一、基本介紹
近年來，隨著我國紡織工業(yè)技術(shù)裝備的不斷進(jìn)步和各種工藝流程的日臻成熟，化纖工業(yè)也隨之日新月異，步入了快速增長的軌道。目前，我國不僅是世界上最大的化纖消費(fèi)市場， 也發(fā)展成為了全世界最大的化纖生產(chǎn)國。尤其是化纖長絲，已經(jīng)成為目前世界上產(chǎn)、用量最大的纖維品種。
但是，化纖長絲生產(chǎn)的一些關(guān)鍵裝備，仍然對進(jìn)口設(shè)備有著非常大的依賴。尤其是長絲生產(chǎn)設(shè)備中的高速卷繞頭，國內(nèi)的高檔裝備中，七成以上的市場份額都被國外的生產(chǎn)商占據(jù)。不僅每年要耗費(fèi)大量的外匯，而且進(jìn)口設(shè)備普遍存在價格高、交貨周期長、維修成本高、服務(wù)不及時等問題，這些問題長期以來一直困擾和制約著我國化纖長絲的良性發(fā)展。國內(nèi)的紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家也在積極研究生產(chǎn)卷繞頭產(chǎn)品，但一些關(guān)鍵的控制技術(shù)，仍然都依賴進(jìn)口。 眾所周知，卷繞系統(tǒng)的技術(shù)核心和難點(diǎn)在于成品絲的成形技術(shù)，在這一領(lǐng)域，國內(nèi)技術(shù)仍遠(yuǎn)落后于國外同行，這也是長期以來該設(shè)備的高端產(chǎn)品依賴于進(jìn)口的根本原因之一。
本文主要從卷繞頭的電氣控制系統(tǒng)中的技術(shù)難點(diǎn)入手分析，采用臺達(dá)的控制器件完成卷繞頭的精密卷繞電氣控制。
二、設(shè)備介紹
基本工藝介紹：熔融釜溫度和油槽溫度由臺達(dá)DTC模塊進(jìn)行控制，溫度達(dá)到后計(jì)量泵和循環(huán)泵開始旋轉(zhuǎn)，對紡絲箱給予壓力，化學(xué)纖維被擠壓出來經(jīng)變頻電機(jī)帶動的滑輪后，進(jìn)入后續(xù)卷繞部分。
此化纖卷繞設(shè)備通過兩種方式進(jìn)行卷繞：
1、筒動絲不動方式
化學(xué)纖維進(jìn)入卷繞部分后，1#伺服不動作，2#伺服進(jìn)行定長旋轉(zhuǎn)，對纖維進(jìn)行卷繞;3#伺服通過絲杠帶動2#伺服進(jìn)行來回定長運(yùn)動。當(dāng)2#伺服卷繞到設(shè)定長度后，2#、3#伺服停止動作，6#伺服帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，把2#、3#伺服切換到不工作位置，同時把4#、5#伺服切換到工作位置進(jìn)行繼續(xù)卷繞。后續(xù)依此切換。
2、筒不動絲動
化學(xué)纖維進(jìn)入卷繞部分后，1#伺服動作，帶動變頻電機(jī)來回定長運(yùn)動，化學(xué)纖維絲會跟隨變頻電機(jī)的運(yùn)動進(jìn)行來回?cái)[動;2#伺服進(jìn)行定長旋轉(zhuǎn)，對纖維進(jìn)行卷繞;3#伺服不動作。當(dāng)2#伺服卷繞到設(shè)定長度后，1#、2#伺服停止動作，6#伺服帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，把2#、3#伺服切換到不工作位置，同時把4#、5#伺服切換到工作位置進(jìn)行繼續(xù)卷繞。后續(xù)依此切換。
三、工藝難點(diǎn)
紗線卷繞過程可以視為兩個運(yùn)動的合成：紗線沿紗筒的切向運(yùn)動及軸向運(yùn)動。紗筒每回轉(zhuǎn)一圈, 繞上一個螺旋形紗線圈。當(dāng)紗線運(yùn)動到紗筒端部 時, 向相反的軸向按另一個螺旋方向卷繞, 同時產(chǎn)生一個折回點(diǎn)。如此循環(huán)往復(fù), 周期運(yùn)轉(zhuǎn), 實(shí)現(xiàn)紗線連續(xù)卷繞。紗線從紗筒的一個端面卷繞到另一個端面后再回到該端面為一個卷繞周期, 一個卷繞周期形成一層紗線面( 含不同旋向的兩個單面)。
