連續擠壓生產線制品卷盤速度的控制

李憲珠 齊東紅

（東北輕合金有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150060）

引言

我公司的conklad350 連續擠壓生產線，是生產鋁及鋁合金小規格圓管，多孔扁管的組合設備，其產品廣泛應用于制冷汽車，空調等工業領域。其特點是由于擠壓坯料為線材，擠壓工藝過程為連續擠壓，故制品可以無限長，從而克服了傳統擠壓生產，坯料用定長鑄錠，制品只能定長的缺點。

該生產線的工作過程為：經表面清洗的線坯料，通過擠壓機后生產出要求的制品，該制品經冷卻，收集在卷取機構的卷盤上。

在高速連續擠壓生產過程中，制品能否自動整齊地收集在卷盤上，是生產線能否高速連續運行的關鍵，因此，這里主要介紹，電控系統在自動高速運行時，對卷盤的速度控制。

1 卷取系統的組成

卷取系統由制品測速，懸垂機構，卷取機構等部分組成，如圖1所示。

制品測速點選擇在制品冷卻裝置尾部的牽引機構的兩組導輪之間，在這里制品經導輪夾持，移動平穩，無抖動，保證制品速度檢測的可靠準確。制品速度由安裝在測速發電機軸端，貼附在制品表面的導輪獲得。

在生產過程中，卷盤在卷取制品的同時，還要進行橫向往復移動使制品均勻、有序、整齊地排列在卷盤上。橫移運動的方向轉換信號，由兩側的限位開關取得。卷盤的卷取和橫移，均由具有良好調速性能的直流電動機驅動，每個直流電動機由高性能的ABB 公司的直流調速器供電，通過調整直流調速器的速度給定信號，完成對電動機轉速的控制。卷取系統主要電器件見表1。

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由于對卷盤安裝、拆卸、電機的啟動，制動等過程和運轉狀態的操控，很容易實現，這里不做介紹，下面僅就卷取和橫移電機速度控制的影響因素及實現電路做以分析介紹。

2 卷取過程的速度控制

2.1 決定卷取速度的因素

在生產線自動運行過程中，卷盤的轉速取決于以下因素：

A、制品速度：卷取時，要隨時跟蹤制品的移動速度及其變化。

B、卷徑變化：隨著制品卷取層數的增多，卷徑也增大，卷盤的轉速要隨卷徑變化而變化。

2.2 運行控制參數的獲取

制品速度由制品測速發電機獲取，卷徑變化由懸垂機構得到，懸垂機構原理圖略。

在懸垂機構支桿端頭的旋轉軸處，安裝一個電位器。當卷徑由于層數增加而增加時，假設卷盤轉速不變，則卷盤卷取線速度增大，致使制品的張力增大，導致懸垂弧深變小，支桿拉起，使軸端電位器的輸出變化，其作為直流調速器速度給定的一部分，控制電機降低速度。反之亦反，直到系統達到新的運轉平衡為止。

2.3 卷取速度控制的實現

連續擠壓生產線各環節的運行控制，由一臺電子計算機完成。因此，卷取電機的速度控制信號，也是通過該計算機的處理取得的，其電路如圖2所示。

3 橫移過程的速度控制

3.1 決定橫移速度的因素

橫移時，移動速度既要適時跟蹤卷取速度及其變化，又要滿足節距變化的要求。由于制品規格多樣，其范圍為：

圓管：外徑準5mm-準50mm

壁厚0.4mm-3.0mm

多孔扁管：寬5mm-60mm

厚4mm-10mm

壁厚叟0.4mm

在生產不同規格制品時，圈與圈間的節距也不同。節距大的要求橫移速度快，反之亦反。

3.2 橫移速度控制的實現

橫移速度控制信號的取得見圖3。

為節距設定電位器，卷取電機軸端測速發電機，具有兩個作用，其一為卷取電機速度閉環速度反饋信號源，其二為橫移電機速度給定信號源，使橫移速度隨時跟蹤卷取速度及其變化。為了滿足制品規格不同對橫移速度的要求，在操縱臺上安裝了節距設定電位器，生產人員可根據制品規格尺寸的不同調節節距電位器。

4 結束語

連續擠壓生產線，因其坯料是可無限長的線材，使產出的制品也可無限長成卷交貨。這是其它擠壓設備無法做到的，也是該生產線的特點和優勢。該生產線的產品雖然只有圓管和多孔扁管兩個品種，但產品規格卻有很多種，不同規格產品要求的速度也不同。在自動高速狀態下，其制品速度最高可達200米/分。因此，如果制品卷取環節速度的控制不準確，連續擠壓將無法實現。

本文分析了生產線自動高速運行過程中，決定卷盤卷取和橫移的速度的因素，給出了實現對卷取及橫移速度控制的措施及相應的電路。經多年的生產運行表明，制品卷取系統速度控制電路是可行的。控制準確可靠，制品排列均勻、有序、整齊。

[1]李媛，宋寶韞,徐振越,陶鐵男.連續擠壓生產線收排線機控制系統性能檢測[J].微計算機信息，2009-10-05.