高速精密松式络筒机电气控制方案

　　产品特点：结构简单，功能齐全，可以方便地设置各项工艺参数，实现柔性化数码卷绕。
　　近些年，色织产品受到人们广泛喜爱，这就促使纱筒染色工艺在色织行业获得广泛应用。一般纱筒染色前需要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的松式筒子供下道工序用，因此松式精密络筒机的需求日益增加。
　　国内现有的松式络筒机整机结构一般采用单锭集中传动方式，针对各种纱线不同的络筒工艺，设备调整比较困难；导纱机构采用的是槽筒和旋转翼片，对一些纱线易产生损伤；同时由于采用的是机械传动结构，卷绕速度不高。
　　目前国外这种松式络筒机已经*采用基于电子齿轮和电子凸轮的全数码卷绕结构，即单锭独立传动，卷绕、横动导纱、纱线超喂、张力补偿均采用单独电机控制，各电机之间的运动关系可通过参数设置进行描述，灵活应对各种特性的纱线卷绕工艺的需要；横动导纱采用的是导纱器，对纱线的损伤很小，特别适用于色织纱线的卷绕；另外由于各电机在机械上没有直接的传动连接，辅以高速精密运动控制软件算法，可以很方便地实现高速精密交叉卷绕，络纱速度远大于机械式松式络筒机，大大提高了络纱效率。
　　北京和利时电机技术有限公司通过和国内纺机企业合作，针对精密松式络筒机的工艺特点，在国内开发成功高速精密松式络筒机电气控制方案。整个方案具有良好的性价比，大大提升了国产松式络筒机的自动化水平，主要技术指标达到了国外同类设备的水平。
　　单锭控制驱动器是和利时电机公司在自有开发的全数字永磁交流伺服驱动器的基础上，嵌入了精密络筒机高速电子导纱运动控制算法、卷绕无刷电机速度控制和纱线张力控制策略的型电机驱动控制系统。整个系统结构简单，功能齐全，通过键盘或通信方式调整单锭控制驱动器内部存储器参数，可以方便地设置纱线卷绕成形的几何参数（满筒直径、收边幅度等），卷绕的线速度，卷绕比，往复动程长度，纱筒硬边修整的差动幅度、差动周期、差动凸轮曲线等各项工艺参数，同时具备RS232、RS485、CAN总线三种通信接口，可以很方便完成多锭联网控制，*实现柔性化数码卷绕。
　　为了实现精密卷绕的高速性能，需要横动伺服电机在做往复运动时，能够快速换向，这就要求伺服电机具备较高的转矩惯量比。为此，方案对横动伺服电机进行了*优化设计，以保证电机转子惯量尽可能小。同时伺服驱动器的电机控制算法在高动态响应性方面也做了针对性的设计，采用PID控制结合模糊控制算法，保证伺服电机速度在不产生超调的情况下，尽可能短时间内完成换向。
　　除了采取差动电子凸轮算法消除硬边技术外，本方案还具有性地实现了导纱器zui小换向弧长的控制算法，充分利用了DSP数字信号处理器高速运算能力，实时计算和修正横动导纱伺服电机与纱筒卷绕电机传动的凸轮曲线规律，保证在任何卷绕转速和卷绕直径状态下，导纱器换向的弧长zui小，zui大限度地消除卷绕纱筒的硬边现象。
　　高速精密数码卷绕方案全部采用永磁电机驱动技术，机器能耗远远低于传统的变频电机传动设备。同时由于采用了柔性化数码控制技术，非常适合于织物的多品种、小批量生产，具有良好的社会经济效益。