一.前言

　　圓網(wǎng)印花機是紡織印染行業(yè)中印花生產(chǎn)的主要設(shè)備，按圓網(wǎng)傳動方式可以分為機械式整體傳動圓網(wǎng)印花機和獨立傳動圓網(wǎng)印花機兩種，本文介紹的是基于博瑋BWS伺服的獨立傳動式圓網(wǎng)印花機中的網(wǎng)頭部分同步控制方案。

　　圓網(wǎng)印花機通常由進布單元、印花單元、烘房單元和落布單元組成，其中的印花單元是整個設(shè)備的核心部分，本文主要介紹kinco伺服系統(tǒng)在印花單元的應(yīng)用。

　　博瑋BWS伺服采用德國進口jat技術(shù)，Jat公司在德國擁有近20年的伺服研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用經(jīng)驗。

　　設(shè)備外形圖：

　　二.設(shè)備工藝介紹

　　待印染的白坯布通過進布單元被傳遞到導(dǎo)帶上，由于導(dǎo)帶表面事先涂有一層專用膠水，用于坯布可以緊密的和導(dǎo)帶接觸，不會產(chǎn)生相對運動，和導(dǎo)帶緊密接觸的坯布隨著導(dǎo)帶的運動，通過各個印花單圓，由印花單元上的絲網(wǎng)（雕刻有圖案、染料通過絲網(wǎng)內(nèi)圓隨著網(wǎng)頭的轉(zhuǎn)動滲透在坯布上，從而形成1種顏色的圖案，不同的印花單元上的絲網(wǎng)圖案形成不同的顏色的圖案，為了確保各個顏色的圖案最終形成一幅完整的圖形，各個絲網(wǎng)之間的相位必須確保恒定，也就是說，要實現(xiàn)高質(zhì)量、自動化的印花生產(chǎn)，圓網(wǎng)與導(dǎo)帶及各圓網(wǎng)間在連續(xù)、高速運行時，必須實現(xiàn)高精度的同步控制，各個圓網(wǎng)的線速度與印花導(dǎo)帶線速度必須確保同步，否則會產(chǎn)生斷布、斷網(wǎng)或“錯花”事故，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

　　圓網(wǎng)印花工作原理如下圖：

　　1#圓網(wǎng)印S1區(qū)域，只印黑色。

　　2#圓網(wǎng)印S2區(qū)域，將紅色套在空白處。

　　3#圓網(wǎng)印S3區(qū)域，將藍色套在空白處。

　　最終印出有多種顏色的圖案。

　　要保證良好的印花效果就要求印花網(wǎng)頭和印花導(dǎo)帶保持高度的同步。

　　印花網(wǎng)頭

　　三.博瑋BWS伺服控制工藝

　　    如果要實現(xiàn)印花網(wǎng)頭和導(dǎo)帶之間的高度同步，必須實現(xiàn)：

　　1.同步功能

　　只有圓網(wǎng)和導(dǎo)帶之間的相位角保持恒定，才可以確保圖案不錯位。博瑋BWS伺服具有的主從模式（-4模式），可以在保證速度同步的同時保證位置同步。令各輥之間的相位始終保持一致。主從模式下，通過動態(tài)調(diào)整驅(qū)動器內(nèi)電子齒輪比參數(shù)，達到消除齒輪傳動時齒輪間隙的作用，極大的方便了系統(tǒng)的調(diào)試并確保了印布的精度。

　　2.高速響應(yīng)

　　系統(tǒng)不但要實現(xiàn)勻速下的印花效果，還要保證在主動輥加減速時的印花效果。在主動輥（導(dǎo)帶）加減速時導(dǎo)帶的速度速度變化較大，BWS伺服1KHz的位置環(huán)采樣頻率可以確保驅(qū)動器在1ms內(nèi)對主編碼器的速度變化進行調(diào)整，而且，采集導(dǎo)帶位置和速度的編碼器信號是通過級聯(lián)的方式傳遞到各個網(wǎng)頭驅(qū)動器，信號在0.1us內(nèi)可以傳遞到多達32個軸，從而確保了主軸信號無損傳遞。

