摘要：随着我国经济实力的发展和工业的不断推进，我国金属制品行业的发展也随着机电一体化技术的提高而不断发展、越发完善。在金属制品整个制造过程中，直进式拉丝机是非常关键的技术和机械装置，它的拉丝能力和工艺的水平相对于传统的加工工艺有着很大的优势，还有着对于自身机械的磨损程度小等优点。但是直进式拉丝机控制技术中，如何做好拉丝机的速度匹配、实现拉丝机的无极调速就成为了工程人员研究的关键。传统电机拖动一般都采用直流拖动，但是这种技术存在许多弊端，其一是直流拖动的时候，电机生产工作的环境十分恶劣，电机的整流子损耗较大，电机能量有着较大的浪费，并且在后期对电机的维护方面比较困难。为了解决这几个方面的问题，近些年来已经使用交流变频电机来代替直流拖动。在电气控制方面，交流变频电机关系到拉丝机中多台设备的运行，必须要保证工作过程中各个机台的速度匹配，要注意的是，在拉丝过程中，一些钢丝的抗拉强度不同或者材质不均会导致一些拉丝模的损耗出现，使电机的力矩发生变化，进而干扰到电机的转速，影响电机的运行效率。这就需要电气控制系统做好自动调整，保障所有金属丝之间的运行速度相互匹配。本文主要介绍的是关于直进式拉丝机控制技术的现状以及发展趋势，对作直进式拉丝机控制技术以探讨和分析。
关键词：直进式拉丝机；控制技术；现状和发展趋势
一、引言
通过对钢厂中所生产出的产品种类来看，主要可以分为线材、型材、板材等各种不同的种类，每种不同的材质品种都是根据所使用的金属材料所决定，比如线材的产品种类根据所使用不同的金属合金制成，对于线材产品进行更深一层的加工和制造。这样两种不同的加工工艺在日后不断的发展中，逐渐开支落叶，形成了金属制品行业。在整个金属制品行业的基本流程是先在钢厂购买线材，然后将线材运送到工厂进行再加工处理，最后送到客户手上。这样加工工厂能够根据客户多样化的需求，生产多种多样规格的线材，这同样也是时代的进步。
我国从二十一世纪开始金属制品行业发展极为迅速，也伴随着经济时代的推动和支持，汽车产业逐渐成为主导地位，它带动了子午线轮胎的产业，这些对市场巨大的需求，有效的促进了钢帘线的进一步推进，钢绞线的产业也随着逐年的需求增大产量也在增加。无论是在铁路还是在桥梁中的应用都是非常的广泛，增大了工程规模的同时带动了钢绞线行业的进步，此设备的制造业逐渐的国产化。比如在我们的平时生活中都是离不开许多建筑的工程，对于钢丝绳和焊接工程的带动都是推动相关设备的发展和完善等。在金属制品行业中，直进式的拉丝机逐渐被普遍的运用于前道工艺中去，主要是从钢厂购买粗口径的盘条，经过直进式拉丝机进行加工成适合使用的或者是其他工程所适用的口径大小。对于在拉丝的方式中，在平时的工作当中，一般情况下都是根据进线的直径大小不同来确定，分别是粗拉和中拉，一般对于中拉之后的金属丝不在直进式拉丝机工艺，而是水箱式拉丝工艺。
在我国金属制品行业发展的初期，金属线材加工拉拔方式主要是采用滑轮拉拔机或活套拉拔机.这种拉丝机存在一些限制性问题：主要是在拉丝过程中，速度慢，运行产生的噪音比较大，再加上机械内部的结构设计不够科学完善，造成了运行能量的浪费，运行效率也就很低了；甚至有时候还会造成一部分成品品质不稳定。不过后来随着国内经济水平的提高，我国金属制品行业也把目光投向了国外，从国外引进了直进式拉丝机，国内第一批拉丝机是通过国外进口而来的，这种直进式拉丝机通过直流调速装置，使得在拉丝机在进行工作时的速度相对更高，并且其拉拔道数多，加工效率高，各个环节相互调节配合，从而促进了拉丝机的性能和工作产量以及质量。虽然说直进式拉丝机有着如此多的有点，但这并不代表它是一台尽善尽美的机器了，工程人员在后期的使用中逐渐的发现了直进式拉丝机在使用上的问题，譬如经过长时间的使用后，电机整流子磨损大；以及由于交流变频技术的发展和成本的降低，从直流电机改换到了交流电机。
通过数据的分析和研究，近几年金属制品行业发展情况来看，也使得在金属制品的市场中对拉丝机的需求越来越高，拉丝机也面临着巨大的挑战，在市场中拥有巨大的发展空间。在通过对国外拉丝机的进口，我国从金属制造产业初期开始了对拉丝机艰辛的发展历程，通过几十年的创新和发展，对于国外的直进式拉丝机的功能和控制逐渐掌握，现如今在我国的金属制品行业中，拉丝机的技术逐渐代替了国外进口的技术，减少了企业对于拉丝机成本的投入，减少了对国外设备的进口。在此同时，我国也不断的对直进式拉丝机上的控制和性能不断的完善和创新，使得直进式拉丝机更好的适应需求越来越高的市场环境。
二.拉丝机及拉丝过程简介
直进式拉丝机组成包括：主电机，减速装置，卷筒，模盒，张力摆杆，润滑系统，冷却系统，电控系统等等，下图是一个完整的直进式拉丝机现场的图片.
