工字輪收線機(jī)廣泛地應(yīng)用于線纜行業(yè),是連續(xù)擠壓、拉絲行業(yè)的重要組成部分,其收排線系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計直接影響到收線的平整性和密集性,進(jìn)而影響到線材質(zhì)量和工字輪單盤容量及收線效率。然而,工字輪收線機(jī)本身是應(yīng)用于對線材進(jìn)行卷繞以方便存儲、運(yùn)輸?shù)闹虚g工序,而不像繞線機(jī)是對電機(jī)繞組的最終精確繞制,所以現(xiàn)有文獻(xiàn)對工字輪收線過程的研究并不多。而隨著線纜行業(yè)的發(fā)展,對繞線過程的精益求精,使得對收線過程密集性的研究又重新成為困擾線纜行業(yè)的一大難題?紤]到工字輪收線機(jī)跟繞線機(jī)的繞制原理是一致的,因此,我們同時借鑒了以往對繞線機(jī)繞線過程的研究文獻(xiàn)。
為了實現(xiàn)線材繞制的密集、平整,首先要保證收線過程中線材張力恒定,過小的張力會使收線紊亂,過大的張力則會使線材變形甚至拉斷,于是研究人員對張力恒定控制的研究便從未間斷過,從改進(jìn)傳統(tǒng)PID控制算法到自適應(yīng)模糊控制算法再到先驗估計算法等各種控制算法層出不窮,使得對張力恒定的控制精度越來越高,響應(yīng)速度也越來越快;其次,為保證在繞線過程中有足夠的控制精度,研究人員通過改進(jìn)繞線機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu),采用更精準(zhǔn)的電子設(shè)備,應(yīng)用更先進(jìn)的控制算法,使得對繞線過程的控制精度也達(dá)到了相對理想的地步;再者,在繞制過程控制策略方面,提出了一種基于軸向壓力補(bǔ)償精密排線控制算法,該算法的主體思想就是使導(dǎo)線輪的軸向位移稍稍落后于線材與繞線軸的交點(diǎn),這樣線匝在線材張緊力的作用下,會受到軸向擠壓力,從而使線匝致密整齊地排列,不過該方法更適合圓形截面線材,對扁平線材等適用性較低。提到了一種強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制算法,該算法針對在工字輪兩側(cè)換向時引起的繞線凸起或凹陷現(xiàn)象,通過檢測工字輪兩側(cè)邊緣處前一層的繞線平整度,來控制本層繞線換向點(diǎn)的位置,用以平衡繞線過程的總體平整度,從而達(dá)到平整收線的效果。上述工作都在一定程度上取得了較好的繞線效果,但是它們都是針對繞線過程中的某一個方面加以改進(jìn),缺乏對繞線過程的整體性分析。
采用計算機(jī)仿真方法,對繞線機(jī)進(jìn)行仿真建模,在理淪上對其進(jìn)行深入研究,可以為繞線機(jī)的優(yōu)化設(shè)計奠定理淪基礎(chǔ)‑ ;我們嘗試通過解析法系統(tǒng)分析收線機(jī)收線過程,忽略控制精度問題,在理淪仁研究線材纏繞成型軌跡,建立其仿真模型,并分析相關(guān)主要參數(shù)對繞線過程的影響,并基于本模型進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化實驗,結(jié)果顯示本模型可以在整個系統(tǒng)的角度上對收線機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和其收排線控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供新的思路及理論數(shù)據(jù)支持。