络筒机控制系统

1、.络筒机控制系统一 . 络筒机简介 .络筒机是纺织行业的专用设备。 络筒作为纺纱的最后一道工序和织造的首道工序，起着承上启下的“桥梁”作用，因而在纺织领域中占有重要的地位。络筒的主要任务：12改变卷装，增加纱线卷装的容纱量：通过络筒将容量较少的管纱 (或绞纱 )连接起来，做成容量较大的筒子，一只筒子的容量相当于二十多只管纱。筒子可用于整经 ,并捻 ,卷纬 ,染色 ,无梭织机上的纬纱以及针织用纱等。这些工序如果直接使用管纱会造成停台时间过多，影响生产效率的提高，同时也影响产品质量的提高，所以增加卷装容量是提高后道工序生产率和质量的必要条件。清除纱线上的疵点，改善纱线品质：棉纺厂生产的纱线上存在着

2、一些疵点和杂质，比如粗节 , 细节 , 双纱 , 弱捻纱 , 棉结等。络筒时利用清纱装置对纱线进行检查，清除纱线上对织物的质量有影响的疵点和杂质，提高纱线的均匀度和光洁度，以利于减少纱线在后道工序中的断头，提高织物的外观质量。纱线上的疵点和和杂质在络筒工序被清除是最合理的，因为络筒时每只筒子的工作是独立进行的，在某只筒子处理断头时，其它筒子可以不受影响继续工作。络筒的工艺要求：1卷绕张力适当，不损伤纱线原有的物理机械性能.2筒子卷装容量大，成形良好,便于退绕 .3纱线接头小而牢 ,尽量形成无结头纱线 .4用于整经的筒子要定长 ,用于染色筒子要结构均匀(卷密均匀 ).* 工讲解络筒机 : 络筒机

3、用途 :1. 半自动络筒机加工出来的一般为成品筒 ,比如用来对染色后的筒子进行退绕 ,绕成适合大小的成品筒 .2. 自动络筒机加工出来的一般还是原料筒 .3. 不同的络筒机用于纺织中的不同步骤 ,具有不同的用途 .工艺要求 :1. 无攀丝 : 如果横动中回头不及时 ,丝线卷绕超出原定的边界 ,就会产生攀丝 ,这样筒子在退绕过程中 ,攀丝处就会出现绊倒筒子等现象 ,影响使用 , 因此有攀丝的筒子就算坏筒了 .2. 无硬边 : 由于纱线卷绕中在筒子两端卷绕的纱线较多 ,因此会导致硬边的产生 ,从而影响后面的工序 ,比如染色工序 .3. 无重叠 : 当筒子的卷绕直径增大到某一定值时，导纱往复一次中筒

4、子的转数恰好为整数，这时筒子上相邻两层纱圈便重合在一起。重合若干次后，纱线便在筒子表面形成绳状突起，这种现象被称为重叠 , 产生重叠后的筒子表面凹凸不平， 在络筒时纱线的摩擦加剧， 造成筒子剧烈振动。同时重叠的纱条在筒子两端产生滑边， 影响后道工序 .不过在半自动络筒机中由于卷绕比是由硬件齿轮固定的 ,因此应该不会产生重叠现象 .这点'.可以找 * 工确认下 .程序设计注意事项 :1. 横动运行快速换向 ,这样就可以减少攀丝现象 .这一点应该是应用于自动络筒机中 ,采用专门的横动伺服电机控制导纱 .半自动络筒机中导纱由机械部分控制 .2. 实现差绕控制 ,以消除硬边现象 .实现的原理如

5、下 :比如导纱器横动的距离正常为 180cm,在某次横动中只运行 170cm,即两边各少运行 5cm.也就是所谓的差绕 ,不过差绕的次数不能太经常 ,大概一分钟中占 30%即可 . 也就是本来纱线较多的位置只出现在筒子两端的圆圈上 ,差绕后实现纱线分到 5cm 宽的一个面上 .另外半自动络筒机上采用一根横轴以机械的方式实现差绕控制 .3. 卷绕的纱线最好不要规律排列 ,因为排列的太规律则纱线间的摩擦会导致纱线发毛 ,发热等现象 ,影响筒子质量 .4. 卷绕比的概念 :卷绕比就是导纱器横动一次 ,筒子旋转的圈数 .卷绕比不能为整数 ,否则会导致重叠现象 .而且卷绕比要选择合适 ,一般选择 3.2

