現(xiàn)代交流伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械的送經(jīng)、卷取、控制中的應(yīng)用

    由織造原理可知，劍桿織機(jī)是一種將經(jīng)紗與緯紗交織成紡織物的高檔織機(jī)設(shè)備。它主要由開口機(jī)構(gòu)、打緯機(jī)構(gòu)、引緯機(jī)構(gòu)、送經(jīng)和卷取機(jī)構(gòu)等組成，其示意圖如圖9—1l所示。

為保證生產(chǎn)連續(xù)進(jìn)行，必須不斷地送出經(jīng)紗與緯紗，織成織物。而形成織物后，又應(yīng)該及時(shí)將織物引離織口，并卷在布輥上。上面所說(shuō)的完成經(jīng)紗放出和織物卷取的機(jī)構(gòu)，分別叫做送經(jīng)機(jī)構(gòu)和卷取機(jī)構(gòu)。劍桿織機(jī)屬于高檔先進(jìn)的織機(jī)。它采用交流伺服電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電子送經(jīng)卷取機(jī)構(gòu)，具有高速度、高質(zhì)量、高可靠性、控制靈活方便的優(yōu)點(diǎn)。
    電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)由經(jīng)紗張力檢測(cè)、信號(hào)處理及調(diào)節(jié)、織軸驅(qū)動(dòng)等三部分組成。在紡織過(guò)程中，檢測(cè)出經(jīng)紗張力的大小，而后反饋給計(jì)算機(jī)做信號(hào)處理，與給定的經(jīng)紗張力比較后，控制送經(jīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與經(jīng)紗張力的誤差信號(hào)成正比，因此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)就使經(jīng)紗的張力被穩(wěn)定在張力設(shè)定值。由此可見，這是一個(gè)恒張力控制系統(tǒng)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速又調(diào)節(jié)了送經(jīng)量的大小，它又是一個(gè)位置控制系統(tǒng)?？梢赃@樣認(rèn)為，電動(dòng)機(jī)在張力信號(hào)的作用下，以盡快速度實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，送出送經(jīng)量(位置)，而實(shí)現(xiàn)恒張力控制。在這個(gè)過(guò)程中，保證了恒張力條件下的送經(jīng)采用交流伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)經(jīng)紗張力的變化可以做平滑而快速調(diào)節(jié)。第一個(gè)負(fù)反饋環(huán)由光電編碼器檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的精確速度，對(duì)速度實(shí)現(xiàn)快速高精度控制；第二個(gè)反饋環(huán)為經(jīng)紗張力控制，張力傳感器輸出的全幅經(jīng)紗張力信號(hào)與給定值比較，差值作PID調(diào)節(jié)，控制送經(jīng)紗電動(dòng)機(jī)的起?；蛩俣?，保持經(jīng)紗張力恒定。經(jīng)紗張力控制系統(tǒng) 框圖如圖9—12所示。 由圖9—11可以看出，在織造過(guò)程中，經(jīng)紗張力傳感器與紗線通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)相連，可以測(cè)量出當(dāng)前的經(jīng)紗張力值，傳送到信號(hào)處理放大器，放大到送經(jīng)控制器可
以檢測(cè)到的水平。計(jì)算機(jī)根據(jù)當(dāng)前的張力值和設(shè)定的張力值進(jìn)行比較，采用一定的控制算法，輸出一定數(shù)量的脈沖(相對(duì)于送經(jīng)量)到伺服單元的電動(dòng)機(jī)上，去控制送經(jīng)紗電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)機(jī)械齒輪減速后，帶動(dòng)經(jīng)紗軸運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)送經(jīng)運(yùn)動(dòng)。在系統(tǒng)中，控制對(duì)象是紗線，控制量為紗線的張力。卷取控制機(jī)構(gòu)帶動(dòng)紗線向前運(yùn)動(dòng)，對(duì)于經(jīng)紗張力控制系統(tǒng)而言實(shí)際上是一個(gè)擾動(dòng)，該擾動(dòng)時(shí)刻存在，在不斷地改變著紗線的張力值。在圖9—12中，R(t)是給定的張力值y(t)是實(shí)際張力輸出值，就此而言，該送經(jīng)控制系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)通過(guò)控制送經(jīng)量而實(shí)現(xiàn)的張力恒值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
    電子卷取機(jī)構(gòu)與送經(jīng)機(jī)構(gòu)要協(xié)同工作，保證按時(shí)、定長(zhǎng)地將形成的織物引離織口，以獲得工藝所要求的緯密，并保持卷取量準(zhǔn)確、恒定，緯密調(diào)節(jié)快捷、簡(jiǎn)便、細(xì)微。卷取伺服系統(tǒng)由交流伺服電動(dòng)機(jī)、伺服控制器、卷取輥、減速器、光電編碼器等組成，卷取系統(tǒng)的任務(wù)必須與主機(jī)旋轉(zhuǎn)保持同步，變緯密自適應(yīng)，卷取輥應(yīng)提供足夠的握持力，保證穩(wěn)定的傳送織物。
    主軸運(yùn)動(dòng)由帶光電編碼器的主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，它要提供織機(jī)主軸轉(zhuǎn)速和位置信號(hào)，為整個(gè)控制系統(tǒng)提供時(shí)間參考。用以保持送經(jīng)與卷取運(yùn)動(dòng)與織機(jī)主軸同步，還要實(shí)現(xiàn)與織機(jī)的其他運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)。
    在織機(jī)的電子送經(jīng)與卷取系統(tǒng)中，一般的交流伺服電動(dòng)機(jī)都可以滿足要求，只要選擇足夠的功率和速度就可以了。對(duì)于主軸電動(dòng)機(jī)采用交流伺服將會(huì)取得更好的效果.