一种高精度拉丝机控制系统及控制方法
阅读说明：本技术 一种高精度拉丝机控制系统及控制方法 (High-precision wire drawing machine control system and control method ) 是由 谭礼春 于 2020-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高精度拉丝机控制系统,控制模块与送料驱动模块、温控通讯模块、拉丝模块、切丝模块和分拣模块连接,送料驱动模块接收控制模块的驱动命令,切丝驱动模块接收控制模块的驱动命令,温控通讯模块包括温度采集单元、温控器和加热单元,温控器与温度采集单元连接,温控器与加热单元连接,用于控制加热单元的输入与输出；拉丝模块与包括第一测量单元、拉丝驱动单元,控制模块采集第一测量单元信号运算并驱动拉丝驱动单元；分拣模块包括第二测量单元、分拣驱动单元,控制模块接收第二测量单元的信号并驱动分拣驱动单元。本发明避免拉丝过程出现受力不均引起玻璃纤维扭转,提高玻璃纤维的精度。(The invention discloses a high-precision wire drawing machine control system, wherein a control module is connected with a feeding driving module, a temperature control communication module, a wire drawing module, a wire cutting module and a sorting module, the feeding driving module receives a driving command of the control module, the wire cutting driving module receives a driving command of the control module, the temperature control communication module comprises a temperature acquisition unit, a temperature controller and a heating unit, the temperature controller is connected with the temperature acquisition unit, and the temperature controller is connected with the heating unit and used for controlling the input and the output of the heating unit; the control module collects the signal operation of the first measuring unit and drives the wire drawing driving unit; the sorting module comprises a second measuring unit and a sorting driving unit, and the control module receives signals of the second measuring unit and drives the sorting driving unit. The invention avoids the torsion of the glass fiber caused by uneven stress in the wire drawing process and improves the precision of the glass fiber.)
技术领域
本发明涉及一种高精度拉丝机，特别涉及一种高精度拉丝机控制系统及控制方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