6、,这是最经济的一个卷绕比 ,因为当卷绕比过大时 ,筒子外围的纱线卷绕较紧 ,纱线间的压力会导致中间的纱线鼓起 .当卷绕比过小时 ,卷绕的筒子卷装容量也会过小 .半自动络筒机中卷绕比是由机械齿轮比固定的 .另外在自动络筒机中希望 卷绕比可变 并由程序控制 .因为要得到高卷装容量的筒子 , 就希望纱线卷绕密度是不变的 .但当筒子的厚度加大时 ,如果卷绕比不变 , 那么这一圈中纱线的密度就会变小 ,因此设计中当筒子的厚度达到一定程度后要适当的增大卷绕比 .下图为卷绕比的示意图 .5. 收边 ,就是导纱器横动的距离要随着筒子卷绕半径的增大而减小 .筒子收边会使筒子的侧面形成一个斜面 ,该斜面的平滑程序

7、也是衡量筒子质量的一个重要指标 .不过如果到筒子的最外围还是保持斜面的话 ,那筒子边'.上最外面的那一圈纱线容易沾染灰尘 ,而且染色效果不均匀 ,因此希望产生弧度边 ,也就是在筒子的最后面一段厚度形成一个弧度 .另外半自动络筒机中收边是由机械的方式实现 .6. 定长 ,有三种测量方法 ,一是测量厚度 ,该方法误差较大 ;二是测量压辊的线速度 ,因为压辊的旋转与纱线保持线速度一致 ,可以采用编码器或霍尔传感器来测量压辊的线速度 ,不过也存在一定的误差 ,要进行修正 .这也是目前用的较多的方法 .三是采用建立数学模型的方法 .7. 络筒机中有两个关键的控制点 ,一是恒线速度 ,二是恒张力

8、.'.二 . 络筒机工作原理 .9 月 26 号到上海第二丝绸机械厂参观了络筒机的结构， 下面大致描述该类型络筒机的结构组成及工作原理：1. 卷绕机构：络筒卷绕是使纱线以螺旋线的形状均匀地卷绕在筒管的表面形成筒子。卷绕成形机构有三种方式：A. 筒管直接转动，导纱器导纱。B. 滚筒摩擦传动，导纱器导纱。C. 槽筒摩擦传动，沟槽导纱。下面是现场拍回来的络筒机图片：图 2-1如上图所示，这里是采用一个变频器控制一个独立的电机,该电机再通过两个齿轮来分别带动筒管转动和导纱器的横动 .具体的机械连接安装传动装置中 .从上图可以看出该类型半自动络筒机是采用筒管直接转动 ,导纱器导纱的卷绕方式 .卷

9、绕时 ,筒子要紧靠压辊 ,以保证纱线卷绕时成形良好 .变频器的功能设计上在频率源选择时有一种络筒机专用给定方式， 在该给定方式下，当按下启动开关，变频器启动后，变频器的输出频率从初始频率根据设定长度慢慢调整到终止频率，这种控制方式用于一些要求筒子里松外紧的工艺要求时 .另外一种控制方式就是恒线速度控制了 ,恒线速度控制方式可以保证纱锭良好的松紧度。筒管转动是实现将纱线卷绕到筒子表面的一个步骤， 另外还要通过导纱器带动纱线沿着筒管轴线方向做往复运动， 把纱线均匀分而到筒管表面， 根据往复运动的不同可以形成不同卷绕形式的筒子。 这里导纱器的往复运动是也由机械装置实现的，在传动装置中有一个齿轮用来控

10、制导纱器的横动,从齿轮处延伸一根长'.轴出来当成导纱器的运行轨道.为实现收边功能 ,还在导纱器的底部安装有一个凸轮 .而为了实现差绕功能 ,则还要用到横轴 ,横轴由一台专门的电机驱动 ,电机位置如下图所示：图 2-2如上图所示，无法看到该电机的型号， 该电机在络筒机上电后就直接运转，推测里面应该配有减速装置， 然后带动横轴做低速运转， 横轴上的机械装置同时影响导纱器的运行轨迹 ,以实现差绕的功能。2. 定长控制：该络筒机是通过记录压辊的转数换算成周长来完成定长功能，实现的过程如下：如图 2-1 中所示，通过重力装置，使筒子与压辊紧密接触，筒子转动时带动压辊旋转 (这一点只是推测 ) ，

