CN102799139A - 电子导丝控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子导丝控制装置及其控制方法，该装置包括横动伺服电机、卷绕电机，还包括分别与横动伺服电机和卷绕电机相连的伺服驱动器，伺服驱动器接收主轴编码器输出的脉冲，以及卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号，根据脉冲和纱筒绕线厚度信号控制横动伺服电机的旋转。通过本发明的电子导丝控制装置及其控制方法，简化了电子导丝控制装置的结构、降低了其控制过程的复杂度和设备成本。

Description

电子导丝控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及纺织领域的导丝控制技术，尤其涉及一种电子导丝控制装置及其控制方法。 

背景技术

络筒（又称落纱）是织前准备工程的第一道工序。络筒工序的任务首先是在于将管纱（或绞纱）连接起来，络成容量较大的筒子，供整经、摇纱、捻线、卷纬、染色用，还可作无梭织机的纬纱筒子和针织用筒子。其中导丝部分的控制的好坏直接关系到络筒的整体质量。 

传统的导丝控制为机械式导丝，但其导丝速度慢，效率低。目前市场上已经出现电子导丝控制技术，其导丝速度较之传统技术速度加快，效率也相对较高。然而，目前现有的电子导丝控制装置通常包括电子导纱控制器、电子导纱驱动器、导纱器、卷绕电机、变频器、横动伺服驱动电机、张力电机、超喂电机等，由于需要专用的电子导纱控制器和电子导纱驱动器，造成其结构复杂、成本较高，且控制过程复杂。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子导丝控制装置及其控制方法，以简化电子导丝控制装置的结构、降低其控制过程的复杂度和设备成本。 

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种电子导丝控制装置，其包括横动伺服电机、卷绕电机，还包括分别与所述横动伺服电机和所述卷绕电机相连的伺服驱动器，所述伺服驱动器接收所述主轴编码器输出的脉冲，以及所述卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号，根据所述脉冲和所述纱筒绕线厚度信号控制横动伺服电机的旋转。 

再一方面本发明还提供了一种上述电子导丝控制装置的控制方法，其伺服驱动器执行如下控制流程： 

步骤S1、初始化； 

步骤S2、接收卷绕电机的主轴编码器输出的脉冲，以及所述卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号； 

步骤S3、根据导纱器的设定最大偏移位置和当前接收到的脉冲个数判断所述导纱器当前是否需要换向，如果是，则执行步骤S4，否则执行步骤S5，其中，设定最大偏移位置即导纱器中心点至设定换向点的距离； 

步骤S4、根据纱筒绕线厚度信号获取纱筒绕线厚度，根据纱筒绕线厚度计算导纱器从一侧换向点到另一侧换向点的收边量，计算差维量，所述的差维量即导纱器从一侧换向点到另一侧换向点单程走应少走的距离，从而获取目标换向点； 

步骤S5、判断所述导纱器当前是否达到目标换向点，如果是，则执行步骤S6，否则执行步骤S7； 

步骤S6、将所述导纱器的目标最大偏移位置与其实际最大偏移位置之间的差值进行PI调节，从而得到补偿控制脉冲，其中，所述目标最大偏移位置即导纱器中心点至目标换向点的距离，所述实际偏移量即导纱器中心点至实际换向点的距离； 

步骤S7、判断当前发送的控制脉冲数是否大于目标控制脉冲数减去补偿控制脉冲后的脉冲数，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S9； 

步骤S8、控制脉冲方向换向，根据本次防硬边量计算在目标最大偏移位置应等待的等待脉冲数； 

步骤S9、根据目标导丝长度及卷绕比计算电子齿轮，根据换向信息得控制脉冲方向； 

步骤S10、将接收到的所述主轴编码器输出的脉冲乘以电子齿轮得到所述横动伺服电机的位置给定； 

步骤S11、判断所述目标最大偏移位置的等待脉冲的脉冲数寄存器是否为零，如果不为零，则执行步骤S12，否则执行步骤S13； 

步骤S12、若所述位置给定大于等待脉冲的个数时，所述等待脉冲清零；若所述位置给定小于等待脉冲的个数时，所述位置给定清零； 

步骤S13、将所述位置给定发往所述横动伺服电机的位置环，然后跳转执行步骤S2，直至所述主轴编码器无脉冲输出。 

本发明的电子导丝控制装置将现有电子导丝控制装置的电子导纱控制器和电子导纱驱动器替换成伺服驱动器，将电子导纱控制器和电子导纱驱动器和功能整合到伺服控制器中，这样以来降低了设备成本、简化了电子导丝控制装置的结构，同时由于部件减少故障率和功耗也相应的降低。本发明的电子导丝控制装置同时改进控制算法，从而降低了电子导丝控制装置的导丝控制复杂度。 

