中達電通股份有限公司    謝偉偉

    摘  要：在簡要介紹包覆絲機工作原理的基礎(chǔ)上重點研討伺服成型包覆絲機自動化系統(tǒng)設(shè)計術(shù)。系統(tǒng)基于PLC控制平臺與觸摸屏、變頻器、伺服驅(qū)動的集成控制結(jié)構(gòu)。

　　關(guān)鍵詞：包覆絲機  伺服成型  伺服驅(qū)動器  PLC  變頻器  交叉角  防硬邊 防疊繞 防掉線  油浴式齒輪箱

　　1、 引言

　　包覆絲機可用于生產(chǎn)各種規(guī)格氨綸包覆絲，芯絲用氨綸外包錦綸、滌綸等化纖彈力絲、長絲、也可包真絲、棉紗、毛紗線，各種混紡紗，這些彈力包絲或包紗廣泛用于彈力襪、運動襪、絲襪、連褲襪，針織內(nèi)衣衫褲，機織面料，彈性服裝、運動服、休閑服、羊毛衫、彈性帶等。

　　    包覆絲機能生產(chǎn)單包絲、雙包絲，也能生產(chǎn)某些特種加捻的絲、線，生產(chǎn)一些附加值很高的產(chǎn)品。

　　目前傳統(tǒng)的包覆絲機（以下簡稱機械成型包覆絲機）的組成是：一臺18.5KW VFD-B的變頻器驅(qū)動兩臺9KW異步電機傳動主軸運行,再通過機械齒輪變比帶動錠子高速旋轉(zhuǎn),及卷繞,再通過機械油浴式齒輪箱帶動橫動機構(gòu)來回運動,實現(xiàn)卷繞成型功能, 一套速度監(jiān)測儀，隨時監(jiān)測錠子、卷繞等運行轉(zhuǎn)速。　

　　機械成型包覆絲機的主要技術(shù)參數(shù)為：

　　缺點：1、只能通過變頻器面板進行調(diào)速，界面不友好。

　　  2、由于成型機構(gòu)是機械油浴式齒輪箱，導(dǎo)致整體車速只有不超過40米/分。

　　  3、由于成型機構(gòu)是機械油浴式齒輪箱，卷繞成型有疊繞和硬邊突起等電阻效應(yīng)（對下一道工序退繞很不利，卷繞紗錠只能達到3公分厚）。

　　  4、由于成型機構(gòu)是機械油浴式齒輪箱，長時間運行后機械磨損導(dǎo)致無法進行根本性修復(fù)，維護，調(diào)整都很困難。

　　2、電子成型包覆絲機自動化設(shè)計

　　由于傳統(tǒng)機械成型的速度、成型效果、維護難等局限性，已經(jīng)嚴重制約了包覆絲機在市場上的發(fā)展，所以近年來很多的紡機廠家及自動化系統(tǒng)設(shè)計集成企業(yè)都在全力研發(fā)電子成型包覆絲機這一產(chǎn)品，但由于在成型控制精度、防疊繞算法、防電阻效應(yīng)、防掉線、機械精度、卷繞成型交叉角度算法等、生產(chǎn)調(diào)試周期廠（生產(chǎn)一個錠需要20小時-80小時）等困難所以至今成效都不大。

　　通過近期一個多月的努力我們在國內(nèi)設(shè)計出以臺達EH系列可編過程控制器為主控制單元，控制全機錠子速度（臺達變頻器控制），卷繞電機速度（臺達變頻器控制系列），橫動移紗電子成型（臺達伺服驅(qū)動器），用臺達人機界面設(shè)置和顯示工藝參數(shù)的控制方案。取消機械油浴式齒輪箱。對主軸轉(zhuǎn)速信號采用高速計速，對卷繞輥進行測速；通過在人機界面上設(shè)置工藝參數(shù)如：錠子速度、橫動速度、成型斜度、工作定時、捻度、等，對運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的故障信息均在人面界面上用來顯示，為排除故障提供方便。

　　主要元件清單如下:

　　PLC:DVP-EH(高速脈衝輸出可達200KHz, 高速計數(shù)通道200KHz/通道、共四通道)

　　HMI:DOP-AS(5.7寸)

　　變頻器:VFD-B(18.5KW)

　　伺服驅(qū)動器:VSD-B(0.75KW, 編碼器分辨率:10000, 位置定位時間:2ms)

