金属拉丝机 — 多级张力同步与双工位换盘
一句话: 8 道次水箱拉丝 + 末端双工位飞剪换盘收卷, 入口 5.5 mm, 出口 1.2 mm, 最高 12 m/s。Darra 用 FB_Gear 级联电子齿轮 + FB_Winder 卷绕工艺对象 + FB_FlyShear 飞剪 把 14 轴伺服在一台工控机里跑通。
1. 设备简介
水箱式拉丝机是焊材、弹簧、切割丝、钢帘线行业的主力设备, 通过 多道次串联卷筒 把粗线径金属线逐道缩径拉拔, 每道次以 15%~22% 延伸率 递减, 同时在润滑液浸润和模具摩擦下完成塑性变形。典型结构:
- 放线架: 入口立式 / 卧式料盘, 带张力补偿浮辊;
- 拉拔主机: N 道卷筒(Capstan)串联, 每道独立伺服驱动;
- 水箱: 通冷却水 + 乳化液润滑, 抑制温升;
- 退火段(可选): 直流退火变压器, 改善组织;
- 收卷段: 单工位或双工位, 配排线机构做工字轮/箱式线架收卷;
- 电控柜: PLC + 伺服驱动器 + HMI + 测径仪接口。
本案例 年产 8 万吨 ER70S-6 碳钢焊丝:
- 入口线径 5.5 mm, 出口 1.2 mm, 共 8 道次, 最高线速度 12 m/s (720 m/min);
- 双工位末端收卷, 满盘切换无需减速(飞剪换盘);
- 激光测径 ±0.003 mm 在线闭环;
- 要求 14 轴伺服(8 拉拔 + 2 收卷 + 2 排线 + 2 备用) 在 500 µs EtherCAT 周期内同步。
1.1 工艺矩阵
| 产品 | 入口 | 出口 | 道次 | 速度 | 年产 |
|---|---|---|---|---|---|
| 碳钢焊丝 ER70S-6 | 5.5 mm | 1.2 mm | 8 | 12 m/s | 4.5 万吨 |
| 不锈钢焊丝 308L | 4.5 mm | 1.6 mm | 6 | 8 m/s | 2.0 万吨 |
| 弹簧钢丝 60Si2Mn | 3.0 mm | 0.8 mm | 7 | 6 m/s | 1.5 万吨 |
1.2 关键工艺指标
| 指标 | 要求 |
|---|---|
| 道间速度同步误差 | ≤ 0.05% |
| 张力控制精度 | ±1.5% 满量程 |
| 线径精度 | ±0.003 mm |
| 断线响应 | < 30 ms |
| 双工位切换时间 | ≤ 2 s(不断线、不减速) |
| EtherCAT 周期 | 500 µs |
2. 项目模块组成
| 层 | 模块 | 功能 | Darra 组件 |
|---|---|---|---|
| 工艺对象 | 线速度主发生器 | 斜坡 + 目标线速度 | FB_Ramp |
| 工艺对象 | 级联电子齿轮 × 8 | 各道次按延伸率级联 | FB_Gear |
| 工艺对象 | 卷绕对象 × 2 | 收卷锥度张力 + 摆辊闭环 | FB_Winder |
| 工艺对象 | 排线凸轮 × 2 | N:1 齿轮比随卷径变化 | FB_Cam / FB_Gear |
| 工艺对象 | 飞剪 × 1 | 双工位同步换盘 | FB_FlyShear |
| 工艺对象 | 线径 AI 闭环 | 延伸率修正 ±2% | FB_AI_Predict |
| 功能模块 | 断线协调停机 | 8 道次同步减速 | PRG_BreakStop |
| 功能模块 | 退火调功 | 0~10 V 模拟量 + 电流反馈 | PRG_Anneal |
| 功能模块 | 润滑管理 | 模具油雾 + 寿命公里数 | PRG_Lube |
| 数据模块 | 道次 UDT | 卷筒直径/延伸率/转速 | TYPE_DRAW_STATION |
| 数据模块 | 收卷工位 UDT | 卷径/张力/锥度 | TYPE_WINDER |
| 数据模块 | 配方 UDT | 材料/速度/延伸率数组 | TYPE_RECIPE |
2.1 扫描周期
| 程序 | 周期 | 说明 |
|---|---|---|
| PRG_Main | 10 ms | 安全联锁 / HMI 通讯 |
| PRG_LineSync | 500 µs | 14 轴电子齿轮级联(同步运动域) |
| PRG_Winder | 1 ms | 收卷卷绕对象 |