高精度玻璃纤维拉丝机正常工作时，温度对玻璃纤维的张力和半径收缩变化影响很大，在研究中发现温度只要改变0.1℃，都能够对最终玻璃纤维直径产生很大的影响，所以在化料时加热炉温度一般会保持稳定在目标温度。同时化料后，高温料直径不同至拉丝精度不高，拉丝振动大，玻璃纤维不匀称。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高精度拉丝机控制系统，包括控制模块、送料驱动模块、温控通讯模块、拉丝模块、切丝驱动模块和分拣模块，所述控制模块与所述送料驱动模块、温控通讯模块、拉丝模块、切丝模块和分拣模块连接，所述送料驱动模块接收所述控制模块的驱动命令，进行驱动运行控制，所述切丝驱动模块接收所述控制模块的驱动命令，进行驱动运行控制；
所述温控通讯模块包括温度采集单元、温控器和加热单元，所述温控器与所述温度采集单元连接，用于实时接收温度信号，所述温控器与所述加热单元连接，用于控制加热单元的输入与输出；
所述拉丝模块与包括第一测量单元、拉丝驱动单元，所述第一测量单元用于实时测量高温料直径，所述控制模块采集第一测量单元信号运算并驱动所述拉丝驱动单元；
所述分拣模块包括第二测量单元、分拣驱动单元，所述第二测量单元用于测量实时测量玻璃纤维直径，所述控制模块接收所述第二测量单元的信号并驱动所述分拣驱动单元。
进一步地，所述控制模块包括采集单元、计算单元、控制单元、设置单元和通讯单元；所述采集单元采集第一测量单元信号并传输给计算单元，所述计算单元的输入信号还包括设置单元的信号，输出信号到控制单元，所述通讯单元连接控制单元。
进一步地，所述拉丝模块还包括伸缩单元，所述伸缩单元与所述第一测量单元，用于控制所述第一测量单元位置。
进一步地，所述伸缩单元与所述控制单元连接。
进一步地，所述控制模块还包括PID调节器和显示单元，所述显示单元采用触摸显示屏。
进一步地，所述拉丝模块的拉丝驱动单元采用双伺服电机，所述双伺服电机用于带动拉丝模块皮带转动。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：所述送料驱动模块接收所述控制模块的驱动命令，步进电机启动，将预制料送至加热炉，所述温控器与所述温度采集单元连接，当采集的温度大于设定值时，加热单元断电，加热炉保持稳定的温度，保证高温料流出直径稳定，确保最终玻璃纤维精度高稳定性好。所述第一测量单元用于实时测量高温料直径，所述控制模块的采集单元采集第一测量单元信号并发送给计算单元，所述计算单元包括PID调节器，根据第一测量单元采集数据计算双伺服电机运动速度，控制模块驱动所述拉丝驱动单元，调节双伺服电机转速，得到目标直径，双伺服电机同步运动拉丝精度高，扭转力低，成品率好。所以控制模块还包括计时器，计算单元根据速度和所需长度计算切丝间隔时间，通过控制切丝驱动模块驱动时间间隔，得到目标长度的玻璃纤维，结构简单，成本低。控制模块根据第二测量单元测量玻璃纤维直径，驱动分拣模块选出合格的玻璃纤维和废丝。触摸显示屏用于查询各模块数据，方便对驱动模块、温控通讯模块、拉丝模块、切丝驱动模块和分拣模块调节，操作方便。
本发明还提供了高精度拉丝机控制方法，其特征在于，包括所述的一种高精度拉丝机控制系统，具体工作方法：
1)送料：所述控制系统控制所述送料驱动模块将预制料送至加热炉；
2)加热：所述加热单元加热所述加热炉的预制料，所述温控器接收所述温度采集单元采集的所述加热炉温度，所述温控器根据接收的所述加热炉温度控制所述加热单元信号输入与输出；
3)拉丝：所述第一测量单元测量高温料直径发送至所述控制系统，所述控制系统运算后控制所述拉丝驱动单元输入与输出；
4)切丝：根据所需玻璃纤维长度，所述控制系统调节切丝驱动模块剪切时间间隔；
5)分拣：根据第二测量单元测量的玻璃纤维直径，所述控制系统驱动所述分拣驱动单元。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：方法简单快捷，有效保证玻璃纤维精度，并且系统操作性强灵活性高，节约人力物力，节约成本，提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明所述的高精度纤维拉丝机控制系统，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明高精度拉丝机控制系统结构示意图；
图2为本发明高精度拉丝机控制方法结构示意图。
附图中标记如下:
1-控制模块；2-送料驱动模块；3-温控通讯模块；4-拉丝模块；5-切丝驱动模块；6-分拣模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种高精度拉丝机控制系统，包括控制模块1、送料驱动模块2、温控通讯模块3、拉丝模块4、切丝驱动模块5和分拣模块6，所述控制模块1与所述送料驱动模块2、温控通讯模块3、拉丝模块4、切丝模块和分拣模块6连接，所述送料驱动模块2接收所述控制模块1的驱动命令，进行驱动运行控制，所述切丝驱动模块5接收所述控制模块1的驱动命令，进行驱动运行控制；所述温控通讯模块3包括温度采集单元、温控器和加热单元，所述温控器与所述温度采集单元连接，用于实时接收温度信号，所述温控器与所述加热单元连接，用于控制加热单元的输入与输出；所述拉丝模块4与包括第一测量单元、拉丝驱动单元，所述第一测量单元用于实时测量高温料直径，所述控制模块1采集第一测量单元信号运算并驱动所述拉丝驱动单元；所述分拣模块6包括第二测量单元、分拣驱动单元，所述第二测量单元用于测量实时测量玻璃纤维直径，所述控制模块1接收所述第二测量单元的信号并驱动所述分拣驱动单元。
进一步地，所述控制模块1包括采集单元、计算单元、控制单元、设置单元和通讯单元；所述采集单元采集第一测量单元信号并传输给计算单元，所述计算单元的输入信号还包括设置单元的信号，输出信号到控制单元，所述通讯单元连接控制单元。
具体地，所述控制模块1还包括PID调节器和显示单元，所述显示单元采用触摸显示屏。
具体地，所述送料驱动模块2接收所述控制模块1的驱动命令，步进电机启动，将预制料送至加热炉，所述温控器与所述温度采集单元连接，当采集的温度大于设定值时，加热单元断电，加热炉保持稳定的温度，保证高温料流出直径稳定，确保最终玻璃纤维精度高稳定性好。所述第一测量单元用于实时测量高温料直径，所述控制模块1的采集单元采集第一测量单元信号并发送给计算单元，所述计算单元包括PID调节器，根据第一测量单元采集数据计算双伺服电机运动速度，控制模块1驱动所述拉丝驱动单元，调节双伺服电机转速，得到目标直径，双伺服电机同步运动拉丝精度高，扭转力低，成品率好。所以控制模块1还包括计时器，计算单元根据速度和所需长度计算切丝间隔时间，通过控制切丝驱动模块5驱动时间间隔，得到目标长度的玻璃纤维，结构简单，成本低。控制模块1根据第二测量单元测量玻璃纤维直径，驱动分拣模块6选出合格的玻璃纤维和废丝。触摸显示屏用于查询各模块数据，方便对驱动模块、温控通讯模块3、拉丝模块4、切丝驱动模块5和分拣模块6调节，操作方便。
进一步地，所述拉丝模块4还包括伸缩单元，所述伸缩单元与所述第一测量单元，用于控制所述第一测量单元位置，所述伸缩单元与所述控制单元连接，方便操作，第一测量单元采用激光测径仪比较昂贵，所以高温料掉落前第一测量单元处于后缩状态，待高温料掉落后再伸出第一测量单元，避免高温料掉落，烫坏第一测量单元。
进一步地，所述拉丝模块4的拉丝驱动单元采用双伺服电机，所述双伺服电机用于带动拉丝模块4皮带转动，可以保持完全同步运动，提高系统稳定性，避免拉丝过程出现受力不均引起玻璃纤维扭转，提高拉丝稳定性，提高玻璃纤维的精度，提高玻璃纤维合格率。
实施例2：
如图2所示，高精度拉丝机控制方法，包括上述的一种高精度拉丝机控制系统，具体工作方法：
1)送料：所述控制系统控制所述送料驱动模块将预制料送至加热炉；所述驱动模块采用步进电机，振幅小，放料时，对加热炉放料影响小，保证加工玻璃纤维稳定性好。
2)加热：所述加热单元加热所述加热炉的预制料，所述温控器接收所述温度采集单元采集的所述加热炉温度，所述温控器根据接收的所述加热炉温度控制所述加热单元信号输入与输出；所述温控器与所述温度采集单元连接，当采集的温度大于设定值时，加热单元断电，当采集的温度小于设定值时，加热单元供电加热，使加热炉保持稳定的温度，保证高温料流出直径稳定，确保最终玻璃纤维精度高。
3)拉丝：所述第一测量单元测量高温料直径发送至所述控制系统，所述控制系统运算后控制所述拉丝驱动单元输入与输出；所述控制模块的采集单元采集第一测量单元信号并发送给计算单元，所述计算单元包括PID调节器，根据第一测量单元采集数据计算双伺服电机运动速度，控制模块驱动所述拉丝驱动单元，调节双伺服电机转速，得到目标直径，可以保持完全同步运动，提高系统稳定性，避免拉丝过程出现受力不均引起玻璃纤维扭转，提高拉丝稳定性，提高玻璃纤维的精度，提高玻璃纤维合格率。
4)切丝：根据所需玻璃纤维长度，所述控制系统调节切丝驱动模块剪切时间间隔；结构简单，便于人工调节，稳定性好。
5)分拣：根据第二测量单元测量的玻璃纤维直径，所述控制系统驱动所述分拣驱动单元；无需人工操作，省时省力，节约成本。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
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