悬臂单绞机应用三科变频器完成高稳速精度等性能需求

引言

悬臂单绞机是主要应用于一次性完成控制、通讯、数据、同轴德等电缆PE或PVC被覆芯线绞合及中心包带或侧放包带工作的，此类电缆的制成需求主要是信号带宽，即在特定高频率下信号的通过率。以往由于老式传统绞线机结构复杂，过线轮的数量过多，所以在绞制电缆的过程中，所需弯曲的过程太多了，这会导致降低制成线的电气性能，这会使产品性能达不到使用标准。而悬臂单绞机仅3个过线轮，成缆后直接绕在线盘上，对电线的扭曲有很大的改善作用，同时由于绞弓是一个均质体，速度最高可达1000RPM，因此，目前得到了广泛的应用。本文拟结合三科SKI610系列的数控机床变频器，介绍基于一种闭环矢量模式，具有高稳速精度的悬臂单绞机控制系统。

悬臂单绞机工艺介绍

图1

悬臂单绞机的主要构成如上图1所示，因主要用于精度要求较高的线材芯线的绞合，所以对系统的控制工艺有如下要求：

1．PLC程序需要复杂的绞距形成原理计算，即使收卷直径在发生变化，也必须维持系统的线速度保持恒定。

2．变频器须具有极高的稳速精度要求，因为绞距的形成有赖于绞弓和收线的速度差；

3．变频器须具有极高的动态加减速特性，以满足加减速时的绞距稳定；

以上1、2点的控制工艺对变频器的性能提出了极高的要求。针对该需求，利用三科SKI610变频器设计了如下的控制系统。

控制方案

控制系统主要构成如下图2所示，具体控制方案如下：

1．通过PLC编程实现无差速，有差速绞距计算，以实时修正收线电机的运行频率，以保持线盘在从小到大的过程中线速度的恒定，从而保证绞距的稳定性。

2．绞弓电机和收线电机输出轴安装编码器，并将编码器信号接入变频器，采用闭环矢量模式来满足系统对稳速精度的要求；

图2

采用该控制方案的优点：

1．省去了加工复杂，价格昂贵的行星差速器，极大地降低了机械成本，具备竞争优势；

2．采用闭环矢量模式，其稳速精度明显优于普通的变频器控制系统，并且实现了低频率下的高转矩输出；

3．系统的逻辑控制及运算主要由PLC实现，变频器的参数设置非常简化。