| PRG_FlyShear | 1 ms | 双工位飞剪时序 |
| PRG_DiaAI | 100 ms | 激光测径 AI 闭环 |
| PRG_BreakStop | 500 µs | 断线协调停机 |
| PRG_Alarm | 20 ms | 三级报警 |
3. 机械装配架构
放线架(浮辊)
│
▼
┌─────┐ ┌─────┐ ┌─────┐ ┌─────┐
│道1 │──│道2 │──│道3 │──│道4 │ (水箱 + 模具 + 润滑)
│15 kW │ │15 kW │ │15 kW │ │15 kW │
└──┬──┘ └──┬──┘ └──┬──┘ └──┬──┘
│ │ │ │
┌──▼──┐ ┌──▼──┐ ┌──▼──┐ ┌──▼──┐
│道5 │──│道6 │──│道7 │──│道8 │
│15 kW │ │15 kW │ │15 kW │ │15 kW │
└──┬──┘ └──┬──┘ └──┬──┘ └──┬──┘
│ │ │ │
└─────────┴───┬─────┴─────────┘
│
直流退火变压器 50 kVA
│
激光测径仪(100 Hz)
│
┌─────┴─────┐
│ 飞剪机构 │
└──┬─────┬──┘
│ │
┌──────▼─┐ ┌─▼──────┐
│ 收卷 A │ │ 收卷 B │ (双工位, 7.5 kW 伺服 + 1.5 kW 排线)
└────────┘ └────────┘
3.1 机械关键部件
- 拉拔卷筒: 硬质合金衬套, 表面 HRC 60+, 直径 Ф300 mm;
- 模具: 聚晶金刚石 PCD 拉丝模, 每道对应一副;
- 水箱: 不锈钢水冷 + 乳化液喷淋, 水温 30~40 ℃;
- 排线机构: 滚珠丝杠 + 绝对值反馈, N:1 与收卷轴齿轮耦合;
- 退火段: 直流退火变压器 50 kVA, 铜电极夹在通过 2 个导轮之间;
- 飞剪: 伺服剪 + 气动夹紧头, 在线切断无需停机。
3.2 传感器布置
- 张力传感器: 4 路(进料 / 道 4 出 / 道 8 出 / 收卷前), 称重辊 200 N;
- 浮辊编码器: 2 路(进料 / 收卷前缓冲), 增量 2500 线;
- 激光测径仪: 1 台, 非接触 ±1 µm, TCP 100 Hz;
- 断线开关: 8 路机械式, 每道次一个;
- 退火电流: 霍尔传感器, 4~20 mA;
- 水箱液位 / 温度: 浮球 + Pt100。
4. 程序架构
PRG_Main (10 ms)
├── 急停 / 门 / 光栅 / 水箱低液位 / 油雾失压 → state=FAULT
└── state 机: IDLE → READY → RUNNING → STOPPING → FAULT
PRG_LineSync (500 µs, 同步运动域)
├── HMI.TargetSpeed × Ramp.Factor → vLineSP
├── vDraw[i] = vDraw[i-1] × (1 + (Elong + Trim)/100)
├── rpmCmd[i] = vDraw[i] / (π × CapstanDia × 0.001) × 60
├── FB_Gear[i] × 8 : MasterVel → Servo_Draw[i]
└── 落后检测(RpmFb vs RpmCmd) > 50 rpm → 打滑报警
PRG_Winder (1 ms)
├── FB_Winder (A/B) —— 卷径 + 锥度 + 摆辊 + 张力前馈 + 转矩外环
└── Trav_Gear (A/B) —— 排线与收卷 1:N
PRG_FlyShear (1 ms)
└── FB_FlyShear : 触发 → 待机盘加速 → 夹紧 → 剪切 → 主控切换
PRG_DiaAI (100 ms)
├── 激光测径 TCP 读 LINE_DIA
├── |diaErr| > 0.003 → FB_AI_Predict 建议末道 ElongTrim
└── Stations[8].ElongTrim := LIMIT(trimAdv, -2.0, 2.0)
PRG_BreakStop (500 µs)
