CN115787153A - 一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法，该智能并条机包括：多个单眼并条机，每一单眼并条机包括依次连接的喂入部分、牵伸部分和成条部分，其中喂入部分、牵伸部分和成条部分分别由伺服电机驱动；多个驱动器组，每一驱动器组连接一单眼并条机的所有伺服电机；PC控制器，其通过以太网分别连接各驱动器组以执行控制信息来控制各伺服电机；HM I模块，其连接PC控制器以输入各伺服电机的控制信息；以及无线手持终端，其通过无线网络与PC控制器通讯连接以对PC控制器输送控制信息。本发明的有益效果：通过以太网对单眼并条机的各个伺服电机进行控制，实现对所有单眼并条机的运动控制，通迅及控制速率大大加快，提升各伺服电机的响应速度。

Description

一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法

技术领域

本发明涉及纺织设备技术领域，尤其涉及一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法。

背景技术

并条机是纺纱工艺流程中的重要设备，其作用是有效控制棉条重量偏差，改善棉条的均匀度、纤维的伸直度和平行度，使不同品质的纤维在棉条中混合更均匀，为获得良好的成纱创造条件。目前市面上的绝大多数并条机在传动控制、数字化应用、智能化转型等方面主要存在以下弊端：

1、并条机组的各个并条机配置分散，自动化智能化程度低，并条工序用工多，劳动强度大。

2、设备传动级数多、机构复杂、效率低下且不稳定，特别是对于配置了自调匀整功能的并条机，在高速运行后，整个匀整与控制系统的高动态响应精度要求难以得到保证。

3、目前大多并条机上是通过PLC、modbus总线通讯等来实现对并条机运动部件的控制，多台并条机的整体设备响应周期达到20ms，制约设备响应周期。

4、目前纺纱车间的并条生产线中，目前并条机组还是以单台并条机为单元独立分开的，没用打通单台并条机与单台并条机间的通讯链接障碍，实现软硬件资源信息共享。

发明内容

有鉴于此，为了解决并条机组存在的上述弊端，本发明的实施例提供了一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法。

本发明的实施例提供一种柔性多联一体智能并条机，包括：

多个单眼并条机，每一所述单眼并条机包括依次连接的喂入部分、牵伸部分和成条部分，其中所述喂入部分、所述牵伸部分和所述成条部分分别由伺服电机驱动；

多个驱动器组，每一所述驱动器组连接一所述单眼并条机的所有伺服电机；

PC控制器，其通过以太网分别连接各所述驱动器组以执行控制信息来控制各所述伺服电机；

HM I模块，其连接所述PC控制器，以对所述PC控制器输入各所述伺服电机的控制信息；

以及无线手持终端，其通过无线网络与所述PC控制器通讯连接以对所述PC控制器输送控制信息。

进一步地，还包括喂入筒库、输出筒库和搬运机构，其中所述喂入筒库用于储存空置的棉条筒，所述输出筒库用于储存装棉后的棉条筒，所述搬运机构受控于所述PC控制器，以搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机或搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库。

进一步地，所述喂入筒库内设有导架，所述导架用于放置空置的棉条筒，所述搬运机构为AGV小车，所述AGV小车与所述PC控制器通过无线网络通讯连接，以使所述AGV小车受所述PC控制器控制而运动。

进一步地，所述搬运机构为导轨小车或龙门桁架机械手。

进一步地，还包括多个匀整控制器，所述PC控制器通过以太网分别连接各所述匀整控制器，每一所述匀整控制器连接一所述驱动器组。

进一步地，所述驱动器组包括至少一个一拖三驱动器和至少一个一拖二驱动器，每一所述一拖三驱动器连接三所述伺服电机，每一所述一拖二驱动器连接二所述伺服电机。

进一步地，每一所述单眼并条机具有八个所述伺服电机，所述一拖三驱动器的数量为两个，所述一拖二驱动器为一个。

进一步地，所述喂入部分包括导条驱动伺服电机和两导条升降伺服电机，所述牵伸部分包括前罗拉伺服电机、二罗拉伺服电机和三罗拉伺服电机，所述成条部分包括圈条盘伺服电机和棉条筒底座伺服电机。

进一步地，其中一所述单眼并条机为主单眼并条机，其他所述单眼并条机为从单眼并条机，所述PC控制器和所述HM I模块安装于所述主单眼并条机上。

另外，本发明的实施例还提供了上述柔性多联一体智能并条机的控制方法，包括以下步骤：

S1、通过所述HM I模块或所述无线手持终端向所述PC控制器输入控制信息；

S2、所述PC控制器根据控制信息控制每一所述驱动器组驱动其连接的各所述伺服电机工作；

S3、控制搬运机构搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机、搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库，对每一所述单眼并条机自动补换棉条筒。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

