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一． 引言
粗紗機(jī)是將并條后的熟條加工成不同號(hào)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(guó)粗紗機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，在過(guò)去幾十年中相對(duì)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(zhēng)論的干擾。20世紀(jì)90年以來(lái)，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(guò)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(tái)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(shí)卷繞系統(tǒng)帶動(dòng)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(shí)龍筋緩慢升降，托動(dòng)其上紗管上下往復(fù)動(dòng)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(zhǎng)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(jiǎn)單，本文不再贅述．
三．基于臺(tái)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(dòng)，來(lái)模擬兩軸粗紗機(jī)差速箱合成各軸速度的過(guò)程；四軸獨(dú)立懸錠式粗紗機(jī)系統(tǒng)動(dòng)作過(guò)程中，各軸速度要求有高的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，電機(jī)對(duì)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(tái)達(dá)完整、全面的產(chǎn)品線，我們選用臺(tái)達(dá)EH2系列PLC作為主控，選用臺(tái)達(dá)VE系列高性能矢量變頻器控制錠翼軸；臺(tái)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(tái)達(dá)AB系列伺服系統(tǒng)控制；觸摸屏為臺(tái)達(dá)A系列真彩界面。
2. 電氣系統(tǒng)的整體構(gòu)架
2. 傳動(dòng)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(wàn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(tái)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(chǎng)電磁環(huán)境復(fù)雜，建議選用差動(dòng)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(dòng)、停止、點(diǎn)動(dòng)按鈕，均能啟停點(diǎn)動(dòng)整臺(tái)機(jī)器，以方便檔車工操作。
紡紗過(guò)程中，斷紗斷條均要求自動(dòng)停車，故加裝光電傳感器，已檢測(cè)紗條是否工作正常；紡紗成型完成，龍筋自動(dòng)下降到落紗位置，方便擋車工快速取下紗錠；同時(shí)，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(dòng)上升到初繞位置停止，將新穿過(guò)錠翼的紗線手工纏繞在紗管初繞位置，操作啟動(dòng)按鈕，新的紡紗過(guò)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(cè)開關(guān)、初繞位置檢測(cè)開關(guān)．考慮到龍筋上下升降行程不能超過(guò)極限值，必須加裝龍筋上下極限檢測(cè)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(duì)
1. 紗線張力控制