└── 任一 BREAK[i] 或 RpmFb 大偏差 → Gear[].PauseRamp = 200 ms
5. 硬件 BOM
| 设备 | 型号 | 数量 | 单价(¥) | 小计(¥) |
|---|---|---|---|---|
| 工控机 | 研华 IPC-610L + i7-12700 / 32 GB / 1 TB | 1 | 12 000 | 12 000 |
| 拉拔伺服 | 汇川 SV660N-15KW + ISMH3 电机 | 8 | 13 500 | 108 000 |
| 收卷伺服 | 汇川 SV660N-7.5KW + ISMH3 电机 | 2 | 8 500 | 17 000 |
| 排线伺服 | 汇川 SV660N-1.5KW | 2 | 4 500 | 9 000 |
| EtherCAT IO | 汇川 AM600-ECAT + 32DI/32DO/8AI | 1 组 | 6 000 | 6 000 |
| 张力传感器 | 南京澳强 LM-500N 卫生型 | 4 | 3 200 | 12 800 |
| 浮辊编码器 | 禹衡 2500 线增量 | 2 | 1 200 | 2 400 |
| 激光测径仪 | 东莞思锐 SR-DIA ±1 µm | 1 | 28 000 | 28 000 |
| 非接触测速仪 | 北京时代 SLT-3000 | 1 | 15 000 | 15 000 |
| 退火变压器 | 50 kVA 直流退火 0~10 V 调功 | 1 | 35 000 | 35 000 |
| 安全继电器 | 欧姆龙 G9SX 双回路 SIL2 | 1 | 2 800 | 2 800 |
| HMI | 威纶通 cMT3092X 15" | 1 | 6 800 | 6 800 |
| 工业交换机 | 汇川 EtherCAT 冗余 8 口 | 2 | 1 200 | 2 400 |
| 硬件小计 | 257 200 | |||
| Darra 授权(8 核永久) | PLC + Motion + HMI 一体 | 1 | 80 000 | 80 000 |
| 总计 | 337 200 |
6. IO 模块配置
6.1 选模块
汇川 AM600-ECAT 耦合器配置:
| 槽位 | 型号 | 通道 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 0 | AM600-ECAT | — | 耦合器 |
| 1 | AM600-32DX | 32 DI | 按钮 / 断线开关 / 门禁 |
| 2 | AM600-32DYT | 32 DO | 指示灯 / 润滑阀 / 切刀 / 夹紧 |
| 3 | AM600-8AI-V | 8 路 0~10 V | 4 路张力 / 2 路浮辊 / 退火电流 |
| 4 | AM600-4AO-V | 4 路 0~10 V | 退火调功 / 备用 |
6.2 地址映射
| 地址 | 名称 | 说明 |
|---|---|---|
| I0.0 | START | 启动 |
| I0.1 | STOP | 停止 |
| I0.2 | ESTOP | 急停(双回路) |
| I0.3 | DOOR_OK | 安全门 |
| I0.4 | FEED_OK | 放线料盘到位 |
| I0.5 | WATER_LO | 水箱低液位 |
| I1.0~I1.7 | BREAK[1..8] | 8 道断线开关 |
| I2.0 | SPOOL_A_OK | 收卷 A 到位 |
| I2.1 | SPOOL_B_OK | 收卷 B 到位 |
| I2.2 | TRAV_HOME_A | 排线 A 原点 |
| I2.3 | TRAV_HOME_B | 排线 B 原点 |
| Q0.0 | RUN_LAMP | 运行指示 |
| Q0.1 | ANNEAL_ON | 退火启用 |
| Q0.2 | PUMP_ON | 水泵 |
| Q0.3 | LUBE_ON | 油雾润滑 |
| Q1.0~Q1.7 | LUBE[1..8] | 模具润滑电磁阀 |
| Q2.0 | CUT_A | 收卷 A 剪切 |
| Q2.1 | CUT_B | 收卷 B 剪切 |
| Q2.2 | CLAMP_A | 收卷 A 夹紧 |
