連續(xù)擠壓生產(chǎn)線制品卷盤速度的控制

李憲珠 齊東紅

（東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150060）

引言

我公司的conklad350 連續(xù)擠壓生產(chǎn)線，是生產(chǎn)鋁及鋁合金小規(guī)格圓管，多孔扁管的組合設(shè)備，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于制冷汽車，空調(diào)等工業(yè)領(lǐng)域。其特點(diǎn)是由于擠壓坯料為線材，擠壓工藝過程為連續(xù)擠壓，故制品可以無限長，從而克服了傳統(tǒng)擠壓生產(chǎn)，坯料用定長鑄錠，制品只能定長的缺點(diǎn)。

該生產(chǎn)線的工作過程為：經(jīng)表面清洗的線坯料，通過擠壓機(jī)后生產(chǎn)出要求的制品，該制品經(jīng)冷卻，收集在卷取機(jī)構(gòu)的卷盤上。

在高速連續(xù)擠壓生產(chǎn)過程中，制品能否自動整齊地收集在卷盤上，是生產(chǎn)線能否高速連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵，因此，這里主要介紹，電控系統(tǒng)在自動高速運(yùn)行時，對卷盤的速度控制。

1 卷取系統(tǒng)的組成

卷取系統(tǒng)由制品測速，懸垂機(jī)構(gòu)，卷取機(jī)構(gòu)等部分組成，如圖1所示。

制品測速點(diǎn)選擇在制品冷卻裝置尾部的牽引機(jī)構(gòu)的兩組導(dǎo)輪之間，在這里制品經(jīng)導(dǎo)輪夾持，移動平穩(wěn)，無抖動，保證制品速度檢測的可靠準(zhǔn)確。制品速度由安裝在測速發(fā)電機(jī)軸端，貼附在制品表面的導(dǎo)輪獲得。

在生產(chǎn)過程中，卷盤在卷取制品的同時，還要進(jìn)行橫向往復(fù)移動使制品均勻、有序、整齊地排列在卷盤上。橫移運(yùn)動的方向轉(zhuǎn)換信號，由兩側(cè)的限位開關(guān)取得。卷盤的卷取和橫移，均由具有良好調(diào)速性能的直流電動機(jī)驅(qū)動，每個直流電動機(jī)由高性能的ABB 公司的直流調(diào)速器供電，通過調(diào)整直流調(diào)速器的速度給定信號，完成對電動機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。卷取系統(tǒng)主要電器件見表1。

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由于對卷盤安裝、拆卸、電機(jī)的啟動，制動等過程和運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的操控，很容易實(shí)現(xiàn)，這里不做介紹，下面僅就卷取和橫移電機(jī)速度控制的影響因素及實(shí)現(xiàn)電路做以分析介紹。

2 卷取過程的速度控制

2.1 決定卷取速度的因素

在生產(chǎn)線自動運(yùn)行過程中，卷盤的轉(zhuǎn)速取決于以下因素：

A、制品速度：卷取時，要隨時跟蹤制品的移動速度及其變化。

B、卷徑變化：隨著制品卷取層數(shù)的增多，卷徑也增大，卷盤的轉(zhuǎn)速要隨卷徑變化而變化。

2.2 運(yùn)行控制參數(shù)的獲取

制品速度由制品測速發(fā)電機(jī)獲取，卷徑變化由懸垂機(jī)構(gòu)得到，懸垂機(jī)構(gòu)原理圖略。

在懸垂機(jī)構(gòu)支桿端頭的旋轉(zhuǎn)軸處，安裝一個電位器。當(dāng)卷徑由于層數(shù)增加而增加時，假設(shè)卷盤轉(zhuǎn)速不變，則卷盤卷取線速度增大，致使制品的張力增大，導(dǎo)致懸垂弧深變小，支桿拉起，使軸端電位器的輸出變化，其作為直流調(diào)速器速度給定的一部分，控制電機(jī)降低速度。反之亦反，直到系統(tǒng)達(dá)到新的運(yùn)轉(zhuǎn)平衡為止。

2.3 卷取速度控制的實(shí)現(xiàn)

連續(xù)擠壓生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)的運(yùn)行控制，由一臺電子計(jì)算機(jī)完成。因此，卷取電機(jī)的速度控制信號，也是通過該計(jì)算機(jī)的處理取得的，其電路如圖2所示。

3 橫移過程的速度控制

3.1 決定橫移速度的因素

橫移時，移動速度既要適時跟蹤卷取速度及其變化，又要滿足節(jié)距變化的要求。由于制品規(guī)格多樣，其范圍為：

圓管：外徑準(zhǔn)5mm-準(zhǔn)50mm

壁厚0.4mm-3.0mm

多孔扁管：寬5mm-60mm

厚4mm-10mm

壁厚叟0.4mm

在生產(chǎn)不同規(guī)格制品時，圈與圈間的節(jié)距也不同。節(jié)距大的要求橫移速度快，反之亦反。

3.2 橫移速度控制的實(shí)現(xiàn)

橫移速度控制信號的取得見圖3。

為節(jié)距設(shè)定電位器，卷取電機(jī)軸端測速發(fā)電機(jī)，具有兩個作用，其一為卷取電機(jī)速度閉環(huán)速度反饋信號源，其二為橫移電機(jī)速度給定信號源，使橫移速度隨時跟蹤卷取速度及其變化。為了滿足制品規(guī)格不同對橫移速度的要求，在操縱臺上安裝了節(jié)距設(shè)定電位器，生產(chǎn)人員可根據(jù)制品規(guī)格尺寸的不同調(diào)節(jié)節(jié)距電位器。

4 結(jié)束語

連續(xù)擠壓生產(chǎn)線，因其坯料是可無限長的線材，使產(chǎn)出的制品也可無限長成卷交貨。這是其它擠壓設(shè)備無法做到的，也是該生產(chǎn)線的特點(diǎn)和優(yōu)勢。該生產(chǎn)線的產(chǎn)品雖然只有圓管和多孔扁管兩個品種，但產(chǎn)品規(guī)格卻有很多種，不同規(guī)格產(chǎn)品要求的速度也不同。在自動高速狀態(tài)下，其制品速度最高可達(dá)200米/分。因此，如果制品卷取環(huán)節(jié)速度的控制不準(zhǔn)確，連續(xù)擠壓將無法實(shí)現(xiàn)。

本文分析了生產(chǎn)線自動高速運(yùn)行過程中，決定卷盤卷取和橫移的速度的因素，給出了實(shí)現(xiàn)對卷取及橫移速度控制的措施及相應(yīng)的電路。經(jīng)多年的生產(chǎn)運(yùn)行表明，制品卷取系統(tǒng)速度控制電路是可行的。控制準(zhǔn)確可靠，制品排列均勻、有序、整齊。

[1]李媛，宋寶韞,徐振越,陶鐵男.連續(xù)擠壓生產(chǎn)線收排線機(jī)控制系統(tǒng)性能檢測[J].微計(jì)算機(jī)信息，2009-10-05.