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学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 自动拉丝的工作流程为将所需模具放置在拉丝模 具槽 内，把轧头完的导爆索穿过模具后，利用夹持气爪 夹紧导爆索 ，利用拉丝 电机带动模具往后运动 ，同时拉 力传感器检测拉力的变化 ，到达末端位置后拉丝电机 自 动停止，退丝电机运动至拉丝电机处后用退丝气爪夹持 导爆索末端，拉丝 电机反向运动完成 自动退丝。 2 控制系统的设计 2 ． 1控制要求和难点 根据企业对导爆索的成型要求，对导爆索 的拉拔需 要每次穿过一种孔径的拉丝模具，按照孔径减小的方式 逐步通过1 3 种规格的拉丝模具，也就是完成一根导爆索 的拉丝工艺，要经过1 3 次的拉拔操作，同时需要逐级拉 拔 出来的导爆索最后末端要保 留1 5 m m长的台阶，其他 部分则要保持光滑，如图2 所示。 系统控制 的难 点主要是对 1 5 mm 末端位置的判断， 在1 3 次的拉拔过程中，拉丝电机必须能够准确停在末端 台阶处，太靠前则容易在导爆索上 留下其他台阶，影响 产品质量 ，太靠后则容易拉断拉爆索。由于末端台阶处 的直径要大于前端，所以在模具经过台阶处的拉力会产 生突变，利用拉力传感器可以采样整个拉丝过程中的拉 力值，利用拉力突变来检测台阶位置。 2 ． 2 控制系统硬件 控制系统的硬件部分主要 由P L C、伺服 电机 、触摸 屏 、拉力传感器组成。P LC选用的是 欧姆龙 的CPI L， C P 1 L自带 四路 脉冲输 出 ，可 以独 立控制 四路伺服 电 机 。考虑到整个系统的防爆要求，伺服 电机选用的是派 克公司的防爆伺服 电机 。拉力传感器采用的电阻应变式 传感器啦 】 ，其 电压根据拉力值可在0 1 0 V D C间变化。 其总控制系统结构框图如图4 所示。 萼 鲁 拉 丝 伺 服 电 机 萼 退 丝 伺 服 电 机 PL C _开 关 量 ． 4夹持气爪 】 L一一 一 一 ～ 一 J P 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 开关 量 ． I退丝气爪 【 ． ． 。 ． ． ． ． J 图4 控 制系统 结构框 图 2 ． 3 控制系统软件 控制系统的软件设计主要包括P L C 程序设计和触摸 屏程序界面设计 。 [ 1 2 6 1 第3 7 卷第1 2 期2 0 1 5 1 2 上 P L C 主程序包括系统参数的初始化，伺服电机回原 点，拉力突变检测。主程序流程 图如图5 所示。 图5 主 程序 流 程 图 检测导爆索台阶处拉力的突变是控制程序的核心部 分，在系统中考虑了两种检测方案 1 方案一设定拉丝过程 的最大拉力 ，直接利用 拉力传感器检测拉丝过程中的最大拉力，达到设定值就 停止拉丝 电机 ，默认到达台阶位置 ，控制方式 比较简 单，易实现 。在实际的工作测试中，经过测量导爆索经 过每个拉丝模 的拉力值均是变化的，最大拉力值如果设 置过小则拉丝电机过早停止会形成新的台阶，如果设置 过大则会拉断导爆索。这种方案只能用于通过单一的拉 丝模具，可行性不高。 2 方案二 同时设定最大拉力和拉力的变化率 ， 设定P L C内部的定时器为0 ． 1 S 为采样周期，不断检测当 前值与前一时刻值 的差值，同时满足当前的差值超过设 定变化率的值和当前拉力值超过设定最大值的时候 ，认 为拉丝模 已经运行 至末端 台阶处。其控制流程如图6 所 示 。经过反复验证测试 ，方案二大大提高了台阶位置的 识别率，符合实际的需求 。 触摸屏的程序 的设计主要是人机交互的界面 ，通过 触摸屏可以设置最大拉力值 、变化率值等控制参数 以及 实现控制系统的运行和停止等操作 ，系统的人机界面如 图7 所示。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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