| Q2.3 | CLAMP_B | 收卷 B 夹紧 |
| AI0~AI3 | TEN[1..4] | 4 路张力反馈 |
| AI4~AI5 | DANCER[1..2] | 浮辊位置 |
| AI6 | ANNEAL_I | 退火电流 |
| AI7 | LINE_DIA | 激光测径(TCP 备用) |
| AQ0 | ANNEAL_PWR | 退火调功 0~10 V |
6.3 分工与绑定
- 主柜 IO(冷却区外): 安全回路 / 主令按钮 / 指示灯 / 张力 AI;
- 就地柜 IO(水箱旁, IP54): 8 路断线开关 + 8 路润滑阀 + 水箱液位 + 温度;
- 伺服驱动器: 汇川 SV660N 走 CoE 走 EtherCAT CSV(循环同步速度)模式, 500 µs 刷新;
- 变量命名: IDE 的 IO 向导支持 "槽位 → 通道 → 业务变量" 一键绑定, 重命名后自动刷全局变量表和 SCL 引用;
- 工程量换算: AI 通道在向导里配 4
20 mA / 0500 N 的线性转换, SCL 里直接读物理量, 不再手写(raw-0)*500/27648。
7. 核心数据结构
(* 道次描述 —— 每一道拉拔伺服 *)
TYPE TYPE_DRAW_STATION :
STRUCT
Id : INT;
CapstanDia_mm : REAL; (* 卷筒直径 *)
Elongation : REAL; (* 延伸率 % *)
ElongTrim : REAL; (* 延伸率修正 ±2% *)
GearRatio : REAL; (* 减速比 *)
Linespeed : REAL; (* 当前线速度 m/s *)
RpmCmd : REAL; (* 指令转速 *)
RpmFb : REAL; (* 实际转速 *)
TorqueFb : REAL; (* 实际转矩 % *)
LubeCount : DINT; (* 润滑次数 *)
DieKm : REAL; (* 本副模具已拉公里数 *)
END_STRUCT
END_TYPE
(* 收卷工位 —— 双工位各一个 *)
TYPE TYPE_WINDER :
STRUCT
Id : INT; (* A=1 B=2 *)
State : INT; (* 0=待机 1=运行 2=满卷 3=换盘 *)
CoreDia_mm : REAL;
FullDia_mm : REAL;
CurrentDia_mm : REAL;
StartTension_N : REAL;
TaperFactor : REAL; (* 锥度 *)
TargetTension_N : REAL;
ActualTension_N : REAL;
DancerPos_pct : REAL;
Omega_rpm : REAL;
WeightKg : REAL;
TravStrokeMm : REAL;
END_STRUCT
END_TYPE
(* 工艺配方 *)
TYPE TYPE_RECIPE :
STRUCT
Id : INT;
Material : STRING[16];
InletDia_mm : REAL;
OutletDia_mm : REAL;
DrawCount : INT;
ElongPerPass : ARRAY[1..10] OF REAL;
TargetSpeed_ms : REAL;
AnnealPower : REAL;
StartTension_N : REAL;
TaperFactor : REAL;
ToleranceDia_mm : REAL;
FullWeight_kg : REAL;
END_STRUCT
END_TYPE
VAR_GLOBAL
Stations : ARRAY[1..8] OF TYPE_DRAW_STATION;
Spools : ARRAY[1..2] OF TYPE_WINDER;
Recipes : ARRAY[1..16] OF TYPE_RECIPE;
Recipe : TYPE_RECIPE; (* 当前激活配方 *)
END_VAR
8. 核心程序代码
8.1 道次级联速度同步(电子齿轮)
PROGRAM PRG_LineSync
VAR
i : INT;
vLineSP : REAL;