1、本发明的一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法，PC控制器通过以太网对单眼并条机的各个伺服电机进行控制，进而实现对所有单眼并条机的运动控制，并且PC控制器可以和计算机时实同步时钟高速通迅，可以满足多个并条机组的强大整合；以太网进行数据传输使匀整控制器通迅及控制速率大大加快，提升各伺服电机的响应速度，缩短设备的响应周期至1ms以内。

2、本发明的一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法，可按生产需要配置多台单眼并条机，扩展简单灵活，如搭积木一般，形成智能化柔性生产线，共用控制部分与换筒系统，减少占地，降低设备成本。

3、本发明的一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法，并条机的网络化监控与车间信息化系统展开高效协同，方便管理，降低生产管理成本，助力客户实现设备的数字化应用与智能化升级。

4、本发明的一种柔性多联一体智能并条机及其控制方法，可以实现并条机自动工作、以及自动换补棉条筒，保证多联一体并条机的自动、连续开车，大幅度减轻工人劳动强度，也可以减少用工人数，提升并条工序生产效率。

附图说明

图1是本发明一种柔性多联一体智能并条机的的拓扑示意图；

图2是单眼并条机的传动系统图；

图3是本发明一种柔性多联一体智能并条机的工艺示意图。

图中：101-单眼并条机、102-PC控制器、103-驱动器组、104-伺服电机、105-HM I模块、106-无线手持终端、107-AGV小车、108-喂入筒库、109-输出筒库；

1-导条驱动伺服电机、2-导条滚筒、3-喂入整理罗拉、4-匀整检测罗拉、5-三罗拉伺服电机、6-三罗拉、7-二罗拉伺服电机、8-二罗拉、9-前罗拉伺服电机、10-前罗拉、11-前检测压辊、12-圈条盘伺服电机、13-圈条盘、14-棉条筒底座伺服电机、15-棉条筒底座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本发明的基本了解，但并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

在本发明的描述中,需要说明的是,本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于内部结构和方法的改进。

进一步需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种柔性多联一体智能并条机，包括多个单眼并条机101、多个驱动器组103、多个匀整控制器、PC控制器102、HM I模块105和无线手持终端106。

所述单眼并条机101的数量设置为多个，可以根据实际并条机生产线实际生产需要确定。如本实施例中所述单眼并条机101的数量设置为六个。

如图1和2所示，每一所述单眼并条机101包括依次连接的喂入部分、牵伸部分和成条部分，其中所述喂入部分、所述牵伸部分和所述成条部分分别由伺服电机104驱动，本实施例中每一所述单眼并条机101具有八个所述伺服电机104。

具体的，所述喂入部分包括导条驱动伺服电机1和两导条升降伺服电机(图中未视出)。其中所述导条驱动伺服电机1用于驱动导条滚筒2转动，两所述升降伺服电机用于驱动导条滚筒2升降来调节导条滚筒2的高度。导条滚筒2转动使棉条被所述导条滚筒2引出，按照预定的方向送至喂入整理罗拉3，所述喂入整理罗拉3避免引出的棉条紊乱，棉条由所述喂入整理罗拉3上通过后被送到匀整检测罗拉4检测。

所述牵伸部分包括前罗拉伺服电机9、二罗拉伺服电机7和三罗拉伺服电机5。其中所述前罗拉伺服电机9用于驱动前罗拉10转动，所述二罗拉伺服电机7用于驱动二罗拉8转动，所述三罗拉伺服电机5用于驱动三罗拉6转动。经过所述匀整检测罗拉4检测合格的棉条被送至所述三罗拉6，再经过所述二罗拉8和所述前罗拉10对棉条进行牵伸，由所述前罗拉10送出的棉条被送入前检测压辊11进行检测。

所述成条部分包括圈条盘伺服电机12和棉条筒底座伺服电机14。所述圈条盘伺服电机12用于驱动圈条盘13转动，所述棉条筒底座伺服电机14用于驱动棉条筒底座15转动。经由所述前检测压辊11检测合格的棉条被压缩后送至所述圈条盘13上，棉条筒安装于棉条筒底座15上，所述棉条筒底座15转动带动所述棉条筒转动，这样使所述圈条盘13输出的棉条以摆线形状圈入棉条筒内。

所述驱动器组103的数量与所述单眼并条机101的数量相同，每一所述驱动器103组连接一所述单眼并条机101的所有伺服电机104。这里所述驱动器组103包括至少一个一拖三驱动器和至少一个一拖二驱动器，每一所述一拖三驱动器连接三所述伺服电机104，每一所述一拖二驱动器连接二所述伺服电机104。

如本实施例中，所述一拖三驱动器的数量为两个，所述一拖二驱动器为一个，其中一所述一拖三驱动器分别连接导条驱动伺服电机1和两导条升降伺服电机；另一所述一拖三驱动器分别连接前罗拉伺服电机9、二罗拉伺服电机7和三罗拉伺服电机5；所述一拖二驱动器连接圈条盘伺服电机12和棉条筒底座伺服电机14。