附图说明

图1为本发明的电子导丝控制装置的结构原理图； 

图2为本发明的电子导丝控制装置的控制流程图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述： 

参考图1所示，本实施例的电子导丝控制装置是对现有电子导丝控制装置的改进，其将现有电子导丝控制装置的电子导纱控制器和电子导纱驱动器替换成伺服驱动器，将电子导纱控制器和电子导纱驱动器和功能整合到伺服控制器中，同时改进控制算法。如图2所示，本实施例的电子导丝控制装置的伺服驱动器的控制流程如下： 

步骤S1、初始化。上电后，控制导纱器向正方向持续运行并限制最大输出力矩，当导纱器到达极限位置后，其输出力矩达到设定最大力矩堵死，位置误差将会持续累积从而得到导纱器的正向极限位置，反向运动设定长度后即可到达导纱器中心点。然后，通过伺服驱动器面板进行参数设定，例如卷绕比、纱线长度等。 

步骤S2、接收卷绕电机的主轴编码器输出的脉冲，以及卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号。 

步骤S3、根据导纱器的设定最大偏移位置和当前接收到的脉冲个数判断导纱器当前是否需要换向，如果是，则执行步骤S4，否则执行步骤S5，其中，设定最大偏移位置即导纱器中心点至设定换向点的距离。 

步骤S4、根据纱筒绕线厚度信号获取纱筒绕线厚度，根据纱筒绕线厚度计算导纱器从一侧换向点到另一侧换向点的收边量，计算差维量，所谓的差维量即导纱器从一侧换向点到另一侧换向点单程走应少走的距离，从而获取目标换向点。 

步骤S5、判断导纱器当前是否达到目标换向点，如果是，则执行步骤S6，否则执行步骤S7。 

步骤S6、将导纱器的目标最大偏移位置与导纱器的实际最大偏移位置之间的差值进行PI调节，从而得到补偿控制脉冲，其中，目标最大偏移位置即导纱器中心点至目标换向点的距离，实际偏移量即导纱器中心点至实际换向点的距离。由于纱线拉力及导轨摩擦力可能存在抖动，需要对换向点进行调整使导丝长度达到恒定，使其不出现网丝等现象，具体是在正反 两个方向上的目标最大偏移位置各设置一个PI控制器，对实际到达的实际最大偏移位置进行调节，实时修改换向点。 

步骤S7、判断当前发送的控制脉冲数是否大于目标控制脉冲数减去补偿控制脉冲后的脉冲数，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S9。 

步骤S8、控制脉冲方向换向，根据本次防硬边量计算在目标最大偏移位置应等待的等待脉冲数。 

步骤S9、根据目标导丝长度及卷绕比计算电子齿轮，根据换向信息得控制脉冲方向。 

步骤S10、将接收到的主轴编码器输出的脉冲乘以电子齿轮得到横动伺服电机的位置给定。 

步骤S11、判断目标最大偏移位置的等待脉冲的脉冲数寄存器是否为零，如果不为零，则执行步骤S12，否则执行步骤S13。 

步骤S12、若位置给定大于等待脉冲的个数时，位置给定减小等待脉冲的个数，等待脉冲清零；若位置给定小于等待脉冲的个数时，等待脉冲的个数减小位置给定的控制脉冲个数，位置给定清零。从而消除防硬边对卷绕比带来的影响。 

步骤S13、位置给定发往横动伺服电机的位置环，然后跳转执行步骤S2，直至卷绕电机的主轴编码器无脉冲输出，然后等待挡车工操作。 

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种电子导丝控制装置，包括横动伺服电机、卷绕电机，其特征在于，还包括分别与所述横动伺服电机和所述卷绕电机相连的伺服驱动器，所述伺服驱动器接收所述主轴编码器输出的脉冲，以及所述卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号，根据所述脉冲和所述纱筒绕线厚度信号控制横动伺服电机的旋转。

2.根据权利要求1所述的电子导丝控制装置，其特征在于，所述伺服驱动器执行如下控制流程：

步骤S1、初始化；

步骤S2、接收卷绕电机的主轴编码器输出的脉冲，以及所述卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号；

步骤S3、根据导纱器的设定最大偏移位置和当前接收到的脉冲个数判断所述导纱器当前是否需要换向，如果是，则执行步骤S4，否则执行步骤S5，其中，设定最大偏移位置即导纱器中心点至设定换向点的距离；

步骤S4、根据纱筒绕线厚度信号获取纱筒绕线厚度，根据纱筒绕线厚度计算导纱器从一侧换向点到另一侧换向点的收边量，计算差维量，所述的差维量即导纱器从一侧换向点到另一侧换向点单程走应少走的距离，从而获取目标换向点；

