全自動繞線機(jī)的繞線張力控制器原理

發(fā)布時間：2016-07-25 新聞來源：：東莞天機(jī)傳動官網(wǎng)

張力控制器系統(tǒng)在全自動繞線機(jī)里應(yīng)用己經(jīng)較為廣泛和普遍了，現(xiàn)在的繞線機(jī)也廣泛地應(yīng)用于其它行中行業(yè)。在這些行業(yè)中，發(fā)現(xiàn)有些材料比較細(xì)，而且沒有張力，對它們進(jìn)行高精度的繞線有一定的困難，因此需要一個高精度繞線控制系統(tǒng)來解決這種問題。1、繞線機(jī)的總體控制方案設(shè)計

(1) 繞線機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 全自動繞線機(jī)由放線機(jī)構(gòu)、繞線機(jī)構(gòu)和排線機(jī)構(gòu)三部分所組成。在排線過程中只要繞線電動機(jī)和排線電動機(jī)保持恒定的轉(zhuǎn)速比就可以實現(xiàn)等螺距卷繞。
(2) 卷取張力控制方案控制系統(tǒng)中，主調(diào)節(jié)器為張力調(diào)節(jié)器，主調(diào)節(jié)器接受張力定值信號;速度調(diào)節(jié)器在主軸轉(zhuǎn)動時保持線速度的恒定，電流調(diào)節(jié)器保證電機(jī)的穩(wěn)定。兩條副回路只是在卷取過程中起粗調(diào)作用，而主回路才是對卷取張力的細(xì)調(diào)。當(dāng)張力高于或低于設(shè)定值時，其調(diào)節(jié)器發(fā)生調(diào)節(jié)信號，校正卷取系統(tǒng)的給定值，不斷糾正張力，保持卷取時張力的恒定。

(3) 繞線控制方案主調(diào)節(jié)器為位置調(diào)節(jié)器，保證每次繞線都能達(dá)到所需的位置，接下來傳遞給矢量調(diào)節(jié)器，到達(dá)一定位置后能往相反的位置行走。在整個過程中，要保證導(dǎo)軌絲杠行走的速度保持一定。通過速度調(diào)節(jié)器，保證速度保持穩(wěn)定。

2、繞線機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計此次設(shè)計的控制系統(tǒng)中，參與運(yùn)作的主要設(shè)備器件有伺服電機(jī)機(jī)、變頻器、交流異步電動機(jī)、PLC。其中伺服電機(jī)和交流異步電動機(jī)實現(xiàn)對各個控制環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié);變頻器對重要控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)調(diào)整;PLC作為核心控制器最終實現(xiàn)繞線的控制系統(tǒng)。
3、系統(tǒng)的仿真為檢驗此設(shè)計系統(tǒng)的可靠性、正確性以及穩(wěn)定性，在這里使用MATLAB語言來實現(xiàn)仿真，確定系統(tǒng)的可靠性，驗證所做設(shè)計的準(zhǔn)確性。
(1) 恒張力仿真由于此系統(tǒng)恒張力控制比較復(fù)雜，不易精確求得數(shù)學(xué)模型、被控對象的參數(shù)變化較大，因此采用PID校正能得到滿意的控制效果。經(jīng)上文分析可以知道，卷取張力的控制實際是一個速度跟蹤器，下而將對這一系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
(2) 繞線伺服系統(tǒng)的仿真繞線系統(tǒng)主要是由伺服電機(jī)控制的，而來回往復(fù)運(yùn)動是由位置控制的，因此，這里主要測試位置環(huán)的階躍性。

上面為大家介紹了繞線機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成和工作原理。為實現(xiàn)焊絲的自動繞線，設(shè)計了硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)。硬件由模擬量采集模塊來處理張力傳感器輸入的張力信號，由可編程序控制器對模擬量模塊的信號進(jìn)行操作和計算，模擬量輸出傳給變頻器，變頻器可以實現(xiàn)對電機(jī)速度的控制，以實現(xiàn)焊絲的高精度繞線。并且能使繞線伺服系統(tǒng)適應(yīng)各種變化而不斷地修正控制器的參數(shù)，控制速度環(huán)跟隨理想模型，從而使位置環(huán)輸出達(dá)到理想效果，實現(xiàn)高精度繞線。

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