拉丝机的工作原理

拉丝机行业，涉及的设备种类非常多，常见的拉丝机有水箱式拉丝机、直进式拉丝机、滑轮式拉丝机、倒立式拉丝机等，拉丝机主要应用在对铜丝、不锈钢丝等金属线缆材料的加工，属线缆制造行业极为重要的加工设备。随着变频调速技术的不断发展，变频调速器已经被广泛应用在拉丝机行业，承担着拉丝调速、张力卷取、多级同步控制等环节，变频器的应用，大大提高了拉丝机的自动化水平与加工能力、有效降低了设备的单位能耗与维护成本，得到了行业的广泛认同。

从机械上，可以分解为拉丝部分与收线部分，从电气控制上可以分解为拉丝无级调速控制与卷取的恒张力同步控制，通过张力摆杆的位置变化，回馈控制系统，经过自动运算，改变卷取电机运行速度，从而达到卷取与拉丝两个环节体现出恒张力与速度同步，并通过排线导轮电机，可以随着卷取速度的不同，均匀地将成品金属丝缠绕在卷取工字轮上，以实现对金属材料的拉伸加工。

行业现状：

行业的现状，本材料只限于针对电气控制部分的陈述，请读者谅解！

小型拉丝机的控制模式，是目前主流的控制方式，拉伸与卷取控制由PLC或者工控机IPC来完成，变频器接受PLC或者IPC的指令，实现拉伸级的无级调速与卷取的恒张力控制。该系统解决方案将直接导致成本高昂、系统复杂、维护难度大、维修成本高、系统控制响应差等问题。

INVT推荐方案：

INVT向您推荐的控制方式，该两种中型、小型、微型伸线机电气控制方式，将卷取的同步与张力控制、系统开动与停车控制、故障报警等功能集成在变频器内部，与机械系统融为一个整体，外部信号直接送入变频器，经内部算法快速反应在对系统的直接控制，大大提高了系统的响应速度，省去PLC、HMI、IPC，节省系统成本，降低故障点，并可根据用户需求配置LED或者LCD操作盘，体现人机操作的人性化，方便用户的操作、维护、调试与使用。

产品介绍： INVT-CHV130专用型变频器

INVT-CHV130专用型变频器，是在INVT-CHV100高性能矢量变频器的硬件平台与核心控制算法的基础上，结合双变频中型、小型及微型拉丝机控制的要求，开发出来一款专门针对双变频控制拉丝机的变频器，为适应行业应用的要求，在硬件、软件算法、结构上都做了许多特殊处理，特别针对耐高温、防金属粉尘、防潮湿、防腐蚀等处理，大大增强了变频调速器在拉丝机行业的可靠性。

1、电流矢量控制

INVT-CHV130专用型变频器采用ARM（32位）+DSP（16位）双CPU控制系统，功能控制与性能控制完全分离，底层高性能电机控制模块采用电流矢量控制算法，即把定子电流按照坐标变化分解成励磁电流分量与转矩电流分量，分别进行控制，从而实现转矩的高精度控制。

与V/F控制比较，矢量控制的优势

（1）低频转矩特性优秀

（2）动态响应特性好，能快速响应负载的变化

（3）速度控制精度高，能实现高精度的同步控制

（4）能进行直接转矩控制，无PG反馈转矩控制精度高，实现低成本的张力控制

2、主要技术

◆输出频率范围：0.00～600.00Hz；

◆速度控制方式：SVC、VC、V/F控制、转矩控制；

◆指令通道方式：操作面板、端子控制、远程通讯控制；

◆频率给定方式：数字键盘给定、模拟量给定（电流、电压信号）、脉冲频率给定、远程通讯给定、PID闭环给定等。可实现给定的组合和给定方式的相互切换，方便现场调试及复杂工艺的要求；

