摘要：隨著市場(chǎng)需求的多樣化和個(gè)性化,多品種小批量生產(chǎn)己成為當(dāng)今工業(yè)企業(yè)主要的生產(chǎn)方式之一。原有機(jī)械式倍捻機(jī)無(wú)法適應(yīng)這一要求，本控制系統(tǒng)采用伺服成型全電子式電氣控制系統(tǒng)解決了這一難題。

Abstract:withthediversificationandindividualizationofmarketdemand,manyvarietiesofsmallbatchproductionhasbecomeoneofthemainproductionmethodsofindustrialenterprises.Thisproblemissolvedbytheservocontrolsystem,whichisunabletoadapttothisrequirement.

關(guān)鍵詞：伺服成型，控制，加捻

Keywords:servoforming,control,twisting

1研究背景和意義

應(yīng)用伺服成型的倍捻機(jī)將逐漸取代紡織行業(yè)上所有機(jī)械式齒輪傳動(dòng)倍捻機(jī)，效率比傳統(tǒng)倍捻機(jī)成倍提高，卷裝容量增大，質(zhì)量大幅度提高。高品質(zhì)錠子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下的持久穩(wěn)定性和二級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使受力更合理，適用范圍更廣;取消油浴式齒輪箱，維護(hù)更方便，使卷繞成形良好，軟邊成型退繞更容易。

現(xiàn)代科技發(fā)展日新月異，國(guó)內(nèi)紡織裝備行業(yè)較其他行業(yè)而言自動(dòng)化程度偏低，將機(jī)電一體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用到紡織裝備上已刻不容緩。倍捻機(jī)的發(fā)展從傳統(tǒng)的機(jī)械式到多電機(jī)式，再到單錠傳動(dòng)控制，既提高了生產(chǎn)效率又降低能耗。在倍捻機(jī)的生產(chǎn)管理上，將倍捻機(jī)用網(wǎng)絡(luò)化管理，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人化車間”的想法也是可行的。在倍捻機(jī)的操作上，實(shí)現(xiàn)對(duì)倍捻機(jī)多參數(shù)的操作管理，提高紗線的品質(zhì)，更換品質(zhì)方便，也是切實(shí)需要的。通過開發(fā)新型倍捻機(jī)，為公司進(jìn)一步提高倍捻機(jī)市場(chǎng)占有率打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為創(chuàng)新鑄就日發(fā)加捻品牌創(chuàng)造條件。

2電氣設(shè)計(jì)框架

由于傳統(tǒng)機(jī)械成型的速度、成型效果、維護(hù)等方面的局限性，近年來很多的紡機(jī)設(shè)備制造企業(yè)都在致力于研發(fā)電子成型倍捻機(jī)，但由于在成型控制精度、防疊繞算法等問題上存在著局限性，實(shí)際設(shè)備投放市場(chǎng)的并不是很成熟。日發(fā)紡機(jī)自主開發(fā)的伺服成型電氣控制系統(tǒng)已在市場(chǎng)上大批量銷售，并取得良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

圖1電氣系統(tǒng)框圖

3電氣設(shè)計(jì)方案

3.1硬件設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)主機(jī)采用ModiconM241可編程控制器+10.1”觸摸屏，M241PLC適用于具有速度控制和位置控制功能的高性能一體型設(shè)備。該產(chǎn)品內(nèi)置以太網(wǎng)通信端口，可以提供FTP和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器功能，能夠更為便捷地整合到控制系統(tǒng)架構(gòu)中，通過智能手機(jī)、平板電腦及電腦等終端應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)。該產(chǎn)品豐富的內(nèi)置功能大大降低了您的設(shè)備成本，控制器內(nèi)置功能Modbus串行通信端口、USB編程專用端口、用于分布式架構(gòu)的CANopen現(xiàn)場(chǎng)總線、位置控制功能（伺服電機(jī)控制的高速計(jì)數(shù)器和脈沖輸出）；ModiconTM3擴(kuò)展模塊：安全模塊、電機(jī)起動(dòng)器控制模塊及遠(yuǎn)程擴(kuò)展系統(tǒng)；ModiconTM4通信模塊M241控制器的CPU處理能力和內(nèi)存容量非常適合它的目標(biāo)性能應(yīng)用。