11、在压辊的一端上贴一张感应纸，然后采用一个霍尔传感器对着该感应纸，霍尔传感器的输出接到变频器上。如下图所示：'.图 2-3当压辊转动时，霍尔传感器就可以输出一连串的脉冲信号，变频器通过捕捉脉冲信号来计算纱线的长度，以实现定长停车，纱线长度显示等功能。不过这种计算定长的方法会存在一定的误差。3. 纱线超喂：由于筒子卷绕过程中纱线线速度肯定大于纱筒退绕线速度，张力值也因此增大，而过大的张力不但得不到优质纱筒，而且会增加纱线的断头，降低生产效率。因此，在络筒机中会增加超喂装置 ,使送出纱线的速度大于卷取纱线的速度，将纱线卷绕时筒子 “硬拖 ”纱线的状况改变成缓和地卷取纱线的状况，从而减少断头，

12、获得满意的卷绕筒子。'.超喂装置的主要构成部分就是超喂电机，该络筒机中采用的超喂电机的型号是 21K10A-D 。如下图所示：图 2-4超喂电机的功率很小，超喂电机的接线方式会在下面提到，这里只是知道超喂电机的作用是用来退绕纱筒， 调整张力 .具体超喂电机的控制方法还要再查资料。4. 断纱检测：该络筒机中有断纱检测装置，如下图所示：图 2-5'.如上图所示，络筒机中安装了一个光电传感器，传感器的输出接到变频器上，如果有纱线经过则指示灯亮，无纱线时指示灯灭，并传送断纱信号回变频器，然后变频器就可以做出相应的处理 （比如继纱停车， 记录当前纱长，故障指示等）。采用光电传感器可以避免

13、与纱的摩擦。5. 张力控制 :该络筒机中张力控制装置,如下图所示 :如上图所示在纱线路径中设置一个张力门装置 ,用来调节纱线的张力 ,让张力保持在一个值附近 .具体的原理还不清楚 .不过据郑工介绍这部分机械装置实际上没起到什么作用 ,可以省略 .6以上只是大致介绍了络筒机的几个重要功能模块。由于参观之前未对络筒机进行了解，因此在现场没有特别注意络筒机的结构组成及其工作原理。因此在整理过程中可能会导致络筒机专有名词与实物间的对应出错及工作原理的理解出错。另外还有几个不明白的地方 :A. 压辊相连的那一部分机械装置外面有个壳子,无法看到内部连接 ,因此不明白有没其它作用 .B. 不知道该络筒机有没

14、有清纱功能,如果有 ,是哪一部分的机械实现的?'.三 . 变频器接线图分析 .汇川变频器的外部端子分布如下图所示 :功能分布如下表所示 :1. 启/停按钮 : 接线图如下图'.从上图可以看出启 /停按钮的连接线有四根 , 从它们与变频器的连接上可以看出分别接 +12V( 蓝线 ),DO1( 黑线 ),DI1( 浅蓝线 ),COM( 黑线 )四个端子 .从功能上分析应该是通过 DI1 输入信号来控制变频器的运行 /停止 ,并通过 DO1 输出信号来控制启 /停按钮上的 LED 的亮 /灭以指示启 /停状态 .2. 超喂电机控制 .一个络筒机有六个超喂电机 ,超喂电机的型号为 21

15、K10A-D, 功率为 10W,这里有用一个专门的变频器 (台达 S1 的 VFD002S21A) 来控制超喂电机的运行 ,变频器接线图如下 :从上图可以看出只是连接了单相电源输入 ,三相输出 ,还有一个地线 ,没有其它外部功能 ,变频器频率给定及运行指令都是通过操作面板直接设定 ,在络筒机上电后再按下操作面板上的运行键 ,该变频器运行起来 .该变频器的三相输出不是直接连接到超喂电机上而是分别连接到六台汇川变频器中 ,如下图所示 :'.左上图中标示出台达 S1 变频器的三相输出连接到汇川变频器的驱动板上 , 右上图中标示出汇川变频器上有三个端子直接连接到超喂电机上用来控制超喂电机的运行 .这一部分的电路还不清楚 ,暂时也无法分析 .对超喂电机的控制是络筒机项目中的一个难点 .3. 断纱检测 ,接线图如下图'.从上图可以看出继纱检测的连接线有三根 ,从它们与变频器的连接上可以看出分别接 +12V(棕线 ),