一、基本介紹
近年來(lái)，隨著我國(guó)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(zhǎng)的軌道。目前，我國(guó)不僅是世界上最大的化纖消費(fèi)市場(chǎng)， 也發(fā)展成為了全世界最大的化纖生產(chǎn)國(guó)。尤其是化纖長(zhǎng)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(zhǎng)絲生產(chǎn)的一些關(guān)鍵裝備，仍然對(duì)進(jìn)口設(shè)備有著非常大的依賴。尤其是長(zhǎng)絲生產(chǎn)設(shè)備中的高速卷繞頭，國(guó)內(nèi)的高檔裝備中，七成以上的市場(chǎng)份額都被國(guó)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(jià)格高、交貨周期長(zhǎng)、維修成本高、服務(wù)不及時(shí)等問(wèn)題，這些問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)一直困擾和制約著我國(guó)化纖長(zhǎng)絲的良性發(fā)展。國(guó)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(guó)內(nèi)技術(shù)仍遠(yuǎn)落后于國(guó)外同行，這也是長(zhǎng)期以來(lái)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(tái)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(tái)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(kāi)始旋轉(zhuǎn)，對(duì)紡絲箱給予壓力，化學(xué)纖維被擠壓出來(lái)經(jīng)變頻電機(jī)帶動(dòng)的滑輪后，進(jìn)入后續(xù)卷繞部分。
此化纖卷繞設(shè)備通過(guò)兩種方式進(jìn)行卷繞：
1、筒動(dòng)絲不動(dòng)方式
化學(xué)纖維進(jìn)入卷繞部分后，1#伺服不動(dòng)作，2#伺服進(jìn)行定長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)纖維進(jìn)行卷繞;3#伺服通過(guò)絲杠帶動(dòng)2#伺服進(jìn)行來(lái)回定長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)2#伺服卷繞到設(shè)定長(zhǎng)度后，2#、3#伺服停止動(dòng)作，6#伺服帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，把2#、3#伺服切換到不工作位置，同時(shí)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(dòng)絲動(dòng)
化學(xué)纖維進(jìn)入卷繞部分后，1#伺服動(dòng)作，帶動(dòng)變頻電機(jī)來(lái)回定長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，化學(xué)纖維絲會(huì)跟隨變頻電機(jī)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行來(lái)回?cái)[動(dòng);2#伺服進(jìn)行定長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)，對(duì)纖維進(jìn)行卷繞;3#伺服不動(dòng)作。當(dāng)2#伺服卷繞到設(shè)定長(zhǎng)度后，1#、2#伺服停止動(dòng)作，6#伺服帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，把2#、3#伺服切換到不工作位置，同時(shí)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(guò)程可以視為兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成：紗線沿紗筒的切向運(yùn)動(dòng)及軸向運(yùn)動(dòng)。紗筒每回轉(zhuǎn)一圈, 繞上一個(gè)螺旋形紗線圈。當(dāng)紗線運(yùn)動(dòng)到紗筒端部 時(shí), 向相反的軸向按另一個(gè)螺旋方向卷繞, 同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(gè)端面卷繞到另一個(gè)端面后再回到該端面為一個(gè)卷繞周期, 一個(gè)卷繞周期形成一層紗線面( 含不同旋向的兩個(gè)單面)。
卷繞過(guò)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(wèn)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(guò)一段時(shí)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(dòng);
■ 重疊紗線圈易相互嵌入,在退繞時(shí)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(guó)內(nèi)外防止紗線重疊的方法主要有兩類：一類是通過(guò)調(diào)控線鎖的運(yùn)動(dòng)頻率來(lái)防止紗線重疊，另一類是通過(guò)調(diào)控紗筒轉(zhuǎn)速來(lái)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(guò)程, 不但會(huì)增加設(shè)備制造成本, 而且會(huì)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(shí)， 可防止紗線重疊，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的無(wú)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(dòng)一個(gè)卷繞周期，卷繞機(jī)機(jī) 頭( 紗筒) 所轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù), 是描述紗線卷繞過(guò)程中線 鎖、紗筒運(yùn)動(dòng)的綜合性參數(shù)，反映線鎖帶動(dòng)紗線來(lái)回運(yùn)動(dòng)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(duì)偏移位置，使相鄰卷繞周期紗線以較大間距規(guī)律性錯(cuò)開(kāi)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(guò)較多個(gè)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(guò)多個(gè)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(jiǎn)單的邏輯控制
■ 通過(guò)RS-485硬件接線方式和modbus協(xié)議對(duì)變頻器進(jìn)行頻率設(shè)定
■ 通過(guò)RS-485硬件接線方式和modbus協(xié)議對(duì)DTC進(jìn)行溫度給定
■ 通過(guò)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(jí)后的10PM能夠驅(qū)動(dòng)6臺(tái)伺服進(jìn)行工作，正好滿足本系統(tǒng)6臺(tái)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(tái)PLC之間通過(guò)通訊傳送數(shù)據(jù)的時(shí)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(dòng)控制器擁有PLC 的編程靈活性，帶載能力強(qiáng)，單臺(tái)即可連接6臺(tái)伺服;與臺(tái)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）