vDraw : ARRAY[1..8] OF REAL;
rpmCmd : ARRAY[1..8] OF REAL;
pi : REAL := 3.14159265;
Gear : ARRAY[1..8] OF FB_Gear;
END_VAR
(* HMI 设定目标线速度 + 斜坡 *)
vLineSP := HMI.TargetSpeed_ms * Ramp.Factor;
(* 级联计算每道次线速度 *)
vDraw[1] := vLineSP;
FOR i := 2 TO 8 DO
vDraw[i] := vDraw[i-1] *
(1.0 + (Recipe.ElongPerPass[i] + Stations[i].ElongTrim) / 100.0);
END_FOR;
(* 电子齿轮下发 CSV *)
FOR i := 1 TO 8 DO
rpmCmd[i] := vDraw[i] / (pi * Stations[i].CapstanDia_mm * 0.001) * 60.0;
Gear[i](
MasterVel := rpmCmd[i],
Ratio := Stations[i].GearRatio,
PhaseAlign:= TRUE
);
Servo_Draw[i].TargetVelocity := Gear[i].SlaveVel;
Stations[i].RpmCmd := rpmCmd[i];
Stations[i].RpmFb := Servo_Draw[i].ActualVelocity;
Stations[i].TorqueFb := Servo_Draw[i].ActualTorque;
END_FOR;
8.2 收卷卷绕工艺对象(FB_Winder)
PROGRAM PRG_Winder
VAR
winderA, winderB : FB_Winder;
END_VAR
winderA(
(* 过程量 *)
LineSpeed_ms := vLineSP,
DancerPos_pct := AI_Dancer_A,
TensionFb_N := AI_Tension_A,
ActiveFlag := Spools[1].State = 1,
(* 配置 *)
CoreDia_mm := Spools[1].CoreDia_mm,
FullDia_mm := Spools[1].FullDia_mm,
StartTension_N := Recipe.StartTension_N,
TaperFactor := Recipe.TaperFactor,
Inertia_kgm2 := 0.35,
(* PID(可 HMI 调整) *)
Kp := 2.5, Ti := T#0.5s, Td := T#30ms,
(* 输出 *)
TorqueCmd => Servo_Winder_A.TargetTorque,
DiaCalc_mm => Spools[1].CurrentDia_mm,
TensionCalc_N => Spools[1].TargetTension_N
);
(* winderB 参数对称, 用于待机工位 / 换盘后接力 *)
8.3 排线电子齿轮(N:1)
PROGRAM PRG_Trav
VAR
pitch_mm : REAL;
travRatio : REAL;
Trav_A : FB_Gear;
END_VAR
pitch_mm := Recipe.OutletDia_mm * 1.05; (* 节距 = 线径 × 1.05 *)
travRatio := pitch_mm / (3.14159 * Spools[1].CurrentDia_mm);
Trav_A(
MasterVel := Servo_Winder_A.ActualVelocity,
Ratio := travRatio
);
Servo_Trav_A.TargetVelocity := Trav_A.SlaveVel;
8.4 双工位飞剪换盘
PROGRAM PRG_FlyShear
VAR
flyshear : FB_FlyShear;
END_VAR
flyshear(
Trigger := Spools[1].WeightKg >= Recipe.FullWeight_kg,