.png)
直进式拉丝机示例图
拉丝过程简单介绍，首先，线材进入第一道模盒的拉丝模具，然后在卷筒上绕若干圈，线材与卷筒之间的摩擦力（电动机带动卷筒）牵引线材前进，线材得到拉拔，线材变细的同时也变长了。然后不断重复相同的工序，随后线材再进入下一台直径更细的模具进行拉拔，经过这样多次的拉拔，金属线材就会从粗口径变化为细口径。最后一道工序就是收线，开机运行前可对线材长度进行设置，收线长度到达后会自动的减速停止，在此时设定长度（重量）成品钢丝缠绕在工字轮或积线架上，然后将收好线的工字轮或积线架换下，再将新的工字轮或积线架换装在收线机上，又可以开始进行新的拉丝和收线作业。拉丝机的整体工作过程就是如此，收线机可以采用象鼻收线机或工字轮收线机
三. 直进式拉丝机控制技术的现状
（一）直进式拉丝机机械特点
在讲直进式拉丝机控制技术的现状之前先简单介绍一下直进式拉丝机机械的特点，因为只有机械结构设计合理了，电气控制才能更方便高效，直进式拉丝机机械特点有：
（1）卷筒窄缝式水冷。
（2）模具运用水冷，而且得到的效果较好。
（3）传动的效率高、产生的噪音小;
（4）设置有跳线装置可以通过控制手动切换卷筒拉拔，能够适应不同的工艺.
（5）结构紧凑占地面积小
（二）直进式拉丝机控制技术的现状
1.直进式拉丝机控制技术的简单介绍：
电动机经过减速装置带动卷筒转动，钢丝穿过模盒后在卷筒上缠绕数圈后，经过张力摆杆上的导轮， 再进入下一个拉丝模，继而绕在下一卷筒上，精密控制各卷筒的速度，以严格保证各拉丝模进口和出口金属秒流量相等。操作人员在触摸屏幕上输入拉丝模具直径的数字，PLC自动计算给出各机台的运行速度和启动或停止信号到变频器，变频器控制电动机的运行速度及启动或停止，张力摆杆的信号进变频器或PLC实现PID调节，接近开关信号进PLC来计米定长，电气控制方流程图如下
.png)
2.直进式拉丝机控制技术的特点
（1）运用封闭式的安全防护系统设备，安全性能稳固。
（2）设定长度到达后自动停机，它能够确定拉丝的长度然后自动停机功能.