　　博瑋BWS伺服驅(qū)動器的Master Encoder和Encoder Out接口，前者用于接收外部的高速脈沖信號（響應(yīng)頻率高達2MHz），后者直接將接收到的脈沖信號傳遞給下一級的驅(qū)動器。這種級聯(lián)的方式，不會因為中間任何一臺驅(qū)動器受到干擾或出現(xiàn)故障而影響導(dǎo)后面圓網(wǎng)的運動，而且，這種方式下，各個圓網(wǎng)（從軸）跟隨的主軸信號是相同的，如果某個圓網(wǎng)的相位角產(chǎn)生誤差后不會被傳遞給后面的圓網(wǎng)。

　　除上述功能需求外，圓網(wǎng)印花機還需要具備手動調(diào)整各個圓網(wǎng)單元的相位角，每個圓網(wǎng)控制單元有4個按鈕，快進、慢進、快退、慢退，分別控制對應(yīng)的圓網(wǎng)相位角的快速超前、慢速超前、快速退后、慢速退后，調(diào)整完成后，圓網(wǎng)依然要保持原有的速度比跟隨導(dǎo)帶運動。博瑋BWS伺服自帶8個數(shù)字輸入口，可以將這4個按鈕輸入直接接入到4個數(shù)字輸入口（分別調(diào)用4個內(nèi)部子程序），而無需通過PLC，從而大大節(jié)省了上位機的編程和控制難度，當然，博瑋BWS伺服具有的相位角動態(tài)糾偏功能使得這個要求實現(xiàn)成為可能。

　　四.博瑋BWS伺服解決方案

　　電氣結(jié)構(gòu)圖

　　配置表：

　　其他說明：

　　1. PLC性能要求，本方案可以采用的PLC有Kinco K3系列PLC或三菱FX2N或其他品牌PLC，要求支持RS232/RS485兩個通訊串口，一個和變頻器（控制導(dǎo)帶）通訊，一個和HMI通訊，由于同步控制功能完全置入驅(qū)動器內(nèi)實現(xiàn)，極大的降低了對控制器處理運動控制的要求，本方案中控制器主要實現(xiàn)的是整個設(shè)備的IO邏輯控制及對非網(wǎng)頭部分電機的控制，而網(wǎng)頭部分電機的同步控制全部由驅(qū)動器內(nèi)置的同步功能完成。

　　2. 編碼器：采集導(dǎo)帶的位置和速度信號，要求分辯率較高，編碼器的分辯率需要按導(dǎo)帶主軸的直徑等參數(shù)計算（和編碼器輪與導(dǎo)帶從動軸之間的傳動比有關(guān)），編碼器信號直接連接到各個網(wǎng)頭驅(qū)動器。

　　3.除博瑋BWS伺服的主從跟隨功能外，在該方案中還利用了博瑋BWS伺服的內(nèi)部編程功能，實現(xiàn)了各個網(wǎng)頭的聯(lián)動、獨立控制、手動快進、快退、慢進、慢退、網(wǎng)頭自轉(zhuǎn)、導(dǎo)帶起動前重新定位到停止前相位角等功能，由于系統(tǒng)的核心功能由博瑋BWS伺服的內(nèi)部編程、主從控制、自帶IO口等功能來實現(xiàn)，除網(wǎng)頭控制外，導(dǎo)帶、磁缸、進布、出布等控制全部由PLC承擔(dān)。

　　五.總結(jié)

　　相比較目前市場上主流的采用同步控制器或?qū)Ｓ眠\動控制器的方案，本方案采用的博瑋BWS伺服的主從功能極大的節(jié)省了對控制器的運動控制要求，在控制網(wǎng)頭同步相位過程中，由于沒有控制器的參與，也節(jié)省了采用控制器時處理同步信號所花費的時間，確保了網(wǎng)頭BWS伺服電機的高動態(tài)響應(yīng)。

　　博瑋BWS伺服提供的圓網(wǎng)印花機傳動部分解決方案目前在多家公司得到了成功應(yīng)用，分別實現(xiàn)了12色和9色套印，速度達到60m/min，精度<±0.1mm。