1 漿紗伸長與張力控制
漿紗工藝和生產(chǎn)要求整個上漿過程中各工藝區(qū)段伸長和張力是不同,大體分為五大部分,即退卷張力,喂入伸長,濕區(qū)伸長,干區(qū)張力或伸長,卷繞張力。它們控制方式各有不同,但共性是各部分均有一臺驅(qū)動電機,即織軸電機,拖引輥電機,烘筒電機,上漿輥電機,引紗輥電機,控制各電機輸出以達到控制各段伸長和張力目,下面從卷繞張力和其余各段伸長與張力分別作分析。
1.1 各段伸長與張力控制
1.1.1 以伸長控制電機速度
原理為各段伸長閉環(huán)控制各段電機轉(zhuǎn)速,伸長率:(V1一V2:)/V2×100%,總伸長(D1,D2)為漿槽引紗輥與車頭拖引輥相比較。操作時屏幕上設(shè)定各段伸長百分數(shù),機器啟動和運轉(zhuǎn)均按設(shè)定參數(shù)進行,達到控制全機漿紗伸長目。但實際生產(chǎn)中,發(fā)現(xiàn)種種原因,機器低速(0.5 m/min)和高速(80 m/min)運行時紗線松緊不一致,機器低速時紗線張力小,高速時紗線張力大,設(shè)定低伸長狀況下造成低速運行時紗線松而無法運行,把伸長加大,保證低速運行正常,則會造成高速時張力和伸長過大,不能滿足工藝要求。針對實際狀況,防止上述情況發(fā)生又能滿足工藝要求,軟件上進行修改,低速、中速、正常運行速度分三段加上不同伸長系數(shù),以保證機器不同速度下均能正常運行,低速中速段乘以大于1系數(shù),高速段乘以1,中低速為不正常速度,一般為處理故障時使用,生產(chǎn)中,實際伸長率為設(shè)定伸長率,故能滿足工藝要求。
1.1.2 以張力控制電機速度
漿紗張力與伸長率成正比例關(guān)系,是控制伸長率主要因素,張力又直接影響到漿紗過程正常運行,是主要工藝條件,合理調(diào)節(jié)張力能有效控制伸長,采用張力和速度合理配合,就更能保證漿紗過程順利進行。各段伸長所需張力閉環(huán)控制各段電機輸出,操作時屏幕上設(shè)定各段伸長率即各段張力。此功能是靠先進同步技術(shù),無需張力輥檢測,依靠電機特殊功能完成,滿足設(shè)備低速或高速時保證相同張力,達到伸長一致。該控制優(yōu)點是,漿紗各段張力均不隨速度變化,保證各段伸長不同速度下伸長一致。
1.2 卷繞張力控制
漿紗工藝中,卷繞張力大小、均勻與否直接影響織機效率。傳統(tǒng)卷繞方式如:無級變速器,磁粉+無級變速器,電氣反饋+無級變速器等,實際使用過程中,硬件關(guān)系,故障率較高,造成設(shè)備運行穩(wěn)定性差。電氣技術(shù)不斷提高,尤其是交流變頻、同步伺服等技術(shù)卷繞功能中標準化和通用化,目前由計算機控制漿紗機均采用分單元同步卷繞方式。漿紗機自從采用了這種方式后,更能適應(yīng)各種織機生產(chǎn)性能,其調(diào)節(jié)方便,故障率低,深受用戶好評。
1.2.1 有張力輥控制卷繞方式
其原理為,首先設(shè)定織軸初始卷徑,張力氣缸通入一定壓縮空氣,形成張力系統(tǒng),機器任意速度下運轉(zhuǎn)時(速度設(shè)定),織軸直徑增大,偏轉(zhuǎn)電位器偏離平衡點,輸出速度變量,計算機計算,使變頻器控制電機以新轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn),同時偏轉(zhuǎn)電位器復(fù)位至平衡點,卷繞電機裝有旋轉(zhuǎn)編碼器,這樣就可以做到對卷繞電機速度跟蹤,使卷繞電機有較硬機械調(diào)速特性,達到恒張力卷繞。同時,電機轉(zhuǎn)速與卷繞速度相比較,計算出當(dāng)時卷繞直徑,卷繞張力大小由張力輥氣缸內(nèi)氣壓大小決定。張力輥自身重量,以及裝配時各連接件阻力,要形成張力系統(tǒng)使張力輥回轉(zhuǎn)靈活,必須使張力氣缸內(nèi)通入一定氣壓,氣壓為0.15 MPa一0.2MPa,這樣張力系統(tǒng)張力有可能達到2000N左右。卷繞張力低于2000N織物品種,就不適于使用該系統(tǒng)卷繞方式,設(shè)計該系統(tǒng)時,要達到形成張力系統(tǒng)時,張力氣缸內(nèi)初始壓力越低越好,初始壓力形成張力與張力輥阻力相平衡,這樣就能保證各種張力織物卷繞。
