摘要：隨著市場需求的多樣化和個性化,多品種小批量生產己成為當今工業企業主要的生產方式之一。原有機械式倍捻機無法適應這一要求，本控制系統采用伺服成型全電子式電氣控制系統解決了這一難題。

Abstract:withthediversificationandindividualizationofmarketdemand,manyvarietiesofsmallbatchproductionhasbecomeoneofthemainproductionmethodsofindustrialenterprises.Thisproblemissolvedbytheservocontrolsystem,whichisunabletoadapttothisrequirement.

關鍵詞：伺服成型，控制，加捻

Keywords:servoforming,control,twisting

1研究背景和意義

應用伺服成型的倍捻機將逐漸取代紡織行業上所有機械式齒輪傳動倍捻機，效率比傳統倍捻機成倍提高，卷裝容量增大，質量大幅度提高。高品質錠子在高速運轉下的持久穩定性和二級傳動機構使受力更合理，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。

現代科技發展日新月異，國內紡織裝備行業較其他行業而言自動化程度偏低，將機電一體化、智能化、網絡化應用到紡織裝備上已刻不容緩。倍捻機的發展從傳統的機械式到多電機式，再到單錠傳動控制，既提高了生產效率又降低能耗。在倍捻機的生產管理上，將倍捻機用網絡化管理，實現“無人化車間”的想法也是可行的。在倍捻機的操作上，實現對倍捻機多參數的操作管理，提高紗線的品質，更換品質方便，也是切實需要的。通過開發新型倍捻機，為公司進一步提高倍捻機市場占有率打下堅實基礎，為創新鑄就日發加捻品牌創造條件。

2電氣設計框架

由于傳統機械成型的速度、成型效果、維護等方面的局限性，近年來很多的紡機設備制造企業都在致力于研發電子成型倍捻機，但由于在成型控制精度、防疊繞算法等問題上存在著局限性，實際設備投放市場的并不是很成熟。日發紡機自主開發的伺服成型電氣控制系統已在市場上大批量銷售，并取得良好的經濟社會效益。

圖1電氣系統框圖

3電氣設計方案

3.1硬件設計

本控制系統主機采用ModiconM241可編程控制器+10.1”觸摸屏，M241PLC適用于具有速度控制和位置控制功能的高性能一體型設備。該產品內置以太網通信端口，可以提供FTP和網絡服務器功能，能夠更為便捷地整合到控制系統架構中，通過智能手機、平板電腦及電腦等終端應用，實現遠程監控和維護。該產品豐富的內置功能大大降低了您的設備成本，控制器內置功能Modbus串行通信端口、USB編程專用端口、用于分布式架構的CANopen現場總線、位置控制功能（伺服電機控制的高速計數器和脈沖輸出）；ModiconTM3擴展模塊：安全模塊、電機起動器控制模塊及遠程擴展系統；ModiconTM4通信模塊M241控制器的CPU處理能力和內存容量非常適合它的目標性能應用。

3.2軟件設計

SoMachine軟件是面向設備制造商的解決方案軟件，用于在單一軟件環境下完成對整個設備的開發、配置和調試，包括邏輯控制、運動控制、HMI以及相關網絡自動控制功能。SoMachine軟件可以讓您在施耐德電氣靈活可擴展的控制平臺上完成所有元器件的編程、調試，是面向設備制造商們的全面解決方案，幫助您根據每個設備的要求優化自動控制解決方案。

DOPSoft1.01.04軟件使用于臺達人機界面產品。本產品擁有高速的硬件架構，提供給您一個功能強大及品質穩定的人機產品，讓DOP-B系列產品能夠有更強大的功能。

4伺服成型系統的設計

筒紗的成型質量對后道加工有著極為重要的影響，紗條卷繞分布要均勻，硬度適中，無凸起等，這就要求紡織設備的成型機構要具備防疊、防凸等適應工藝要求的多種功能。在紗筒的卷取過程中，由于紗筒是由下面的摩擦輥通過摩擦傳動的，隨著紗筒卷繞的紗線的增多，其直徑不斷增大，但是摩擦輥的轉速是不變的，所以紗筒轉速就會逐漸減少。如果導紗桿橫動速度固定，那么經過一段時間后，在紗筒上的多個位置出現疊紗現象。

圖2紗線成型示意圖

如圖2所示為紗筒在卷繞過程中一次來回后的示意圖，A1為導紗方向從左到右時的起點位置，A2為導紗從右到左時的終點位置，α為兩次折返點的夾角，假設經過M次導紗后其折返點為AM，AM點與A1的夾角為β，則

β=M×α−L×180（L，M為整數，M>L，且0≤β≤180°）

取值L、M使0≤β≤180º，當β為0時，AM點回到了A1位置，即紗線進行了疊紗。當紗筒不斷的卷繞，A1點不斷的發生重疊，這樣點就會出現密集而凸起的條紋，就此形成了紗筒的疊紗現象。紗筒的疊紗現象不僅會使卷繞筒表面出現不平而影響紗筒在卷繞過程中的平穩性，使卷取時紗線出現紊亂，而且會在下一工序的染色上使紗線染色不均，退紗時出現斷紗亂紗，因此疊紗現象會對紗線在后道工序產生嚴重的影響。

在此，本論文通過在導紗桿每橫動一次后，改變導紗桿的橫動速度，并在第M次橫動周期后重復以上運動，這樣就避免了紗線的疊紗現象。

4展望

目前國內大部分紗線企業面臨著技術改進，提高生產效率，同時紗線制造廠對加捻線產品質量的要求越來越高，成型需求多樣化。國內許多加捻線廠家已紛紛開始應用伺服成型倍捻機。因此，日發伺服成型倍捻機以其優異的性能取得加捻市場的認可，今后將成為公司新的利潤增長點，市場前景廣闊。

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作者簡介

盛亮均（1984-），男，電氣工程師，碩士，主要從事現代智能紡機電氣控制系統開發工作。