台达产品在高速绞线机上的成功应用

摘要：高速绞线机属于线缆机械。项目在极短的时间内将整套系统开发成功，比较上一代产品在控制方式及操作方面有的改善，得到用户的认可与重视。台达的机电产品齐全，具有很高的性价比，同时周到的技术支持和服务体系赢得了客户的青睐。本文着重介绍高速绞线机的工作原理、工艺要求、系统配置等内容。
关键词：高速绞线机 线缆行业 张力跟踪
1 引言
高速绞线机的用途主要是对多股裸铜线、镀锡线、漆包线进行绞合。控制系统包括人机界面、PLC、变频器。控制难点在于张力控制，各种保护措施等等。与上一代系统相比具有张力的自动跟踪、主轴的润滑方式、机内无污设计、过线方式、友好的人机界面、机器配置、紧压装置、导入品保体系等等特点。
2 系统架构设计
2.1硬件配置设计
参见系统框图（图1）。硬件设计包括人机界面+PLC+变频器+磁粉离合器。

图1 高速绞线机系统框图
2．2工艺要求及技术参数
（1）技术参数。高速绞线机分为以下几种机型：300型/400型/500型/560型/650型，技术参数如表1所示。
表1 高速绞线机技术参数

3 工艺分析
3.1 张力跟踪
张力跟踪采用进口的磁粉离合器，根据当前的计长占人机界面上设定的总长的比例，同时结合卷径比的设定，自动通过PLC计算磁粉离合器应当输出的转距，进行张力的自动跟踪和初始张力的设定。卷径比的设定从1.7-3.1，卷径比的不同影响转距输出的最大值。张力的自动跟踪是为了保证收线盘从空芯卷径到满卷卷径的过程中恒张力，避免导致导体延伸损耗和因为收线张力不稳定而导致跳股、断线。
3.2 通讯控制
通讯控制：主轴变频器频率给定和主轴电机当前运行转速通过RS485通讯。
3.3 卷径比控制
卷径比：卷径比的设定值为1.7、1.9、2.1、2.3、2.5、2.7、2.9、3.1。卷径比为1.7张力设定为8档，即将磁粉离合器能提供的最大转距8等分。随着计长的不断增加，按照计长在线总长设定中所占的比例，使输出转距逐渐增大。卷径比为1.9，张力设定为10档；卷径比为2.1，张力设定为12档；卷径比为2.3，张力设定为14档；卷径比为2.5，张力设定为16档；卷径比为2.7，张力设定为18档；卷径比为2.9，张力设定为20档。卷径比为3.1，张力设定为22档。自动计长，满卷自动停车。
3.4 主轴润滑
采用机油润滑方式，自然循环冷却，保证主轴在3000rpm时的有效润滑，避免机械摩擦损耗，延长主轴使用寿命，降低运转噪音。
3.5 张力设定
要求能在人机界面上直观的输入张力的大小，单位：牛顿。张力在收卷盘头从空芯卷径到满卷卷径变化的过程中张力保持恒定。因此由磁粉离合器控制的输出转距应当由小到大的变化，张力跟踪也是由小到大渐变的过程。
3.6 压紧装置
工艺上要求有效的降低绝缘材料的损耗。机器内设三道压紧装置，保证导体绞合后的圆整度，保障薄壁绝缘线的产品特性，有效的降低绝缘材料的损耗。
3.7 导入品保自动化体系
张力控制由卷径比，自动分配张力等级即最大输出转距值。可以根据线总长设定，系统自动将工艺参数进行配置，保证绞线的成批品质。
4 整机系统图片
参见图2、3、4、5。

5 调试过程
5.1 初调试
主要是将变频器的参数进行相应的设置。

5.2 模拟板校准
OFFSET/GAIN进行调整。首先将0电压输入的时候将模拟板输出调整为0；将24v电压输入时，模拟板的输出电压调整成10v，调整GAIN。
5.3 通讯测试
将PLC和变频器的通讯调整成功。写频率只在速度进行改变时才通讯一次；当主轴运转时，对变频器的运转频率进行实时的读取，并将相应的运行的频率转换成电机的转速。
5.4 启动和点动的测试
系统启动有两种方式。方式一：自动启动；方式二：点动。自动启动即启动后，主轴速度由零自动升速至设定的转速。点动是工艺上要求在检修设备和每次穿线时进行操作的。点动的速度也可以通过通讯的方式进行设定。
5.5 根据设定的卷径比和线总长的设定
在自动启动的状态下，监控PLC中D1117的当前值，观察电柜中的电流表，从人机界面上记录当前的计长值，计算当前的计长值占总长设定的比例；比较改比例与D1117与最大值之间的比例是否大致吻合。并且让机器长时间的运行，观察随着计长的不断增大，D1117的当前值是否也随之增大，并且比例是否同步。
5.6 保护措施在自动运行当中效果测试
逐项进行测试。并且按照要求，点动时有些保护也是起作用的。在进行该步测试时，一定要严格，否则一旦有失误会造成很严重的后果。
5.7 清零
高速计数要及时清零。否则计长不准，直接影响张力跟踪的效果。
6 结束语
台达的机电产品人机界面、PLC、变频器、伺服、温控、数控等基础自动化平台功能精致，而且具有非常高的性价比。依靠中达FAE的技术优势，能够根据客户的需要为客户提供完整的系统方案和配置，正在转变成为系统集成方案以及OEM推广产品应用综合服务领域。