SrcWinder := 1, (* 当前满卷 *)
DstWinder := 2, (* 待机工位 *)
LineSpeed_ms := vLineSP,
SwitchTimeMs := 1800,
TensionCompMs := 300,
Done => Spools[1].State := 2,
Error => RaiseAlarm(A_SWAP_FAIL, 3)
);
8.5 激光测径 AI 闭环
PROGRAM PRG_DiaAI
VAR
diaErr : REAL;
trimAdv : REAL;
aiAssist : FB_AI_Predict;
END_VAR
diaErr := Recipe.OutletDia_mm - LineDia_mm;
IF ABS(diaErr) > 0.003 THEN
aiAssist(
Model := 'WireDiaRegressor',
Inputs[0] := diaErr,
Inputs[1] := vLineSP,
Inputs[2] := Stations[8].TorqueFb
);
trimAdv := aiAssist.Output[0];
Stations[8].ElongTrim := LIMIT(trimAdv, -2.0, 2.0);
END_IF;
8.6 断线协调停机
PROGRAM PRG_BreakStop
VAR
i, j : INT;
slipLim : REAL := 0.05; (* 5% *)
END_VAR
FOR i := 1 TO 8 DO
IF BREAK[i] OR
ABS(Stations[i].RpmFb - Stations[i].RpmCmd) >
slipLim * Stations[i].RpmCmd THEN
RaiseAlarm(A_WIRE_BREAK, 3);
FOR j := 1 TO 8 DO
Gear[j].PauseRamp := T#200ms;
END_FOR;
flyshear.Trigger := FALSE;
EXIT;
END_IF;
END_FOR;
8.7 退火调功
PROGRAM PRG_Anneal
VAR
pidAnneal : FB_PID;
END_VAR
IF ANNEAL_ON THEN
pidAnneal(
SP := Recipe.AnnealPower, (* 0~100% *)
PV := ANNEAL_I / ANNEAL_I_MAX * 100.0,
Kp := 1.2, Ti := T#3s, Td := T#0s,
OutMax := 100.0, OutMin := 0.0
);
AQ_ANNEAL_PWR := pidAnneal.Out / 100.0 * 27648.0;
ELSE
AQ_ANNEAL_PWR := 0;
END_IF;
9. 运行与调试
9.1 上电流程
- UPS 就绪, 工控机上电, Darra Service 加载;
- EtherCAT 主站扫描, 期望 14 个伺服 + 1 个 IO 耦合器;
MC_Power上使能, 每轴读绝对值编码器;- HMI 出现 零点校准 提示, 操作员按顺序 Home 各道次卷筒(以零转矩滑动到机械定位销);
- 水箱注水、开乳化液喷淋, 等水温稳定到 30 ℃;
- 放线架上新料盘, 手动穿线到各道次, 最后挂到待机工位的轴头;
- HMI 进入 READY。
9.2 首件调试
- 首次启动按 10% 目标速度(1.2 m/s)试跑 10 分钟, 观察各道次转矩和张力;
- 启用激光测径, 观察 LINE_DIA 与目标 1.2 mm 的偏差, 手动微调道 8 的
ElongTrim±0.5% 消除系统偏差; - 速度从 10% 线性爬到 80% 再到 100%, 每阶段保持 5 分钟;
- HMI 打开 "8 道同步" 页, 查看 RpmCmd / RpmFb 的 Overlay, 相对差值应 < 0.05%;
- 飞剪联动验证: 在 HMI 手动给
Spools[1].WeightKg := Recipe.FullWeight_kg - 5, 生产至触发, 观察切换过程 ≤ 2 s。