3.2軟件設(shè)計(jì)

SoMachine軟件是面向設(shè)備制造商的解決方案軟件，用于在單一軟件環(huán)境下完成對(duì)整個(gè)設(shè)備的開發(fā)、配置和調(diào)試，包括邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、HMI以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制功能。SoMachine軟件可以讓您在施耐德電氣靈活可擴(kuò)展的控制平臺(tái)上完成所有元器件的編程、調(diào)試，是面向設(shè)備制造商們的全面解決方案，幫助您根據(jù)每個(gè)設(shè)備的要求優(yōu)化自動(dòng)控制解決方案。

DOPSoft1.01.04軟件使用于臺(tái)達(dá)人機(jī)界面產(chǎn)品。本產(chǎn)品擁有高速的硬件架構(gòu)，提供給您一個(gè)功能強(qiáng)大及品質(zhì)穩(wěn)定的人機(jī)產(chǎn)品，讓DOP-B系列產(chǎn)品能夠有更強(qiáng)大的功能。

4伺服成型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

筒紗的成型質(zhì)量對(duì)后道加工有著極為重要的影響，紗條卷繞分布要均勻，硬度適中，無(wú)凸起等，這就要求紡織設(shè)備的成型機(jī)構(gòu)要具備防疊、防凸等適應(yīng)工藝要求的多種功能。在紗筒的卷取過程中，由于紗筒是由下面的摩擦輥通過摩擦傳動(dòng)的，隨著紗筒卷繞的紗線的增多，其直徑不斷增大，但是摩擦輥的轉(zhuǎn)速是不變的，所以紗筒轉(zhuǎn)速就會(huì)逐漸減少。如果導(dǎo)紗桿橫動(dòng)速度固定，那么經(jīng)過一段時(shí)間后，在紗筒上的多個(gè)位置出現(xiàn)疊紗現(xiàn)象。

圖2紗線成型示意圖

如圖2所示為紗筒在卷繞過程中一次來回后的示意圖，A1為導(dǎo)紗方向從左到右時(shí)的起點(diǎn)位置，A2為導(dǎo)紗從右到左時(shí)的終點(diǎn)位置，α為兩次折返點(diǎn)的夾角，假設(shè)經(jīng)過M次導(dǎo)紗后其折返點(diǎn)為AM，AM點(diǎn)與A1的夾角為β，則

β=M×α−L×180（L，M為整數(shù)，M>L，且0≤β≤180°）

取值L、M使0≤β≤180º，當(dāng)β為0時(shí)，AM點(diǎn)回到了A1位置，即紗線進(jìn)行了疊紗。當(dāng)紗筒不斷的卷繞，A1點(diǎn)不斷的發(fā)生重疊，這樣點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)密集而凸起的條紋，就此形成了紗筒的疊紗現(xiàn)象。紗筒的疊紗現(xiàn)象不僅會(huì)使卷繞筒表面出現(xiàn)不平而影響紗筒在卷繞過程中的平穩(wěn)性，使卷取時(shí)紗線出現(xiàn)紊亂，而且會(huì)在下一工序的染色上使紗線染色不均，退紗時(shí)出現(xiàn)斷紗亂紗，因此疊紗現(xiàn)象會(huì)對(duì)紗線在后道工序產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

在此，本論文通過在導(dǎo)紗桿每橫動(dòng)一次后，改變導(dǎo)紗桿的橫動(dòng)速度，并在第M次橫動(dòng)周期后重復(fù)以上運(yùn)動(dòng)，這樣就避免了紗線的疊紗現(xiàn)象。

4展望

目前國(guó)內(nèi)大部分紗線企業(yè)面臨著技術(shù)改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)紗線制造廠對(duì)加捻線產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，成型需求多樣化。國(guó)內(nèi)許多加捻線廠家已紛紛開始應(yīng)用伺服成型倍捻機(jī)。因此，日發(fā)伺服成型倍捻機(jī)以其優(yōu)異的性能取得加捻市場(chǎng)的認(rèn)可，今后將成為公司新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，市場(chǎng)前景廣闊。

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作者簡(jiǎn)介

盛亮均（1984-），男，電氣工程師，碩士，主要從事現(xiàn)代智能紡機(jī)電氣控制系統(tǒng)開發(fā)工作。