（3）运行过种中断线检测，断线报警自动停机
（4）运行过种中如果出现故障能够自动的进行报错信息的反馈显示，以及各项环节中运行的情况进行监控。
（5）运用气动张力调谐，保障拉拔中的速度匹配好。
（6）PLC控制，自动化程度高。
（7）基于通讯技术，反馈屏幕显示或实行远程操控和诊断
（8）设置有跳线装置可以通过手动控制随意切换卷筒拉拔，能够适应不同的工艺。
（9）操作简便，质量稳定。
（10）故障率低。
直进式拉丝机控制技术的现状可总结为：它能够确定拉丝的长度然后自动停机的功能并且运行过种中断线检测，断线报警自动停机，运行过程中如果出现故障能够自动的进行报错信息的反馈显示，以及各项环节中运行的情况进行监控，并且支持多种配模工艺，在运行过程中对速度自检和调整进行补偿，工作中不容易发生断丝现象。还设置有跳线装置可以通过手动控制随意切换卷筒拉拔，能够适应不同的工艺。并且可以通过客户的要求进行计算机控制实行远程操控和诊断。
四、直进式拉丝机控制技术在国内发展趋势
（一）直进式拉丝机控制技术在国内成现百花奇放的局面。
直进式拉丝机控制技术在国内空前发展，很多新技术新装备得到应用。如变频器厂家研发出了供拉丝机厂配套的拉丝机专用变频器；速度向更高发展，有更多的自主知识产权的控制方法，如本公司的有：专利号为201010176597.7一种拉丝机专用变频器及其控制方法，专利号为201010176599.6一种直进式拉丝机系统，专利号为201910699340.0一种拉丝机控制装置及方法。
专利号为201910699340.0一种拉丝机控制装置及方法的方法为国内首创。直进式拉丝机的控制中空机台或跳机台的工作方式改写了历史，这一项技术不仅仅是国内首创，更是一项世界级的技术，填补了全世界关于这方面的技术空白。由手动方式变成了自动方式。操作员只要在触摸屏上输入拉丝模具直径的数字，PLC自动实现空机台或跳机台的逻辑和速度链的调整。真正实现自动化。本公司研发的直进式拉丝，采用模块化的设计，电气控制采用了201910699340.0一种拉丝机控制装置及方法的控制方式，实现了用国产原料达到1000m/min（16.67m/s）的速度，如下 韶钢A18A5.5拉φ1.5 1000m/min的速度排模：φ5.5→φ4.9→φ4.18→φ3.6→φ3.1→φ2.74→φ2.33→φ2.04→φ1.84→φ1.65→φ1.5
.png)
1000m/min（16.67m/s）的速度能稳定运行，从放料到拉拔，再到收线，哪一个细节都要做细做完善，特别是收线机可以采用象鼻收线机进行收线难度更大。
当然国内直进式拉丝机生产控制技术发展不平衡，很多厂家还在抱着仿制国外产品的阶段，象我公司一边研制一边自已试用，发现缺点或不足的不断改善的较少。希望大家多创新，共同促进直进式拉丝机控制技术的发展。
（二）直进式拉丝机控制技术的发展趋势：向运行速度更高和更先进的物联网方向发展，并且不需要复杂的编程，只需要一键调或自动查测自动适应实际的工作状况。
在不断的发展和改进的过程当中，对于直进式拉丝机的高速稳定运行和监控方面也做出了很多创新，通过在卷筒装张力臂，能够有效的保障拉丝的稳定，而且我们可以同时通过分析其中的变频调速装置，需要进行对工程管理当中的监控，随着技术的进步可以控制电机的电流，实现对电机转矩的监测，发现问题及时修理等，从而省略了许多张力臂的安装，从设备运行的根本上解决了许多故障出现可能，这一创新技术还是处于初期阶段，技术不够成熟，没有得到广泛的应用。
但向运行速度更高和更先进的物联网方向发展：如部件更少，故障率更低，控制算法更先进，并且不需要复杂的编程，只需要一键调用即可。
国内技术与国外技术相比还是拥有一些较大的技术差距和设备方面的水平差距，和工业发达国家相比，还是在拉丝机以及拉丝机其他的辅助设备中最终产生的拉丝效果和拉丝的质量存在一定的差距，对于我国现状的拉丝机技术，只追求与拉丝机的先进和大型是不切实际的，拉丝机的制造厂家应该把重点放到我国自主研发和创新对拉丝机设计、运行、操作依据维护方面的效率，这样才能有效的推动我国金属行业的发展。
结语：本篇论文主要通过对直进式拉丝机控制技术方面与国外和国内的现状对比，经过分析总结对于存在问题的关键因素等，在我国经济以及科技技术的支持下，我国的金属制品行业也在不断的进行创新和发展，对于直进式拉丝机的控制技术方面做出完善，希望读者能够通过本篇论文对直进式拉丝机有进一步的了解和认识，并且能够希望激发读者的灵感再对国内直进式拉丝机控制技术进行进一步的创新和设计。
参考文献：
[1]宁方峰.干拉工序周期性换模对模耗和断丝率影响[J];金属制品;2012年06期
[2]迟家骏;拉弯过程的研究[J];北京航空学院学报;1958年03期
[3]邬移华;圆筒件拉深的力学分析及极限拉深系数的优化[D];湘潭大学;2001年
[4]方峰;胡显军;王珺;李兆霞;蒋建清; 钢丝拉拔过程损伤模型及模拟计算[J];钢铁;2011年06期