1.2.2 無張力輥控制卷繞方式
其原理為,首先設(shè)定卷繞張力大小,然后按動張力按鈕使織軸單獨運轉(zhuǎn),當(dāng)紗線緊到所設(shè)定卷繞張力后織軸自動停轉(zhuǎn),張力系統(tǒng)建立,然后開車(速度設(shè)定),織軸直徑不斷增大,織軸電機相同車速下輸出恒定功率及遞減轉(zhuǎn)速,達到卷繞張力恒定,車速升高或降低時,織軸電機輸出功率成比例增大或減小,仍能保證恒張力卷繞。此處選用織軸電機和控制系統(tǒng)為專用卷繞系統(tǒng),可對輸出轉(zhuǎn)矩進行反饋,以保持卷繞張力始終保持初始設(shè)定值。該系統(tǒng)卷繞張力大小完全依靠設(shè)定來控制織軸電機輸出功率大小。這種控制方式不受最小張力限制,能適應(yīng)卷繞張力比較小情況,機械結(jié)構(gòu)比較簡單,是漿紗織軸卷繞最佳方案。
2 伸長與張力控制理論漿紗機上應(yīng)用
以上控制理論提出為漿紗伸長和張力控制提供了良好實現(xiàn)方式,該公司生產(chǎn)AS-GA369型多單元傳動漿紗機遵循這一控制理念,織軸卷繞工藝區(qū)段采用力矩控制方式,其他工藝區(qū)段以伸長控制電機速度,很好解決了漿紗工序中對經(jīng)紗各工藝區(qū)段伸長與張力控制??蓪崿F(xiàn)對各工藝區(qū)段伸長率、張力隨機設(shè)定和控制。
2.1 多單元異步伺服傳動系統(tǒng)
該機型采用了廣州博瑋伺服科技公司BWS品牌BBG伺服驅(qū)動器+數(shù)控主軸伺服電機和西門子專用卷繞軟件??椵S采用一臺BH型主軸伺服電機,拖引輥、烘筒、上漿輥、引紗輥各采用一臺BH型異步伺服電機。
卷繞成形是漿紗生產(chǎn)中一道重要工序,采用了BH型主軸伺服電機后能達到恒張力卷繞,同時還能實現(xiàn)變張力卷繞,做到織物卷繞內(nèi)緊外松,卷繞過程中無張力輥調(diào)整,卷繞張力調(diào)節(jié)范圍廣,適應(yīng)小張力卷繞。
采用多單元同步調(diào)速系統(tǒng),設(shè)備機械機構(gòu)大為簡化,伺服電機為BWS品牌和減速機均為NEWSTART產(chǎn)品,設(shè)備可靠性大為提高,設(shè)備運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。采用了高精度同步伺服系統(tǒng)后,各伸長區(qū)調(diào)節(jié)靈敏度高,精確度高,調(diào)整方便。伺服系統(tǒng)特殊功能,保證了機器低速和高速狀態(tài)下,伸長一致、調(diào)整范圍廣。
2.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)
ASGA369型多單元傳動漿紗機采用了西門子公司提供計算機集中監(jiān)控系統(tǒng),數(shù)據(jù)總線把可編程序控制器與計算機及伺服系統(tǒng)結(jié)合一起,組成了高精度控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)通訊快捷,抗干擾能力強,控制實現(xiàn)性好,各種工藝參數(shù)均可預(yù)先設(shè)定,影響漿紗質(zhì)量和未達到設(shè)定各項工藝參數(shù),實行計算機自動線檢測,并調(diào)整至最佳狀態(tài)。
計算機中可存貯上百種實踐驗證和優(yōu)選上漿工藝。今后生產(chǎn)同類品種時,只需調(diào)出即可獲同等質(zhì)量標準,使用極為方便,極大程度防止了人為因素對上漿工藝控制隨意性。
漿紗伸長率直接關(guān)系到漿紗減伸率,反映經(jīng)紗彈性情況,對經(jīng)紗織造性能至關(guān)重要,是漿紗主要參數(shù)之一,應(yīng)該嚴格控制。影響伸長率因素較多,正確分析、研究各區(qū)段伸長與張力關(guān)系才能有效控制調(diào)整,以保證上漿工藝要求。