6ES7216-2BD23-0XB8大量供应
1引言
我国制鞋机械业诞生于20世纪80年代。经过20多年的奋斗，随着中国成为世界鞋业加工基地，鞋机企业完成了创业初期的资金和技术积累。近年我国制鞋机械年销售额每年都以20％以上的速度增长国内进口制鞋设备仅占大陆市场份额的5％左右。
带刀片皮机成为近年来皮革制品企业使用为普遍的机械，是近来各类皮革展会的重点参展设备。本文讨论的XJID3型精密带刀片皮机适用于对皮革制品行业中宽42 0mm，厚8mm 以下的硬、软皮料进行片薄、片匀处理。
制鞋生产中的帮片，按照工艺的需要，对于材料的厚度都有着一定的尺寸要求，但制革厂生产的皮革厚度往往大于帮片的设计尺寸，这时就需对帮片进行整体片削，使帮片的各个部件达到工艺要求的均匀的厚度。整个机器的结构示意如图1所示。
2系统结构描述
带刀片帮机主要由带刀机构、送料机构、磨刀机构、传动机构和集尘装置等部份组成。
2.1送料机构
带刀片帮机送料辊的转动系由多速电机带动，有三种不同的转速．可依据片削的要求选择其中一种速度．其送料速度在每秒钟0．1米至0．36米之间。为避免片削后帮片左右厚薄不匀的现象，调节上下送料辊时应注意使上下送料辊的轴线与带刀刃口保持平行。
2.2除尘机组
除尘结构由主风机（吸取皮的粉末）和辅助风机（吸取砂轮的粉末）组成，工作时自动运行。
2.3磨刀结构
磨刀结构有一个砂轮电机驱动，从刃磨机构操纵门l2内进行调节，磨刀砂轮移向带刀刃口进行刃磨。
2.4带刀机构
带刀机构由一个电机驱动环状带形薄刀作循环的快速回转，对材料进行片削。适于将薄形软件作整体片薄，也可对帮片进行局部剖分，例如将前帮的前尖部份进行局部剖分以便置入热塑性的包头，从而简化工艺、降低成本。使用专用的托模，带刀片帮机还可对帮片的特殊部位进行片削。进刀的位置可由标尺l指示。有些带刀片帮机采用重锤顶刀装置。其刀口始终处于工作位置则无需进行此项调节，为了观察刃口的情况，大多数机器面板处都设有观察窗，可通过放大镜对刃口进行观测。带刀刃口应在带刀全部长度上磨出并应保持平直、无跳动和晃动现象。带刀用窄以后需进行换刀。换刀时，将旧刀刃口倒钝后松开从动刀轮，退出旧刀换上新刀，重新张紧从动刀轮。带刀的张紧应适度，不得过紧或过松。主动刀轮和从动刀轮的轴线位置均可调节，其目的是使带刀运转时处于正确的位置，出厂时都已进行过jingque的调整，一般不应随意调节，以保证机器良好的工作状态。
2.5进料厚度测量装置
厚度调节手轮带动一个1K的精密电位器转动，把厚度的变化转变到电阻的变化，通过电压转化得到0-10V的标准信号，转变成0-2000的数字信号，通过在高点、低点的对应关系，得到厚度的测量。
3台达自动化解决方案
3.1台达自动化平台设计
台达自动化平台设计参见表1。平台主体由台达单一技术集成，具有同构技术平台方案特色。
表1台达自动化平台配置
3.2电气自动化原理设计
参照XJID3型精密带刀片皮机系统结构提出的电气自动化要求，主电路原理设计参见图2。控制电路原理图参见图3。
图2 主电路原理图
图3 控制电路原理图
4结束语
该机带刀片皮机采用液晶触摸屏显示，具有友好的人机界面。片削厚度数字显示准确,并可设定片皮速度，具有自动进刀定位装置，刀具无需调整，自动调整刀具与压板之间的间隙使片皮精度更高、采用变频宽范围无级调速，进料速度可获得理想的片皮质量。本解决方案明显提高了XJID3型精密带刀片皮机自动化技术水平。
1引言