◆起动转矩大：0.5Hz/150% (SVC)、0Hz/180% (VC)；

◆过载能力： 150%额定电流 60s；180%额定电流 10s；

◆调速比： SVC：1：100，VC：1：1000；

◆载波频率范围：1.0K～16.0KHz；可根据温度和负载特性自动调整；

◆速度控制精度：±0.5%最高速度(SVC)；±0.1%最高速度(VC)；

◆自动电压调整（AVR）：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定；

◆转矩控制：多种转矩指令设定方式，可实现有PG与无PG的转矩控制；

◆高速脉冲输入功能：可实现定长控制；

◆停机处理：停机刹车抱闸输出功能；

◆断线故障检测功能：提供数字信号检测与模拟量信号检测方式；

◆提供两套PID参数：可依据线速度、半径、运行频率自动调节PID控制；

◆显示功能：能显示拉丝长度、拉丝线速度，显示范围广；

◆定长自动停车：定长自动停车功能；

◆设计PID调节限幅功能：实现同步控制系统平稳起停；

◆同步速增益：方便同步控制的调试；

◆配置卷径计算功能：实现高精度张力卷取控制；

◆卷径复位功能：可通过端子实现工字轮卷径复位；

◆排线电机控制功能：带FDT频率检测

3、外围配置

◆可编程数字输入：6路输入，其中1路可作高速脉冲输入(HDI1)，I/O卡可扩展4路输入；

◆可编程模拟量输入：AI1：0～10V输入，AI2：0～10V或0～20mA输入，扩展卡可扩展2路输入(AI3:-10V～10V输入，AI4：0～10V或 0～20mA 输入)；

◆可编程开路集电极输出：1路输出，扩展卡可扩展1路输出（开路集电极输出或高速脉冲输出）；

◆继电器输出：2路输出，扩展卡可扩展1路输出；

◆模拟量输出：1路输出，扩展卡可扩展1路（0/4～20mA或0/2～10V）；

◆提供两种控制电源：+24V，COM；+10V，GND；

4、可靠性设计

1、全系列独立风道设计

◆ 全系列独立风道

◆ 散热器安装方式为柜体内、柜体外可选，风扇更换方便，变频器维护简单

◆ 极大提高了变频器在拉丝等行业不同的应用环境下长期运行的可靠性

2、宽电网电压设计

◆ 电网输入电压在-15%～15%，变频器可安全运行，用户无须其他处理

3、18.5KW～90KW标准配备直流电抗器

◆ 提高输入侧功率因数

◆ 提高整机效率及热稳定

◆ 有效消除输入侧的高次谐波对变频器的影响，减少对外围的干扰

4、安全自检功能

◆ 变频器上电，系统对软、硬件进行完备的安全自检

◆ 系统对功能参数的修改及设置进行安全的钳制，防止用户对功能参数的误设置

5、超强的保护功能

◆ 提供多达20多种的保护功能，可实现变频器、电机、外围设备的全方位保护

◆ 提供故障自动复位功能，方便常规故障的自动排除

◆ 内置雷击过流保护装置，有效提高对于感应雷的自我保护功能

6、标准的制造平台

◆ 具有防静电、防腐蚀、防金属粉尘的三防烤漆处理工艺

◆ 专业化流水生产线

◆ 严格的生产管理制度

如果按产品丝直径的粗细可分4个规格：1。大拉机——成品丝3。5-1。2

2、中拉机——成品丝1。2-0。4

3、细拉机——0.1-0.32或0.07-0.25

4、微细丝拉丝机——0。05-0。12或0。03-0。07

■低频力矩大、输出平稳

■高性能矢量控制

■节能效果好

■比例联动控制精度高

■具有滑差补偿功能，转速精度高

■保持张力恒定、防止断线

■采用最新高速电机控制专用芯片DSP，确保矢量控制快速响应

■硬件电路模块化设计，确保电路稳定高效运行 拉丝机变频器

■外观设计结合欧洲汽车设计理念，线条流畅，外形美观

■结构采用独立风道设计，风扇可自由拆卸，散热性好

■无PG矢量控制、有PG矢量控制、转矩控制、V/F控制均可选择

■强大的输入输出多功能可编程端子，调速脉冲输入，两路模拟量输出

■独特的“挖土机”自适应控制特性，对运行期间电机转矩上限自动限 制，有效抑制过流频繁跳闸

■宽电压输入，输出电压自动稳压（AVR），瞬间掉电不停机，适应能 力更强

■内置先进的 PID 算法 ，响应快、适应性强、调试简单 ； 16 段速控制，简易PLC 实现定时、定速、定向等多功能逻辑控制，多种灵活的控制方式以满足各种不同复杂工况要求

