以對排絲、收絲進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控的拉絲機(jī)。其技術(shù)方案是它設(shè)有可調(diào)控的排絲器和收絲器。排絲器包括排絲步進(jìn)電機(jī)、絲杠、傳導(dǎo)架、光杠、導(dǎo)絲輪、排絲轉(zhuǎn)向控制電路、排絲步進(jìn)電機(jī)測速電路和排絲步進(jìn)電機(jī)控制電路，收絲器包括變頻收絲電機(jī)、張力控制裝置。排絲部分采用可控排絲步進(jìn)電機(jī)工作，不管收絲軸的速度如何變化，保證排絲間距不變。收絲部分采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)收絲軸，并根據(jù)設(shè)定的拉絲張力對變頻收絲電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，所生產(chǎn)的成品絲光潔度均勻、強(qiáng)度一致，不斷絲。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，可廣泛用于小型拉絲企業(yè)。
文檔編號B21C1/02GK2523527SQ01270108
公開日2002年12月4日 申請日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者韓迎濤, 韓宏昌, 彭燕柳 申請人:韓迎濤