卷繞過程具有較強(qiáng)的周期性, 容易出現(xiàn)相鄰卷繞周期形成的紗線圈部分重疊或完全重疊, 并引發(fā)以下問題:
■ 增大紗線圈之間的間隙, 降低卷繞紗筒的卷繞密度,減少卷繞紗筒的容紗量;
■ 重疊的紗線圈經(jīng)過一段時間后,將卷繞成繩狀或帶狀，紗筒表面出現(xiàn)凹凸不平，引發(fā)卷繞振動;
■ 重疊紗線圈易相互嵌入,在退繞時加劇紗線之間的摩擦, 增加紗線張力, 引起斷頭及混紗。
目前, 國內(nèi)外防止紗線重疊的方法主要有兩類：一類是通過調(diào)控線鎖的運(yùn)動頻率來防止紗線重疊，另一類是通過調(diào)控紗筒轉(zhuǎn)速來防止紗線重疊。 兩類方法均以預(yù)知疊紗點(diǎn)位置為前提，涉及復(fù)雜的信息采集、分析、處理及反饋執(zhí)行過程, 不但會增加設(shè)備制造成本, 而且會降低運(yùn)行可靠性。
研究發(fā)現(xiàn)，紗線重疊的形成與卷繞比密切相關(guān),當(dāng)卷繞比適宜時， 可防止紗線重疊，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的無重 疊卷繞, 獲得致密、易退繞紗錠。
紗線卷繞屬于等螺距周期性卷繞, 防止紗線重疊的關(guān)鍵在于控制紗筒端面折回點(diǎn)排布順序, 調(diào)節(jié)相鄰卷繞周期的紗線距離, 進(jìn)而避免紗筒端面相同 旋向的紗線直接重疊。
卷繞比是指線鎖運(yùn)動一個卷繞周期，卷繞機(jī)機(jī) 頭( 紗筒) 所轉(zhuǎn)過的圈數(shù), 是描述紗線卷繞過程中線 鎖、紗筒運(yùn)動的綜合性參數(shù)，反映線鎖帶動紗線來回運(yùn)動節(jié)拍與紗筒回轉(zhuǎn)節(jié)拍相匹配性。調(diào)節(jié)卷繞比可以控制紗筒端面的折回點(diǎn)的排布順序及折回點(diǎn)間的相對偏移位置，使相鄰卷繞周期紗線以較大間距規(guī)律性錯開排布。恰當(dāng)?shù)木砝@比,可以使相鄰卷繞周期的紗線間距較大，處于紗筒同一徑向位置的折回點(diǎn)經(jīng)過較多個卷繞周期后再進(jìn)行第二次卷繞，兩次卷繞之間鋪墊上其他折回點(diǎn)的多圈異向紗線，且經(jīng)過多個卷繞周期出現(xiàn)紗線最小間距，進(jìn)而避免紗線直接重疊。
四、電氣控制原理
1、控制部分采用32EH2+10PM的控制方式
2、32EH2在此系統(tǒng)中的功能：
■ 負(fù)責(zé)簡單的邏輯控制
■ 通過RS-485硬件接線方式和modbus協(xié)議對變頻器進(jìn)行頻率設(shè)定
■ 通過RS-485硬件接線方式和modbus協(xié)議對DTC進(jìn)行溫度給定
■ 通過RS-232方式與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換
3、10PM在此系統(tǒng)中的功能：
■ 韌體升級后的10PM能夠驅(qū)動6臺伺服進(jìn)行工作，正好滿足本系統(tǒng)6臺伺服的需要。
■ 鑒于10PM運(yùn)算速度快的特點(diǎn)，各軸之間速度匹配及運(yùn)算均在10PM中進(jìn)行。省去了兩臺PLC之間通過通訊傳送數(shù)據(jù)的時間，成型效果更好。
五、項(xiàng)目控制系統(tǒng)構(gòu)成
六、項(xiàng)目總結(jié)
紗線卷繞屬于等螺距周期性卷繞, 防止紗線重疊的關(guān)鍵在于控制紗筒端面折回點(diǎn)排布順序, 調(diào)節(jié)相鄰卷繞周期的紗線距離, 進(jìn)而避免紗筒端面相同旋向的紗線直接重疊。10PM 專用運(yùn)動控制器擁有PLC 的編程靈活性，帶載能力強(qiáng)，單臺即可連接6臺伺服;與臺達(dá)伺服的快速響應(yīng)性結(jié)合，可方便解決化纖卷繞相關(guān)要求，精度高穩(wěn)定性好，并可靈活擴(kuò)展。
（轉(zhuǎn)載）
