前言
膠管是國民經(jīng)濟中不可缺少的橡膠制品，其應用范圍廣泛，涉及工程機械、汽車、航空、航海等領域。膠管的廣泛應用，也促進和推動了膠管工業(yè)及其生產(chǎn)設備的發(fā)展。鋼絲合股機是生產(chǎn)鋼絲液壓膠管的關鍵設備之一，合股的質量直接影響著成品的好壞。合股機主要分張力控制系統(tǒng)和收線控制系統(tǒng)。本文主要介紹臺達電機產(chǎn)品在合股機收線控制系統(tǒng)中的應用。
一、鋼絲合股機簡介
鋼絲合股機是鋼絲編織機的輔助設備，主要作用是為鋼絲編織機提供編織所用線軸。該線軸由多股鋼絲同時繞制而成，鋼絲合股機因此而得名。
現(xiàn)階段在國內市場上，鋼絲合股機主要有兩大類：第一類是主軸轉速恒定，由于卷徑不斷加大，合股機會一直工作在加速運動中，這樣的合股線軸內好外次，合出的線的懸垂度差異較大，不合格產(chǎn)品較多；第二類是恒定線速度，由于線軸從內到外的速度恒定，所以其懸垂度較好，合線的質量高。應用了臺達機電產(chǎn)品的鋼絲合股機屬于第二類。
鋼絲合股機主要分為張力放線部分和收線部分（見圖1）。
圖1鋼絲合股機
目前，在國內市場上，合股機的張力機構大體分為兩大類：一類為機械結構控制，一類為電氣控制。機械結構控制多用彈簧或重物保證所合的每一根線的張力恒定且相等。機械結構的響應性較差，會導致設備在啟停過程中，會有較大的張力波動，導致懸垂度不合格。機械結構現(xiàn)在主要應用于低速合股機。電氣配合傳感器控制張力，則在啟停過程中，調整速度快且準確，張力基本恒定，懸垂度較好。此類型機構在高速合股機上應用廣泛。本文介紹的此款機器即采用了電氣張力控制方式（見圖2）。
圖2電氣張力控制方式
收線機構由兩部分組成：第一部分為收線主軸，負責驅動線軸卷繞合線；第二部分為扁平電纜機構，在主軸收線的同時將線均勻排布在線軸上。收線機構的所有電控部分都是臺達的機電產(chǎn)品。
二、控制原理
根據(jù)該設備的生產(chǎn)工藝和結構，確定控制分為兩部分：第一部分為合股機的定線速度，控制原理是按確定的初始卷徑，根據(jù)設定的速度計算出變頻器的初始頻率，然后根據(jù)卷徑的增加逐步降低變頻速度，從而保證線速度恒定；第二部分為扁平電纜程序部分，控制原理是通過編碼器計算出線軸的轉速，再通過扁平電纜間距和比例關系，計算出扁平電纜伺服電機的速度，從而使扁平電纜正確。
三、控制構架
根據(jù)上述控制工藝及原理，系統(tǒng)控制的主要電氣組件見表1；控制構架見圖3。
表1系統(tǒng)控制主要電氣組件表
圖3控制構架
四、程序說明
該方案的程序主要分為PLC程序和HMI程序。
1．PLC程序
PLC程序采用WPLsoft編寫，程序總體分為3個關鍵點。
（1）PLC與伺服和變頻器通訊程序的編寫（見圖4）。
圖4 PLC與伺服和變頻器通訊程序
（2）定速程序的編寫。在該段程序中，需要注意初始卷徑和每層增加卷徑的數(shù)值。一般情況下，每層卷徑應該是線徑的0.87倍，可通過三角函數(shù)關系獲得（見圖5）。
圖5定速程序
（3）排線程序的編寫（見圖6）。
圖6排線程序
2．HMI畫面
在觸摸屏接口的設計中，主要是體現(xiàn)最終客戶的操作習慣和設備廠家對設備調試的掌控。HMI主要分為手動接口、自動接口、參數(shù)設備和系統(tǒng)參數(shù)設置。本文只對自動運行接口和參數(shù)接口做簡單介紹。
"運行接口"的主要功能是顯示，在實際操作中，工作人員帶有手套，不方便觸按觸摸屏，故將常用操作按鍵以按鈕實物的形式安放于醒目并方便操作處，操作人員會依據(jù)觸摸屏上的資料對設備進行操作（見圖7）。
"參數(shù)接口"主要對工藝參數(shù)進行設置（見圖8）。
圖7運行接口
圖8參數(shù)接口
結束語
市場對鋼絲編織型膠管的需求正不斷加大，進而增加了膠管鋼絲編織行業(yè)對設備的需求。目前，使用臺達電機控制方案的鋼絲合股機已投入使用，該系統(tǒng)控制精度高，操作簡單，有效提高了工作效率。
