技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備及其排線補(bǔ)線方法。

背景技術(shù)：
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目前，電纜生產(chǎn)時使用的收線機(jī)構(gòu)，均由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置帶動錐型收線盤旋轉(zhuǎn)，錐型收線盤通過旋轉(zhuǎn)將電纜纏繞在錐型收線盤外表面，錐型收線盤在旋轉(zhuǎn)過程中沒有軸向運(yùn)動，進(jìn)而使纏繞在錐型收線盤外面的電纜過于集中，錐型成品銅絲在使用過程中極易坍塌，造成中途停車及原材料浪費(fèi)，并且對錐型收線盤和電纜本身都造成一定程度的損壞，大大降低了電纜的生產(chǎn)效率，提高了電纜的生產(chǎn)成本，降低了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備及其排線補(bǔ)線方法，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，排線節(jié)距及行程自動計算；收線盤加緊/放松采用氣動控制安全可靠；實現(xiàn)了緊密型收線成型，大大提高了電纜的生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備，包括機(jī)架以及分別安裝在機(jī)架上的拉絲機(jī)、連續(xù)退火設(shè)備、電位器、舞蹈輪、排線裝置、收線裝置，其中，拉絲機(jī)和連續(xù)退火設(shè)備一體設(shè)置；排線裝置包括排線伺服交流電機(jī)、滾珠絲杠和導(dǎo)線輪，排線伺服交流電機(jī)通過聯(lián)軸器連接滾珠絲杠，滾珠絲桿通過絲母連接導(dǎo)線輪；收線裝置包括收線盤、收線電機(jī)、傳動帶輪和變頻器，收線電機(jī)和收線盤相連接，變頻器和收線電機(jī)相連接；電位器、舞蹈輪、排線伺服交流電機(jī)、收線盤、收線電機(jī)和變頻器分別與帶有觸摸屏的plc控制系統(tǒng)相連。

在傳動帶輪和變頻器的外側(cè)設(shè)有一防護(hù)罩。

用如上所示的用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備排線補(bǔ)線方法，主要包括以下步驟：

(1)、將拉絲機(jī)上的銅絲依次通過拉絲機(jī)、舞蹈輪、滾珠絲杠、導(dǎo)線輪后引至收線盤；

(2)、啟動plc自動控制系統(tǒng)，通過觸摸屏控制排線伺服交流電機(jī)回原點確定收線盤零點位置，通過觸摸屏設(shè)定收線盤兩端位置；然后設(shè)定收卷銅絲線徑，plc自動控制系統(tǒng)根據(jù)線盤大小自動運(yùn)算出排線層數(shù)、補(bǔ)線層數(shù)和位置；

(3)、收線；收線盤由收線電機(jī)控制，收線電機(jī)由變頻器控制，plc控制系統(tǒng)做pid正向動作調(diào)整，電位器輸出信號為pid輸入值，目標(biāo)值為舞蹈輪在中間位置電位器值；當(dāng)拉絲機(jī)反饋的速度越快變頻器控制收線電機(jī)速度越快，舞蹈輪在目標(biāo)值位置上下波動，根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達(dá)到實時跟蹤拉絲機(jī)速度的目的，以保證速度匹配，使位于拉絲機(jī)上的銅絲不易拉斷；

(4)、排線、補(bǔ)線；排線裝置的導(dǎo)線輪自動從收線盤一端運(yùn)動到另一端，來回往復(fù)運(yùn)動，其速度由收線電機(jī)轉(zhuǎn)速決定；排線裝置是排線伺服交流電機(jī)傳動的，其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制，收線裝置上的收線盤轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪運(yùn)動一個線徑，plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機(jī)變頻器通訊獲取收線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機(jī)，收線電機(jī)每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪就運(yùn)動一個線徑距離，誤差可以精確到微米，使收線盤緊密收線。

本發(fā)明采用上述方案，采用plc+人機(jī)界面協(xié)調(diào)控制，45kw交流電機(jī)+變頻器驅(qū)動，排線采用精密滾珠絲杠直線導(dǎo)軌傳動，排線伺服交流電機(jī)控制，排線節(jié)距及行程自動計算；收線盤加緊/放松采用氣動控制安全可靠；采用錐型可拆卸的收線盤，實現(xiàn)了緊密型收線成型，筒體收縮式，采用捆軋帶捆軋，熱縮薄膜密封式包裝，大大提高了電纜的生產(chǎn)效率，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了電纜的生產(chǎn)質(zhì)量。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為收線電機(jī)收線速度調(diào)節(jié)示意圖。