金属丝材是基本常用的金属深加工制品。生产金属丝材的金属拉拔机械简称拉丝机。随着国家对不可再生资源的日益关注，提倡节约，在整个电线电缆行业，越来越多的厂家开始尝试开发新型的生产设备，如铜包铝设备，由此延伸出来的三联拉等高端设备的潜在市场显得非常巨大，张家港维达机械正是看到了这样的商机，投入人力、物力开始研发新型的三联拉设备。在竞争激烈的拉丝机市场，单片机开发的专用控制器以及拉丝机专用变频器系统结构简单造价低廉，对于工艺条件要求严格的高端拉丝机，由触摸屏、PLC与变频器系统集成的方案具有更加的自动控制技术优势。
2拉丝机工艺描述
拉丝机种类繁多，按照拉丝的线径大小可以分为：微拉机（线径单位：丝）、小拉机（线径单位：0.Xmm）、中拉机（线径单位：mm）、大拉机（线径单位：1Xmm）从拉丝机内部控制方式和机械结构来说，又可以分为水箱式、滑轮式、直进式等主要的几种。对于不同要求，不同精度规则的产品，不同的金属物料，可选择不同规格的拉丝机械。而于钢丝生产企业和高端丝材，针对材料特性，其精度要求和拉拔稳定度高，使用直进式拉丝机较多。拉丝工艺不同，但其工作过程基本上可以划分成放线、拉丝、收线等3部份工艺过程。
金属丝的放线，对于整个拉丝机环节来说，其控制没有过高的精度要求，大部分拉丝机械，放线的操作是通过变频器驱动放线架实现的，但也有部分双变频控制的拉丝机械，甚至直接通过拉丝环节的丝线张力牵伸送进拉丝机，实现自由放线。拉丝环节是拉丝机为重要的工作环节。不同金属物料，不同的丝质品种和要求，拉丝环节有很大的不同，本文将详细分析设计直进式拉丝机自动控制系统。收线环节的工作速度决定了整个拉丝机械的生产效率，也是整个系统难控制的部分。在收线部分，常用的控制技术有同步控制与张力控制实现金属制品的收卷。
3系统设计
3.1直进式三联拉丝机系统方案设计
直进式三联拉丝机自动化系统框图参见图1。
图1 直进式三联拉丝机自动化系统框图
三联拉属于大型拉丝机，拉出丝的线径较粗（大线径14mm），需要电机在低频启动时要能提供足够大的输出转矩。这样对于变频器的低频特性有较高的要求。在做方案时选择了使用B系列的变频器，矢量控制能较普通变频器在低频控制时，让电机的输出转矩有明显的提高。
三联拉不同于传统的拉丝机，一般的拉丝机分为双变频和单变频控制两种。在控制上只要PID参数在调试的过程当中能够合理设置，让收线的速度通过积分的作用跟随拉丝的速度，将积分增益设置的大一些，而积分周期要长一些，这样控制效果会比较理想。而三联拉分为两级拉伸，从拉的速度跟随主拉的速度，收线的速度要快速跟随从拉的速度。当主拉速度变化时，从拉及收线的速度要跟随主拉的速度同升同降，并且由于主拉加减速打破了之前的平衡状态，要求从拉及收线的要快速响应，达到新的平衡状态。尤其是收线要更加要快速响应。由于控制对象相互之间在速度上相互影响，在应用普通拉丝机的控制方法，使用简单的PID调整就很难使得从拉和收线达到平衡。积分作用的滞后，平衡杆可调节的范围又比较小，如果不能快速响应，会出现摆杆回到平衡位置的时间较长，在回到平衡位置后，由于积分的累计使得前后速度已经有较大的差异，又造成超过平衡位置，此时后一级又需要经过一段时间的积分作用才能将速度校正过来，但由于积分作用的滞后使得还未将平衡杆校正过来，可能丝就已经被拉断了。需要一种新的控制算法，要能够快速响应主速的变化，不能够超调，造成系统的震荡。具体的控制算法在下文进行详细的介绍及说明。
3.2控制系统结构与算法设计
（1）系统控制结构。系统控制结构如图2所示。
图2 系统控制结构
（2）控制算法设计。根据实际控制对象的特性，要求快速响应，调节范围有限。考虑用比例的关系进行调整，因为大拉机械设计上与微拉、小拉、中拉有很大的不同。前者收线都存在卷径的变化，由卷径的变化而影响速度。而大拉的收线部分不同于前者，可以忽略卷径的变化。算法如下公式所示：