　　優(yōu)點：

　　1、可以通過觸摸屏隨意更改整機車速，橫動速度，成型參數(shù)，等滿足不同生產(chǎn)需要，界面友好、方便。

　　  2、由于成型橫動機構(gòu)采用伺服傳動，所以整體車速可以提高到100米/分，大大提高生產(chǎn)效率，是原機械成型機型200%-300%倍速度。

　　  3、由于成型橫動機構(gòu)采用伺服傳動，卷繞成型解決疊繞和硬邊突起電阻效應(yīng)等問題，所以卷繞紗錠可以達到10公分厚，原機械成型機型300%-400%倍，節(jié)約了換錠時間提高了生產(chǎn)效率。

　　      4、由于成型機構(gòu)采用伺服傳動，所以機械結(jié)構(gòu)簡單，即使長時間運行維護，調(diào)整都很方便。

　　電子成型包覆絲機的主要技術(shù)參數(shù)為：

　　3、 伺服電子成型的實現(xiàn)介紹

　　1）、卷繞速度設(shè)定

　　卷繞速度即主車速，決定整機的生產(chǎn)速度，根據(jù)卷繞速度設(shè)定變頻器運行頻率；卷繞速度決定卷繞線速度。

　　2）、橫走速度設(shè)定

　　橫走速度即橫向移絲速度，根據(jù)不同品種紗線的卷繞要求橫走速度與卷繞速度形成比例，來決定來回卷繞的交叉角度；且橫走速度不能過慢或過快，過慢會導(dǎo)致橫動反向時錠邊累計過多導(dǎo)致硬變和掉線，過快也會導(dǎo)致伺服反向時過沖、抖動而導(dǎo)致掉線。

　　3）、初始行程設(shè)定

　　初始行程即表示A-B間距離。

　　4）、初始輥徑設(shè)定

　　初始輥徑設(shè)定必須準確，否則將影響成型效果。

　　5）、停車延時設(shè)定

　　停車延時即表示在按動停車按鈕后由于轉(zhuǎn)盤慣性無法立即停止，所以必須延時橫動機構(gòu)一段時間等待轉(zhuǎn)盤完全停止后再停止橫動，否則紗線將會在橫動停止位置大量卷繞。

　　6）、差動距離

　　AC與DB為差繞長度。

　　在AB往復(fù)的過程中，并不是每次往復(fù)行程都是由A點至B點，或是由B點至A點實際往復(fù)行程為A點至D點，D點至C點，C點至B點，再由B點至A點依序循環(huán)，主要是解決在卷繞過程中兩邊會有凸起的現(xiàn)象（俗稱電阻效應(yīng)）

　　7）、成型角度調(diào)整參數(shù)

　　成型角度調(diào)整參數(shù)將決定紗錠在卷繞成型的收邊角度的坡度，由于成型角度是由卷繞速度、橫動速度、紗線粗細不同所共同決定的，所以可以通過成型角度調(diào)整參數(shù)進行修正，達到美觀的效果，此參數(shù)越大表示坡度越陡，越小表示坡度越平。

　　8）、軟邊調(diào)整參數(shù)設(shè)定

　　在卷繞成型中由于退繞的需要，要求錠邊相對松軟，避免錠邊太硬、太緊所導(dǎo)致退繞斷線現(xiàn)象，調(diào)整軟邊參數(shù)可以有效調(diào)整收邊的松軟度，軟邊調(diào)整參數(shù)越大邊越硬，參數(shù)越小邊越軟。

臺達伺服成型效果         國際領(lǐng)先曼尼加圖成型效果

　4、結(jié)束語

　　通過8月9月兩個月的時間，我們已經(jīng)使用不同紗線進行卷繞測試（40D-200D規(guī)格），現(xiàn)在的卷繞成型效果已經(jīng)非常接近國際領(lǐng)先包覆絲機生產(chǎn)商曼尼加圖的成型效果。

　　隨著伺服成型的高效、成熟、性價比的提高，應(yīng)用伺服成型的自動化包覆絲機將逐漸取代紡織行業(yè)上所有機械式傳統(tǒng)包覆絲機，效率比傳統(tǒng)包覆絲機成倍提高，卷裝容量增大，質(zhì)量大幅度提高，高品質(zhì)錠子在高速運轉(zhuǎn)下的持久穩(wěn)定性，二級傳動機構(gòu)，使受力更合理，適用范圍更廣，取消油浴式齒輪箱，維護更方便，使卷繞成形良好，軟邊成型退繞更容易。

　　伺服成型技術(shù)的成熟將完全取代傳統(tǒng)機械成型技術(shù)，目前所有機械成型的卷繞紡機都將得到革命性突破（包括包覆絲機、倍捻機、絡(luò)筒機等），推動國內(nèi)紡機行業(yè)從低效、底端市場走向高效、高質(zhì)的新時代。