一、導(dǎo)言

　　近年來，國內(nèi)外新型粗紗機(jī)在機(jī)電一體化和機(jī)械制造加工精度等方面實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，在控制與傳動(dòng)系統(tǒng)上，以計(jì)算機(jī)為核心，并采用多臺(tái)電機(jī)線性同步運(yùn)行，隨著IPC(工業(yè)控制計(jì)算機(jī))、PLC(可編程序控制器)、伺服系統(tǒng)和變頻系統(tǒng)的應(yīng)用，使粗紗機(jī)的控制精度、控制功能得到提高。由于伺服控制系統(tǒng)的成本太高，大大降低了粗紗機(jī)的市場競爭能力，因此，我公司開發(fā)了以變頻控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的粗紗機(jī)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)成功解決了粗紗機(jī)要求的恒張力控制，斷電同步停車等關(guān)鍵性控制技術(shù)。該設(shè)備已成功運(yùn)推向市場，并批量生產(chǎn)。根據(jù)控制運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)數(shù)量，分為二電機(jī)、三電機(jī)、四電機(jī)、七電動(dòng)等多種型號(hào)。

　　二、系統(tǒng)功能與構(gòu)成

　　把棉花紡成紗，一般要經(jīng)過清花、梳棉、并條、粗紗、細(xì)紗等主要工序。經(jīng)過并條工序的幾道并合牽伸，棉條已經(jīng)比較均勻，纖維已在一定程度上伸直平行。但是末道棉條(熟條)的定量較重，如直接紡細(xì)紗，則細(xì)紗機(jī)的牽伸倍數(shù)要達(dá)到百倍以上。這樣大的牽伸倍數(shù)，目前的傳統(tǒng)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)，即便勉強(qiáng)實(shí)行，紡成的細(xì)紗質(zhì)量也難以保證。為此細(xì)紗工序前，須先經(jīng)粗紗工序?qū)⑹鞐l牽伸拉細(xì)至一定程度，減輕細(xì)紗機(jī)的負(fù)擔(dān)。粗砂機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意見下圖。

　　圖1 粗紗機(jī)示意圖

　　粗紗機(jī)電控系統(tǒng)采用IPC、PLC數(shù)字化控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)恒張力控制，并配備觸摸屏，能監(jiān)視和更改紡紗參數(shù)，我們已四電機(jī)粗紗機(jī)為例,要求粗紗機(jī)的四軸同步傳動(dòng)，我們使用兩臺(tái)三菱FR-A740-15kw變頻器分別驅(qū)動(dòng)錠翼和筒管裝置、一臺(tái)FR-A740-5.5kw變頻器驅(qū)動(dòng)羅拉裝置以及一臺(tái)FR-J2S-200A伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)升降裝置;如圖1中所示，熟條從條筒中引出，由導(dǎo)條羅拉積極輸送，經(jīng)導(dǎo)條輥、導(dǎo)條器和喇叭口進(jìn)入三羅拉雙皮圈搖架加壓牽伸機(jī)構(gòu)。后羅拉鉗口握持條子，上、下皮圈靠一對中羅拉和皮圈銷張緊，使纖維在牽伸過程中受到良好的彈性控制，牽伸后的須條由前羅拉鉗口送出，再通過錠翼的集合器的聚合穿入空心翼臂，隨后在壓掌處繞圈后卷繞到筒管上。錠翼套在錠桿上隨錠桿回轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈就給粗紗加上一個(gè)捻回;筒管固定在上龍筋的筒管軸上并隨之回轉(zhuǎn)，同時(shí)依靠成形機(jī)構(gòu)的作用，隨上龍筋按一定的規(guī)律作升降運(yùn)動(dòng)，錠翼的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和筒管的回轉(zhuǎn)及升降運(yùn)動(dòng)相配合，完成符合規(guī)格的粗紗卷裝。

　　此系統(tǒng)中錠翼電機(jī)作為主軸，其余作為從軸，從主軸編碼器引出一相編碼器脈沖作為同步控制卡的給定，通過同步控制卡給到各個(gè)從動(dòng)變頻器, 從動(dòng)變頻器各自的編碼器反饋各自電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)速度，實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制,從而使電機(jī)的速度穩(wěn)定性大大提高.電控系統(tǒng)通過485通訊對各電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，使之同步運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)各裝置按照紡紗參數(shù)運(yùn)動(dòng)。

　　粗紗機(jī)各裝置連接示意圖

　　紡紗過程中有三種模式如下：

　　1、紡紗時(shí)，切換到自動(dòng)模式，按“啟動(dòng)”按鈕，各裝置同時(shí)啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài);

　　2、斷紗接頭時(shí)，切換到手動(dòng)模式，按“點(diǎn)車”按鈕，方便工作人員接紗;

　　3、滿紗或套管時(shí)，切換到手動(dòng)模式，按“升降”按鈕，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)升降裝置來落紗或套管。

　　三、系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1、四臺(tái)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行直流共母線的連接，使各裝置在停電停車時(shí)仍能同步運(yùn)行，不斷紗從而保證成紗質(zhì)量;

　　2、以前四電機(jī)粗紗機(jī)主軸用變頻器，其余用伺服控制器，現(xiàn)在我們除了升降裝置是用的伺服控制器，其余用的都是變頻器,很大程度上節(jié)約了成本;

　　3、有效地控制慢速啟動(dòng)與剎車，確保頻繁點(diǎn)動(dòng)時(shí)的紡紗質(zhì)量，有效抑制粗砂細(xì)節(jié)的產(chǎn)生，具有防細(xì)節(jié)功能，可不再需要防細(xì)節(jié)裝置;

　　4、精確地進(jìn)行三定(定位、定向、定長)，由工控機(jī)控制，在保證定長、定位的前提下，最后一層粗紗可提前換向，以保證細(xì)紗機(jī)上粗紗的更換，減少粗紗尾紗的浪費(fèi)。

　　粗砂機(jī)及其控制柜