V从拉=K1*V主拉+Kf1*ΔE1(1)
V收线=K2*V从拉+Kf2*ΔE2(2)
其中K1为主拉与从拉之间的同步比例系数，K2为从拉与收线之间的同步比例系数。
Kf1,Kf2分别为反馈比例系数，ΔE1，ΔE2为偏离平衡位置的偏差，偏差有正负之分。
由于原料丝经过不同孔径的模具后，被拉成细线径的丝。伸长率很大，如果对伸长部分不进行处理，在低速和高速的时候，从拉及收线是来不及响应的。如何确定K1与K2的大小，可以通过原料丝与被拉后丝的体积不变的原则来计算。在人机界面上由操作者在图3画面进行设定。
图3 同步比例系数设定画面
（3）同步比例系数的确定方法。因为体积V=πr2L(r为丝的半径，L为丝的长度)，从原料丝到经过模具后丝的线径发生了变化。假设进模具前的线径为r1,长度为L1;经过模具后丝的线径为r2,长度为L2，则根据体积不变的原则可以得出：
r12L1= r22L2，即原料丝经过模具后被拉长了，伸长的系数K= L2/L1= r12/ r22
经过这样的推导，就可以得出在前面控制算法中（1）,(2)两式中同步比例系数K1、K2.
反馈比例系数Kf1、Kf2的确定是依据具体的调试效果来确定。
3.3台达机电产品应用设计
（1）硬件构成。硬件构成参见表1。
表1 硬件选型
（2）PLC—变频器电气设计。在配置上选用比较有特色的DVP10SX00R的主机，该主机上自带2路模拟量输入和2路模拟量输出，解析度12位。选用DVP02DA-S的模块，一路作为两个平衡杆电位器的电源，一路作为收线变频器的速度给定。而主机上自带的2路DA，分别作为主拉变频、从拉变频的速度给定。2路AD则分别作为2路电位器的反馈输入，参见图4。这样不仅仅能够为客户节省大幅的成本，安装尺寸也非常小，节省了安装空间。
图4 PLC电控设计
4系统调试
在整个调试过程中，不仅要合理的调整反馈比例系数。也要注意主拉、从拉在正常运行过程中出力的不同。可以想象由于原料丝的线径粗，即道拉伸主拉电机要出更多的力，即主拉在低速启动时需要较高的转距，如果仅仅单纯的去调试PLC程序，改变反馈比例系数，在拉不同线径的丝时，控制的效果一定是会发生变化的。我们不可能要求操作人员去动态的调整反馈比例系数。其实只要将主拉的V/F曲线调整的合理，提高低速转距或者根据实际情况还可以将主拉变频的控制方式改成矢量控制，来弥补低速运行时出力不足的情况。
如果主拉的控制方式采用矢量控制，在负载较重的时候，会发现平衡杆频繁震荡。
如果观察运行电流，会发现电机运行电流忽大忽小，之会出现这种情况的原因是由于采用矢量控制时，变频的输出电流会进行补偿，以提高电机的输出转矩。而电流改变的太频繁，会造成上述的现象，如何解决？可以增大转矩补偿低通滤波时间，增大该值可以非常有效的克服振动的现象。这一点是非常关键的。
整个系统在运行中可以分启动、加速、减速、停车过程。启动要求主拉具有较高的启动转矩，在拉大线径时也要能有足够的力量。在加速的过程中需要从拉的加速时间要小于主拉的加速时间，目的是为了快速跟随主拉速度的变化，也能及时的对平衡杆的变化响应出来。收线在加速的过程中，加速时间要比从拉更小，因为收线要更加快速的对主拉或从拉速度的变化进行快速响应。在减速和停车的过程中，也要合理的对主拉、从拉、收线的减速时间进行设定。以保证在停车时平衡杆能够停在平衡位置附近。
5 结束语
基于台达机电技术的三联直进式金属拉丝机系统已经投入试车运行。系统启动、加速、减速、停止的动态过程实际效果达到预期设计。平衡杆始终在平衡位置上下很小的一个范围内轻微的摆动。本套系统区别于其它系统，能够自动调整线径的变化造成的伸长率的变化。同步比例系数自动调整，非常灵活。