圖3為成品銅絲效果圖。

圖中，1、拉絲機(jī)，2、連續(xù)退火設(shè)備，3、電位器，4、舞蹈輪，5、排線伺服交流電機(jī)，6、滾珠絲杠，7、導(dǎo)線輪，8、收線盤，9、收線電機(jī)，10、變頻器，11、plc控制系統(tǒng)，12、防護(hù)罩。

具體實施方式：

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1-2所示，一種用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備，包括機(jī)架以及分別安裝在機(jī)架上的拉絲機(jī)1、連續(xù)退火設(shè)備2、電位器3、舞蹈輪4、排線裝置、收線裝置，其中，拉絲機(jī)1和連續(xù)退火設(shè)備2一體設(shè)置；排線裝置包括排線伺服交流電機(jī)5、滾珠絲杠6和導(dǎo)線輪7，排線伺服交流電機(jī)5通過聯(lián)軸器連接滾珠絲杠6，滾珠絲桿通過絲母連接導(dǎo)線輪7；收線裝置包括收線盤8、收線電機(jī)9、傳動帶輪和變頻器10，收線電機(jī)9和收線盤8相連接，變頻器10和收線電機(jī)9相連接；電位器3、舞蹈輪4、排線伺服交流電機(jī)5、收線盤8、收線電機(jī)9和變頻器10分別與帶有觸摸屏的plc控制系統(tǒng)11相連。

在傳動帶輪和變頻器10的外側(cè)設(shè)有一防護(hù)罩12。

用如上所示的用于電纜生產(chǎn)的緊密收線設(shè)備排線補(bǔ)線方法，主要包括以下步驟：

(1)、將拉絲機(jī)1上的銅絲依次通過拉絲機(jī)1、舞蹈輪4、滾珠絲杠6、導(dǎo)線輪7后引至收線盤8；

(2)、啟動plc自動控制系統(tǒng)，通過觸摸屏控制排線伺服交流電機(jī)5回原點確定收線盤8零點位置，通過觸摸屏設(shè)定收線盤8兩端位置；然后設(shè)定收卷銅絲線徑，plc自動控制系統(tǒng)根據(jù)線盤大小自動運(yùn)算出排線層數(shù)、補(bǔ)線層數(shù)和位置；

(3)、收線；收線盤8由收線電機(jī)9控制，收線電機(jī)9由變頻器10控制，plc控制系統(tǒng)11做pid正向動作調(diào)整，電位器3輸出信號為pid輸入值，目標(biāo)值為舞蹈輪4在中間位置電位器3值；當(dāng)拉絲機(jī)1反饋的速度越快變頻器10控制收線電機(jī)9速度越快，舞蹈輪4在目標(biāo)值位置上下波動，根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達(dá)到實時跟蹤拉絲機(jī)1速度的目的，以保證速度匹配，使位于拉絲機(jī)1上的銅絲不易拉斷；

(4)、排線、補(bǔ)線；排線裝置的導(dǎo)線輪7自動從收線盤8一端運(yùn)動到另一端，來回往復(fù)運(yùn)動，其速度由收線電機(jī)9轉(zhuǎn)速決定；排線裝置是排線伺服交流電機(jī)5傳動的，其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制，收線裝置上的收線盤8轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7運(yùn)動一個線徑，plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機(jī)9變頻器10通訊獲取收線電機(jī)9的轉(zhuǎn)速，通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機(jī)5，收線電機(jī)9每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7就運(yùn)動一個線徑距離，誤差可以精確到微米，使收線盤8緊密收線。

以銅絲線徑2.6mm為例：

線盤長度l＝590mm；線盤小頭直徑d2＝525mm

排線線徑d0；最大補(bǔ)線次數(shù)n1

線盤直徑d＝1000mm；最大排線次數(shù)n2

線盤大頭直徑d1＝610mm；補(bǔ)線位置ln

補(bǔ)線高度b＝nd0

銅線排線計算程序為：

銅絲排滿收線盤8最大排線來回次數(shù)