■内置国际标准的 MODBUS RTU ASCII 通讯协议，用户可通过PC/PLC控制上位机等实现变频器485通讯组网集中控制 高速拉丝机主要用于拉拔铜丝，其主电气传动部分由牵伸电机、收线电机、排线电机组成。设备其它辅

助部分有摆杆（张力架）、定位轮、分线轮、往复排线杆等组成。牵伸电机驱动伸线轮运转，四级伸线轮经皮带联动，实现金属拉伸，收线电机实现收卷，设备概况及功能要求如下：

1．1 设备基本参数:

产品名称:高速细线伸线机

牵伸电机(KW): 11/4P

收线电机(KW): 4/4P

进线线径(mm): Φ0.6-1.20

出线线径(mm): Φ0.08-0.32

最大机械速度(m/s): 2500(max)

张力架电阻值: 5KΩ 1．2 技术规格及要求：

◎ 设备启动升速时的同步要求

◎ 设备运行时保持张力恒定

◎ 停车时要求同步，不出现断丝或张力松弛

◎ 设备安全生产要求的断线保护

◎ 点动穿线功能

◎ 外部按钮启动运行

◎ 运行速度显示

◎ 收卷轮空盘与满盘直径比约1:3

◎ 满盘重量50kg左右

◎ 最高运行频率约70HZ. ◎ 针对设备情况选用以下机型及组件作为电气传动设备

INV1: 牵伸变频器S011Z3

INV2: 收卷变频器 S004G3

制动电阻: 1000W/70Ω

◎ 牵伸电机采用S011Z3型变频器，收卷电机采用S004G3型卷绕专用型变频器（外配制动电阻）

◎ 以主机INV1的运转指令及输出频率信号作为从机INV2的运行指令及频率指令实现同步运行

◎ 停车时，对于重量较大的满盘以反方向制动防止因惯性引起的断线

◎ 以JOG功能实现穿线作业时的点动功

◎ 以摆杆输出电压信号作为反馈信号进行内部可变PID补正控制，以三晶变频器系列独特卷绕曲线进行速度预测图形运转，实现恒线速度收卷，满足工艺要求。

使用专用的工具，将钢管固定在压力钳台上，使用球型板牙就可以对钢管进行套丝，或者如果有大量钢管套丝时可以使用套丝机。

套丝机工作时，先把要加工螺纹的管子放进管子卡盘，撞击卡紧，按下启动开关，管子就随卡盘转动起来，调节好板牙头上的板牙开口大小，设定好丝口长短.然后顺时针扳动进刀手轮，使板牙头上的板牙刀以恒力贴紧转动的管子的端部，板牙刀就自动切削套丝。

同时冷却系统自动为板牙刀喷油冷却，等丝口加工到预先设定的长度时，板牙刀就会自动张开，丝口加工结束。关闭电源，撞开卡盘，取出管子。

扩展资料：

套丝的注意事项：

1、机床电器设备接地必须良好，行程撞块的两只限位螺钉必须齐全；

2、套丝机床所装置的砂轮防护罩、皮带防护罩等安全装置必须完整无损，不得随意拆除。防护罩所有固定螺钉应只只旋紧；

3、开动砂轮时，任何人不得站在砂轮正前方，以免发生意外情况；

4、开动套丝机前，砂轮或拉丝刀应离开磨辊一段距离，各电器应在停止位置，磨辊接轴套、磨辊轴承及行程撞块等必须调整妥当,并紧固；

5、砂轮或拉丝刀进给时，要平稳，缓慢，以确保安全。床面、校直机导轨等应勤加油；

6、套丝机在运行过程中，禁止随意触动各手轮，手柄及电器按钮,以免发生意外事故；禁止用手去触碰各运动部件工作台上不允许放置工具及其它物件。

参考资料：