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高技术机电一体化控制方案在纺织机械的应用

高技术机电一体化控制方案在纺织机械的应用

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-07-11 00:42    

  近些年,跟着人们审美认识加强和生存秤谌的抬高,高等色织产物愈加受到人们醉心。不但仅真丝绸,化纤丝、人制丝、混纺纱和棉纱等也可采用色丝织制,这就促使纱筒染色工艺正在色织行业得到普及利用。寻常纱筒染色前须要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用,所以松式细密络筒机的需求日益减少。

  邦内现有的松式络筒机整机机闭寻常采用单锭聚集传动式样,时时征求卷绕、导纱、超喂等几种运动,采用呆板齿轮和凸轮机构落成,针对种种纱线差别的络筒工艺,修立调解比力繁难;导纱机构采用的是槽筒和盘旋翼片,对少少高等纱线易发作毁伤;同时因为采用的是呆板传动机闭,卷绕速率不高。目前海外这种松式络筒机仍然一律采用基于电子齿轮和电子凸轮的全豹码卷绕机闭,即单锭独立传动;卷绕、横动导纱、纱线超喂、张力补充均采用零丁电机左右,各电机之间的运动相干可通过参数树立举行描摹,灵巧应对种种性子的纱线卷绕工艺的须要;横动导纱采用的是“导纱器”,即俗称的“兔子头”,对纱线的毁伤很小,十分合用于高等色织纱线的卷绕;其余因为各电机正在呆板上没有直接的传动相连,辅以高速细密运动左右软件算法,能够很利便地告竣高速细密交叉卷绕,络纱速率宏伟于呆板式松式络筒机,大大抬高了络纱效力。

  北京和利时电机时间有限公司通过和邦内有名纺机集团配合,针对细密松式络筒机的工艺特色,正在本身众年伺服和运动左右时间积聚的底子上,正在邦内初度开拓胜利扫数具有自决常识产权的高速细密松式络筒机电气左右计划。全面计划具有精良的职能代价比,大大提拔了邦产松式络筒机的主动化秤谌,首要时间目标到达了海外同类修立的秤谌。

  以单锭左右为例,体例左右计划道理如图一所示,横动电机轴相连一个钢丝轮,通过钢丝轮的正反盘旋驱动紧固正在钢丝上导纱器独揽挪动,告竣纱线的横动排线运动;卷绕电机直接驱动纱筒盘旋,告竣纱线的卷绕运动,上述横动和卷绕两个运动合成后即再现为纱线以螺旋线的形势来回卷绕正在纱筒外外。张力补充电机和超喂电机则首要用于左右纱线卷绕流程中的张力。

  本计划中横动导纱电机采用了一台源委奇特计划的超小惯量伺服电机,卷绕和超喂电机采用的也是特意计划定制的高速无刷直流电机,张力电机采用了一台平淡步进电机。图中的“单锭左右驱动器”是和利时电机公司正在自有开拓的全豹字永磁互换伺服驱动器的底子上,嵌入了细密络筒机高速电子导纱运动左右算法、卷绕无刷电机速率左右和纱线张力左右战术的专用型电机驱动左右体例。全面体例机闭粗略,效力完备,通过键盘或通讯式样调解“单锭左右驱动器”内部存储器参数能够利便树立纱线卷绕成形的几何参数(满筒直径,收边幅度等),卷绕的线速率,卷绕比,来去动程长度,纱筒硬边修整的差动幅度、差动周期、差动凸轮弧线等各项工艺参数,同时具备RS232、RS485、CAN总线三种通讯接口,能够很利便落成众锭联网左右,一律告竣柔性化数码卷绕。首要时间参数罗列如下:

  横动伺服电机换向加快率高达8000r/s2,来去频率最大为800次/分钟,即每分钟1600次换向;

  内嵌有卷绕、超喂和张力补充三个电机的左右效力,可与变频器、直流无刷电机驱动器、步进电机驱动器利便接口,告竣卷绕电机、超喂电机和张力补充电机的左右;

  为了保障纱筒具备精良的染色职能,须要从起首卷绕到满筒之间任何直径点上,筒子上的纱线正在空间上兴办体交叉,相互都不屈行,保障每层纱线没有重叠,便是说须要对纱筒的卷绕比举行细密左右。所谓卷绕比,便是横动导纱钩每来去一次,纱筒卷绕的圈数。交叉卷绕有古代的槽筒卷绕(自便卷绕)、恒定卷绕比细密卷绕、数控分层卷绕三种景象,本计划首要告竣了恒定卷绕比细密交叉卷绕和数控分层卷绕两种效力。