9.3 常见问题
| 现象 | 原因 | 处理 |
|---|---|---|
| 某道次转矩负值 | 上游拉得快 | 增大该道 ElongTrim 或检查模具磨损 |
| 换盘后张力剧烈抖动 | 新盘 CoreDia_mm 未更新 | HMI 切换配方时自动写入 Spools[2] |
| 激光测径跳变 | 乳化液溅射污染镜头 | 加装气幕, HMI 切 TCP 平滑 100 Hz → 10 Hz |
| 打滑报警频繁 | 模具快磨损到寿命 | 看 Stations[i].DieKm, >500 km 更换 |
| 退火段电流不到设定 | 变压器风冷不足 | 降 AnnealPower 10%, 检查风扇 |
9.4 三级报警
| 报警 | 级别 | 动作 |
|---|---|---|
| A_ESTOP | 红 | 全部 MC_Stop + 蒸汽关 + 灯亮 |
| A_WIRE_BREAK | 红 | 8 道同步减速 + 夹紧 + 灯 |
| A_TEMP_OVER | 黄 | 降速 50% + 蜂鸣 |
| A_DIA_DEV | 黄 | HMI 弹窗, 提示调模 |
| A_DIE_LIFE | 蓝 | HMI 提示, 不停机 |
10. Darra 功能对照表
| 业务需求 | Darra 对应功能 | 所在模块 |
|---|---|---|
| 多道拉拔同步 | FB_Gear 电子齿轮 × 8 | IDE → 运动工艺对象 |
| 恒张力收卷 | FB_Winder 卷绕对象 × 2 | IDE → 运动工艺对象 |
| 自动换盘 | FB_FlyShear | IDE → 运动工艺对象 |
| 排线同步 | FB_Gear / FB_Cam | IDE → 运动工艺对象 |
| 线径 AI 闭环 | FB_AI_Predict | IDE → AI 助手 |
| 断线协调停机 | PRG_BreakStop + Gear.PauseRamp | SCL 标准 |
| 退火调功 | FB_PID | IDE → 工艺对象 |
| 润滑管理 | 累积计数 + 寿命提示 | SCL 标准 |
| 配方管理 | 内置配方管理器 | IDE → 配方 |
| HMI | HMI Designer | IDE → HMI |
| 三级报警 | 内置报警系统 | IDE → 报警 |
| 历史曲线 | 本地 SQLite + 云端 InfluxDB | Darra Service |
| 远程运维 | Darra Cloud 加密隧道 | Cloud |
| 授权 | 按 CPU 核数, 14 轴不额外收费 | 授权管理 |
11. 项目总结
11.1 实施周期
| 阶段 | 工时 |
|---|---|
| 方案设计 + POC | 2 周 |
| 硬件采购(汇川伺服国产现货) | 6 周 |
| 控制柜组装 + 现场布线 | 4 周 |
| 程序开发(PLC + 运动 + HMI) | 3 周 |
| 调试 + 线径 AI 模型训练 | 2 周 |
| 验收 + 批量试产 | 1 周 |
| 合计 | 18 周 |
11.2 投产效果
| 指标 | 设计 | 实测 |
|---|---|---|
| 最高线速度 | 12 m/s | 12.5 m/s |
| 线径 CPK | 1.2 | 1.85 |
| 废品率 | <0.5% | 0.15% |
| 双工位换盘时间 | <2 s | 1.7 s |
| 连续运行无故障时间 | >120 h | 336 h |
| 模具寿命预测准确率 | — | 89% |
11.3 推广价值
- 本方案在 焊丝 / 弹簧丝 / 切割丝 / 钢帘线 全行业通用;
- FB_Gear + FB_Winder + FB_FlyShear 三件套可直接复制到 拉管、拉型材、轧钢、冷镦;
- AI 测径闭环训练数据在 Darra Cloud 沉淀, 后续项目冷启动更快;
- 一台工控机 + 一根 EtherCAT 环网 = 一整台拉丝机控制系统, 柜体空间下降 60%。
FB_Gear 级联 + FB_Winder + FB_FlyShear, 让 14 轴高端拉丝机在 500 µs 周期内顺畅同步, 这是 Darra 在金属丝材装备领域的核心能力。