步骤S5、判断所述导纱器当前是否达到目标换向点，如果是，则执行步骤S6，否则执行步骤S7；

步骤S6、将所述导纱器的目标最大偏移位置与其实际最大偏移位置之间的差值进行PI调节，从而得到补偿控制脉冲，其中，所述目标最大偏移位置即导纱器中心点至目标换向点的距离，所述实际偏移量即导纱器中心点至实际换向点的距离；

步骤S7、判断当前发送的控制脉冲数是否大于目标控制脉冲数减去补偿控制脉冲后的脉冲数，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S9；

步骤S8、控制脉冲方向换向，根据本次防硬边量计算在目标最大偏移位置应等待的等待脉冲数；

步骤S9、根据目标导丝长度及卷绕比计算电子齿轮，根据换向信息得控制脉冲方向；

步骤S10、将接收到的所述主轴编码器输出的脉冲乘以电子齿轮得到所述横动伺服电机的位置给定；

步骤S11、判断所述目标最大偏移位置的等待脉冲的脉冲数寄存器是否为零，如果不为零，则执行步骤S12，否则执行步骤S13；

步骤S12、若所述位置给定大于等待脉冲的个数时，所述等待脉冲清零；若所述位置给定小于等待脉冲的个数时，所述位置给定清零；

步骤S13、将所述位置给定发往所述横动伺服电机的位置环，然后跳转执行步骤S2，直至所述主轴编码器无脉冲输出。

3.根据权利要求2所述的电子导丝控制装置，其特征在于，所述初始化的过程，具体为：

首先控制导纱器向正方向持续运行并限制最大输出力矩，当导纱器到达极限位置后，其输出力矩达到设定最大力矩堵死，位置误差持续累积从而得到导纱器的正向极限位置，然后控制所述导纱器反向运动至设定长度后即可到达所述导纱器的中心点。

4.一种如权利要求1所述电子导丝控制装置的控制方法，其特征在于，所述伺服驱动器执行如下控制流程：

步骤S1、初始化；

步骤S2、接收卷绕电机的主轴编码器输出的脉冲，以及所述卷绕电机的主轴角度传感器输出的纱筒绕线厚度信号；

步骤S3、根据导纱器的设定最大偏移位置和当前接收到的脉冲个数判断所述导纱器当前是否需要换向，如果是，则执行步骤S4，否则执行步骤S5，其中，设定最大偏移位置即导纱器中心点至设定换向点的距离；

步骤S4、根据纱筒绕线厚度信号获取纱筒绕线厚度，根据纱筒绕线厚度计算导纱器从一侧换向点到另一侧换向点的收边量，计算差维量，所述的差维量即导纱器从一侧换向点到另一侧换向点单程走应少走的距离，从而获取目标换向点；

步骤S5、判断所述导纱器当前是否达到目标换向点，如果是，则执行步骤S6，否则执行步骤S7；

步骤S6、将所述导纱器的目标最大偏移位置与其实际最大偏移位置之间的差值进行PI调节，从而得到补偿控制脉冲，其中，所述目标最大偏移位置即导纱器中心点至目标换向点的距离，所述实际偏移量即导纱器中心点至实际换向点的距离；

步骤S7、判断当前发送的控制脉冲数是否大于目标控制脉冲数减去补偿控制脉冲后的脉冲数，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S9；

步骤S8、控制脉冲方向换向，根据本次防硬边量计算在目标最大偏移位置应等待的等待脉冲数；

步骤S9、根据目标导丝长度及卷绕比计算电子齿轮，根据换向信息得控制脉冲方向；

步骤S10、将接收到的所述主轴编码器输出的脉冲乘以电子齿轮得到所述横动伺服电机的位置给定；

步骤S11、判断所述目标最大偏移位置的等待脉冲的脉冲数寄存器是否为零，如果不为零，则执行步骤S12，否则执行步骤S13；

步骤S12、若所述位置给定大于等待脉冲的个数时，所述等待脉冲清零；若所述位置给定小于等待脉冲的个数时，所述位置给定清零；

步骤S13、将所述位置给定发往所述横动伺服电机的位置环，然后跳转执行步骤S2，直至所述主轴编码器无脉冲输出。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述初始化的过程，具体为：

首先控制导纱器向正方向持续运行并限制最大输出力矩，当导纱器到达极限位置后，其输出力矩达到设定最大力矩堵死，位置误差持续累积从而得到导纱器的正向极限位置，然后控制所述导纱器反向运动至设定长度后即可到达所述导纱器的中心点。

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