臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在四軸獨(dú)立懸錠粗紗機(jī)上的整合應(yīng)用

一． 引言
        粗紗機(jī)是將并條后的熟條加工成不同號數(shù)和捻度的粗紗，供細(xì)紗機(jī)紡制細(xì)紗的設(shè)備，適用普梳和精梳棉型纖維、60mm以下的化學(xué)纖維及其它混紡纖維。
        我國粗紗機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，在過去幾十年中相對于傳統(tǒng)紡紗的其他設(shè)備發(fā)展較為滯后．這其中有多道粗紗機(jī)改單程粗紗機(jī)，并受細(xì)紗技術(shù)進(jìn)步的影響和超大牽伸細(xì)紗機(jī)研制開發(fā)爭論的干擾。20世紀(jì)90年以來，隨著先進(jìn)的粗紗機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制理論的成熟，適應(yīng)客戶要求的高速、高質(zhì)、大卷裝、人機(jī)友好型粗紗機(jī)得到快速發(fā)展．
        粗紗機(jī)就落紗過程的不同，分托錠式和懸錠式；其中懸錠式粗紗機(jī)依據(jù)電機(jī)軸數(shù)量又分： 兩軸式、三軸式、四軸式和七軸式粗紗機(jī)；四軸懸錠式粗紗機(jī)為本輪技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)．四軸懸錠式粗紗機(jī)又分帶差速箱式和四軸獨(dú)立式；本文基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品，就變頻和伺服構(gòu)成的四軸獨(dú)立式懸錠粗紗機(jī)闡述其技術(shù)要點(diǎn)．

二．機(jī)械結(jié)構(gòu)及相關(guān)工藝
1.四軸獨(dú)立懸錠式粗紗機(jī)整體結(jié)構(gòu)　如圖1根據(jù)紡紗工藝的要求，粗紗機(jī)將棉條熟條經(jīng)羅拉牽伸后，由前羅拉出紗，錠翼恒速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行加捻；同時卷繞系統(tǒng)帶動筒管旋轉(zhuǎn)，按照卷裝成型的要求，將加捻后的紗卷繞在筒管上．由于前羅拉出紗速度是恒定的，卷繞速度隨著卷繞直徑的增大而降速．同時龍筋緩慢升降，托動其上紗管上下往復(fù)動作，配合卷繞裝置使紗線逐層纏繞在紗管上，直到到達(dá)預(yù)設(shè)層數(shù)或紗線長度．
        事實(shí)上，完整的懸錠粗紗機(jī)還應(yīng)包含清潔裝置：懸錠粗紗機(jī)普遍采用積極回轉(zhuǎn)式上下清潔器．由于其結(jié)構(gòu)獨(dú)立，工作方式較為簡單，本文不再贅述．

三．基于臺達(dá)機(jī)電產(chǎn)品的電氣系統(tǒng)構(gòu)架
1.　電氣系統(tǒng)的構(gòu)架考量
        四軸獨(dú)立懸錠式粗紗機(jī)，控制系統(tǒng)的關(guān)鍵在于四軸的同步比例聯(lián)動，來模擬兩軸粗紗機(jī)差速箱合成各軸速度的過程；四軸獨(dú)立懸錠式粗紗機(jī)系統(tǒng)動作過程中，各軸速度要求有高的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。同時，電機(jī)對外部負(fù)載的合理變化要求有快速而有效的應(yīng)變能力。
        基于設(shè)備的以上技術(shù)特征和客戶高品質(zhì)要求，結(jié)合臺達(dá)完整、全面的產(chǎn)品線，我們選用臺達(dá)EH2系列PLC作為主控，選用臺達(dá)VE系列高性能矢量變頻器控制錠翼軸；臺達(dá)A+系列大功率伺服系統(tǒng)控制卷繞軸；羅拉軸和龍筋軸分別選用臺達(dá)AB系列伺服系統(tǒng)控制；觸摸屏為臺達(dá)A系列真彩界面。
2. 電氣系統(tǒng)的整體構(gòu)架

2.　傳動結(jié)構(gòu)和工藝

圖中        1.卷繞伺服電機(jī)　2 .羅拉伺服電機(jī)　3. 錠翼變頻電機(jī)　4 .龍筋升降電機(jī)　
　　　　5 .羅拉裝置（其牽伸原理如圖3）  6 .錠翼裝置　     7 .卷繞裝置　　　
　　　　8 .龍筋　       9 .萬向節(jié)　

3.　主要控制器件功能
　   A．觸摸屏：　四軸懸錠式粗紗機(jī)參數(shù)設(shè)定量大，本屏可直觀、便捷的設(shè)定和監(jiān)控各種參數(shù)；
　   B．PLC：　　 EH2系列型，運(yùn)算速度快，支持4路高速脈沖輸出，穩(wěn)定可靠，可依據(jù)控制工藝擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)；
       C．羅拉伺服：提供羅拉軸動力，速度恒定，大小決定于錠翼轉(zhuǎn)速和捻度；
　   D．卷繞伺服：提供紗管卷繞動力，速度隨紗的卷繞直徑增大而降低；
       E．龍筋伺服：提供龍筋升降動力，升降速度越小，紗線纏繞越密；
       F．錠翼變頻：提供錠翼旋轉(zhuǎn)動力，速度恒定，由觸摸屏設(shè)定；變頻系統(tǒng)加裝速度回授PG卡，電機(jī)加裝臺達(dá)編碼器，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制．考慮到粗紗機(jī)電控箱的配置離機(jī)頭較遠(yuǎn)，應(yīng)用現(xiàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，建議選用差動型編碼器．
4.　周邊控制線路
　　根據(jù)工藝要求，粗紗機(jī)身上并聯(lián)安裝多組操作盒，每組操作盒上設(shè)啟動、停止、點(diǎn)動按鈕，均能啟停點(diǎn)動整臺機(jī)器，以方便檔車工操作。
        紡紗過程中，斷紗斷條均要求自動停車，故加裝光電傳感器，已檢測紗條是否工作正常；紡紗成型完成，龍筋自動下降到落紗位置，方便擋車工快速取下紗錠；同時，紗錠取下完成一次紡粗紗后，再次安裝新的紗管，操作觸摸屏相關(guān)按鈕，要求龍筋自動上升到初繞位置停止，將新穿過錠翼的紗線手工纏繞在紗管初繞位置，操作啟動按鈕，新的紡紗過程開始．這就要求，在龍筋上下升降的行程中，加裝落紗位置檢測開關(guān)、初繞位置檢測開關(guān)．考慮到龍筋上下升降行程不能超過極限值，必須加裝龍筋上下極限檢測開關(guān)．
　　以上控制點(diǎn)，直接接入PLC輸入點(diǎn)，控制邏輯由PLC運(yùn)算處理。

四．調(diào)試難點(diǎn)、要點(diǎn)及應(yīng)對
1.　紗線張力控制