  为了告竣细密交叉卷绕,“单锭左右驱动器”通过及时收集卷绕电机反应编码器脉冲信号筹划其及时速率,遵照细密卷绕工艺哀求,用奇特数控算法得出横动伺服电机的速率给定指令,以保障横动伺服电机转速与卷绕电机转速遵照卷绕比的界说仍旧肯定相干,让纱线以空间螺旋线的形势来去绕正在纱筒上。通细致密左右卷绕比,来去卷绕的纱线相互交叉,不重叠,也便是说奥妙采用电子齿轮和电子凸轮代替呆板齿轮和凸轮传动告竣纱筒的细密卷绕。

  为了告竣细密卷绕的高速职能,须要横动伺服电机正在做来去运动时,可以急速换向,这就哀求伺服电机具备较高的转矩惯量比,为此对横动伺服电机举行了奇特优化计划,以保障电机转子惯量尽不妨小。同时伺服驱动器的电机左右算法正在高动态呼应性方面也做了针对性的计划,采用PID左右连系隐约左右算法,保障伺服电机速率正在不发作超调的环境下,尽不妨短功夫内落成换向。

  因为横动电机换向时,不管众速,城市由于换向加减速形成有硬边气象显现,遵照呆板式络筒机硬边消释道理,正在“单锭左右驱动器”中嵌入了差动凸轮运动法则算法,周期性地及时变换横动导纱器的换向点,落成硬边消释效力。同时能够遵照差别纱线性子,选拔差别的差动凸轮弧线,树立差动周期和幅度。

  除了接纳差动电子凸轮算法消释硬边时间外,本计划还富足独创性地告竣了导纱器最小换向弧长的左右算法,饱满诈骗了DSP数字信号治理器高速运算才气,及时筹划和改正横动导纱伺服电机与纱筒卷绕电机传动的凸轮弧线法则,保障正在任何卷绕转速和卷绕直径状况下,导纱器换向的弧长最小,最事态部地消释卷绕纱筒的硬边气象。

  外面上说明,纱筒卷绕的线速率随纱筒的卷绕半径转移而转移,而线速率的转移直接惹起卷绕张力的动摇,从而会影响纱筒的成形质地和纱线的呆板物理职能。若是外层纱的张力大于内层纱的张力,就容易发作筒子外层纱挤压内层纱的胀边气象;若是络纱流程中张力转移过大,也会容易形成纱线因络纱张力差别显现纱线拉伸率差别,这就哀求正在络筒流程中尽量减小张力及压力的动摇。因而除保障恒定纱筒压力外,保障卷绕速率相对宁静是左右张力动摇的一项主要程序。

  细密卷绕加工时纱线张力的巨细直接影响筒子卷绕的松紧度,从而影响筒子绕纱的容量和染色的难易,并影响纱线加工的断头率,因此种种细密卷绕络筒机都有纱线的张力左右闭头,十分是供筒子染色用的纱线的加工张力,不宜过大,以得到松式卷筒,有利于染色。本计划除了接纳程序保障相对恒定的纱线卷绕线速率外,还其余计划有一个张力递减治疗装备,采用一个步进电机左右的张力治疗杆。正在线速率升速流程中,通过治疗步进电机的转角状况,左右张力治疗杆的角度,蜕化纱线通过的门栅夹持力度,以保障卷绕张力恒定;其余遵照奇特纱筒“里紧外松”的工艺哀求,能够遵照纱筒卷绕半径治疗张力杆的角度,保障卷绕纱筒小直径时卷绕张力大,大直径时卷绕张力小。

  细密卷绕流程中纱线线速率确定大于纱筒退绕线速率,张力值也所以增大,而过大的张力不仅得不到优质纱筒,况且会减少纱线的断头,下降坐蓐效力。所以,本计划采用了所谓“超喂”的主意,即送出纱线的速率大于卷取纱线的速率,将纱线卷绕时筒子“硬拖”纱线的景遇蜕化成和缓地卷取纱线的景遇,从而裁汰断头,得到舒服的松式卷绕筒子。纱线正在超喂滚筒上盘绕的圈数取决于超喂量的巨细,寻常的超喂量左右值正在1.02~1.06(一圈环境下)之间。

  细密络筒、络丝呆板是纺织工艺中抬高纺织品德地的闭节修立,高速细密数码卷绕计划胜利担任了纱线高速细密卷绕工艺中的“KNOW HOW”,全数采用永磁电机驱动时间,呆板能耗远远低于古代的变频电机传动修立。同时因为采用了柔性化数码左右时间,异常适合于高等织物的众种类、小批量纱筒坐蓐,具有精良的社会经济效益。和利时电机时间公司开拓的该更始管理计划涉及了电子左右,数字伺服电机和驱动、细密运动左右、和筹划机收集通讯等时间,是典范的高时间机电一体化左右计划,也是采用数字左右时间改制古代物业的典范案例。

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