丹佛斯運動控制器在鋼簾線并捻機去應力控制中的應用

The application of Danfoss Motion Controller in the stress-relieving control of steel cord buncher

摘 要：鋼簾線并捻機合股并捻以后要用過捻器去除簾線徑向內應力，消除殘余扭轉，過捻器的轉速控制是去應力控制的關鍵。丹佛斯的運動控制器有很強的用戶定制編程功能和高精度的同步控制特性。本文介紹了采用丹佛斯運動控制器解決去應力控制難題的辦法和經(jīng)驗。

關鍵詞： 過捻  去應力   同步控制  張力

Abstract:  It is needed to use over-twist unit to relieve stress after steel cord being twisted in bunching machine.  The speed control of over-twist unit is the key to relieve stress, eliminate residual torsion. Danfoss Motion Controller has enhanced custom orientating program function and high precision of synchronizing control property. The document will discuss the resolution and experience of Danfoss Motion Controller used in stress-relieving control.

Key words:  Over-twist   Stress-Relieving   Synchronize    Tension

引言：中國目前已經(jīng)是世界上zui大的子午線輪胎用鋼簾線生產國，由于行業(yè)競爭激烈，國內的大型鋼簾線制造企業(yè)現(xiàn)在一般多自己研制鋼簾線生產設備。其中CDT410W型并捻機是較為*的股繩機，不僅車速高，還集成了外繞功能。其中有一項工藝很難掌握，即鋼簾線合股并捻以后的軸向去應力控制。作者憑多年生產實際經(jīng)驗，利用丹佛斯運動控制器的優(yōu)異控制性能，成功地解決了這個問題，大大提高了產品的質量和設備的生產效率。

一、 CDT410W并捻機過捻器的工作原理：

圖一為CDT410W并捻機的基本機械構造框圖。

  CDT410W為兩級串聯(lián)式內放外收型并捻合股機，旋轉座1繞制的簾線能作為芯線再被旋轉座2的鋼絲外包捻合，能繞制復雜結構鋼簾線。并捻合股后的鋼簾線然后通過過捻器去應力，再被外繞，zui后以成品進入收卷機。

    從過捻器的工作原理可以發(fā)現(xiàn)過捻器的功能相當于紡紗工藝中的假捻器，即過捻器之前端鋼簾線由于過捻器的旋轉加捻作用，其捻度T’為：

T’ = （ 1 + λ） T                                  （根據(jù)文獻1推導）

    其中，T為并捻機設定的捻度

λ為過捻速比，即過捻器與主機的轉速比

鋼簾線從過捻器出來以后會立即減去λT的捻度，zui后總捻度保持T不變，所以過捻器的轉速不影響鋼簾線的zui終捻度，但他能改變其前段鋼簾線的捻度，因此可以用于去應力控制。

鋼簾線加捻以后的彎曲和扭轉變形可表示為：

  （根據(jù)文獻1）

  式中： t  — 捻距，毫米

         D — 過捻時該層鋼絲的外徑，毫米

         d — 單根鋼絲的外徑，毫米

         — 該層鋼絲的彎曲曲率半徑，毫米

         — 該層鋼絲的單位長度扭轉角，弧度

    從鋼簾線的應力公式可以發(fā)現(xiàn)，捻距越小，簾線的變形越大，而扭矩與捻度成反比，因此有結論捻度越大變形越大。這樣過捻器前段簾線是過度變形的，經(jīng)過過捻器以后恢復正常變形。對于特定形狀，特定材料的鋼簾線，在特性溫度和特定軸向張力條件下，消除簾線殘余應力的效果只與過變形的程度有關，要使過變形的程度保持不變，需且只需保持過捻速比λ不變。所以過捻器的控制應該是角度同步控制。

二、 丹佛斯運動控制器的功能：

丹佛斯運動控制器上的接口端子如右圖所示：

    X55為編碼器2輸入接口，缺省用于連接從電機編碼器；

X56為編碼器1輸入接口，缺省用于連接主電機編碼器；

X57為10數(shù)字量輸入接口；

X58為24VDC電源；

X59為8數(shù)字量輸出接口。

    （根據(jù)文獻2）

丹佛斯運動控制器的編程方式

    丹佛斯運動控制器使用丹佛斯公司開發(fā)的Aposs運動控制語言，其編程風格模仿C語言，并提供多種便利指令，其界面如下圖所示： （根據(jù)文獻3）

1 普通剩余電流保護器工作原理

丹佛斯運動控制器能提供如下基本功能：

1． 輸入輸出邏輯控制功能；

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