n2＝(d-d1)/4d0＝(1000-610)/4d0＝97.5/d0

n2即為銅絲排線循環(huán)次數(shù)。

銅絲排滿收線盤8后補(bǔ)平椎體程序：

最大補(bǔ)線來回次數(shù)n1＝(d1-d2)/4d0＝(610-525)/4d0＝21.25/d0

補(bǔ)線高度b＝nd0

根據(jù)三角函數(shù)可得：(l-ln)/l＝b/a

補(bǔ)線位置ln＝(la-bl)/a＝(la-nd0l)/a＝l-nd0l/a＝590-13.9nd0

銅絲線徑d0＝2.6mm

最大補(bǔ)線來回次數(shù)n1＝(d1-d2)/4d0＝(610-525)/4d0＝21.25/d0＝8次

第一次補(bǔ)線位置l1＝590-13.9nd0＝553.86mm

第二次補(bǔ)線位置l2＝590-13.9nd0＝517.72mm

第三次補(bǔ)線位置l3＝590-13.9nd0＝481.58mm

第四次補(bǔ)線位置l4＝590-13.9nd0＝445.44mm

第五次補(bǔ)線位置l5＝590-13.9nd0＝409.3mm

第六次補(bǔ)線位置l6＝590-13.9nd0＝373.16mm

第七次補(bǔ)線位置l7＝590-13.9nd0＝337.02mm

第八次補(bǔ)線位置l8＝590-13.9nd0＝300.88mm

銅絲排滿線盤最大排線來回次數(shù)

n2＝(d-d1)/4d0＝(1000-610)/4d0＝97.5/d0＝37次

銅絲線徑為2.6mm時，來回排線37次錐型收線盤8布滿銅絲，補(bǔ)線8次可把錐型收線盤8錐度補(bǔ)齊；每次補(bǔ)線位置ln和補(bǔ)線次數(shù)呈函數(shù)關(guān)系；利用交流伺服電機(jī)定位特點補(bǔ)8次位置即可把錐度補(bǔ)平。最后成品銅絲拆盤打包、熱縮包膜等工序完成成品銅絲生產(chǎn)。

如圖3所示：實線為補(bǔ)線部分，銅絲從內(nèi)側(cè)抽絲當(dāng)抽完虛線部分時，成品絲下頭粗上頭細(xì)，與錐型成品銅線上頭粗下頭細(xì)相比經(jīng)這種方式補(bǔ)線后銅絲不易坍塌。

銅桿經(jīng)過銅拉絲機(jī)1變成銅絲，銅絲經(jīng)過連續(xù)退火設(shè)備2進(jìn)行連續(xù)退火，舞蹈輪4、電位器3反饋銅拉絲機(jī)1的速度，舞蹈輪4的位置根據(jù)銅拉絲機(jī)1出線的速度可以自動調(diào)節(jié)，用電位器3來反饋，變頻器10調(diào)節(jié)主電機(jī)。收線盤8由收線電機(jī)9控制，收線電機(jī)9由變頻器10控制，plc控制系統(tǒng)11做pid正向動作調(diào)整，電位器3輸出信號為pid輸入值，目標(biāo)值為舞蹈輪4在中間位置電位器3值；當(dāng)拉絲機(jī)1反饋的速度越快變頻器10控制收線電機(jī)9速度越快，舞蹈輪4在目標(biāo)值位置上下波動，根據(jù)波動幅度和頻率調(diào)整比例增益及積分時間從而達(dá)到實時跟蹤拉絲機(jī)1速度的目的，以保證速度匹配，使位于拉絲機(jī)1上的銅絲不易拉斷；排線裝置的導(dǎo)線輪7自動從收線盤8一端運(yùn)動到另一端，來回往復(fù)運(yùn)動，其速度由收線電機(jī)9轉(zhuǎn)速決定；排線裝置是排線伺服交流電機(jī)5傳動的，其排線的位置和線速都可以得到精確的定位和控制，收線裝置上的收線盤8轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7運(yùn)動一個線徑，plc自動控制系統(tǒng)利用rs485與收線電機(jī)9變頻器10通訊獲取收線電機(jī)9的轉(zhuǎn)速，通過plc自動控制系統(tǒng)控制排線伺服交流電機(jī)5，收線電機(jī)9每轉(zhuǎn)動一圈排線裝置上的導(dǎo)線輪7就運(yùn)動一個線徑距離，誤差可以精確到微米，使收線盤8緊密收線。

上述具體實施方式不能作為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，對本發(fā)明實施方式所做出的任何替代改進(jìn)或變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明未詳述之處，均為本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。