继续如图1所示，所述PC控制器102通过以太网分别连接各所述驱动器组103以执行控制信息来控制各所述伺服电机104。这里所述PC控制器102通过以太网分别连接各所述匀整控制器，每一所述匀整控制器连接一所述驱动器组104。

所述HM I模块105连接所述PC控制器102，所述HM I模块105具体为HM I触摸屏，安装于所述PC控制器102的表面，通过所述HM I模块105可与PC控制器102进行人机交互，从而对所述PC控制器102输入各所述伺服电机104的控制信息。

所述无线手持终端106通过无线网络与所述PC控制器102通讯连接，通过所述无线手持终端106可对所述PC控制器102输送控制信息。

优选的，选择其中一所述单眼并条机101为主单眼并条机，其他所述单眼并条机101为从单眼并条机，所述PC控制器和所述HM I模块安装于所述主单眼并条机上。如本实施例中选择图1中最左边的一所述单眼并条机101为主单眼并条机，在所述主单眼并条机上可控制调整各所述从单眼并条机101的伺服电机104转动。

此外，该柔性多联一体智能并条机还包括喂入筒库108、输出筒库109和搬运机构，其中所述喂入筒库108用于储存空置的棉条筒，所述输出筒库109用于储存装棉后的棉条筒，所述搬运机构受控于所述PC控制器102，以搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机101或搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库109，这样可以实现每一所述单眼并条机101的自动换补棉条筒，无需停机换桶，使柔性多联一体智能并条机持续工作。

所述搬运机构可以有多种选择，如本实施例中，所述搬运机构为AGV小车107，所述AGV小车107与所述PC控制器102通过OPC-UA无线网络通讯连接，所述PC控制器102可获取所述AGV小车107的运动转态、以及控制AGV小车107运动。所述喂入筒库108内设有导架，所述导架用于放置空置的棉条筒，所述PC控制器102可控制所述AGV小车107由所述导架上搬运棉条筒至所述单眼并条机101、以及由所述单眼并条机101搬运棉条筒至输出筒库109。

优选的，所述搬运机构还可以为导轨小车或龙门桁架机械手，通过所述导轨小车或所述龙门桁架机械手对棉条筒进行搬运。

另外，如图3所示，本发明的实施例还提供了上述柔性多联一体智能并条机的控制方法，包括以下步骤：

S1、通过所述HM I模块105或所述无线手持终端106向所述PC控制器102输入控制信息；

具体而言，在所述主单眼并条机通过所述HM I模块105向所述PC控制器102输入每一所述单眼并条机101的各伺服电机104的控制信息，或者利用所述无线手持终端106在远程通过无线网络向所述PC控制器102输入每一所述单眼并条机101的各伺服电机104的控制信息，所述控制信息包括各伺服电机104的启停及转速调节等信息。

S2、所述PC控制器102根据控制信息控制每一所述驱动器组103驱动其连接的各所述伺服电机104工作。所述PC控制器102在获取每一所述单眼并条机101的各伺服电机104的控制信息后，控制每一所述单眼并条机101的驱动器组103，从而来驱动每一所述单眼并条机101的各伺服电机104按照对应的控制信息进行工作，如控制每一所述单眼并条机101的各伺服电机104的启停及转速调节。

并且还可将所述PC控制器102与工业计算机连接，具体与工业计算机上的并条机监控系统连接，所述PC控制器102可由并条机监控系统获取每一所述单眼并条机101的工作状态，所述HM I模块105可显示每一所述单眼并条机101的工作状态。且所述并条机监控系统对每一所述单眼并条机101的工作状态分析和诊断,在故障或预警等异常情况将异常信息传输至所述PC控制器102并通过所述HM I模块105显示。所述PC控制器102还可以通过无线网络将异常信息传输至所述无线手持终端106，所述无线手持终端106在远程显示每一所述单眼并条机101的工作状态及异常信息。工业计算机上的MES系统和ERP系统记录该柔性多联一体智能并条机的各个并条机的生产信息。

S3、控制搬运机构搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机101、搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库109，对每一所述单眼并条机101自动补换棉条筒。具体而言，通过所述PC控制器102或所述无线手持终端106控制所述AGV小车107在每一所述单眼并条机101上的棉条筒装满棉条后将棉条筒搬运至输出筒库109，同时控制所述AGV小车107将喂入筒库108内的空置棉条筒搬运至所述单眼并条机101，实现该柔性多联一体智能并条机工作过程中每一所述单眼并条机101的自动换筒。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于，包括：

多个单眼并条机，每一所述单眼并条机包括依次连接的喂入部分、牵伸部分和成条部分，其中所述喂入部分、所述牵伸部分和所述成条部分分别由伺服电机驱动；

多个驱动器组，每一所述驱动器组连接一所述单眼并条机的所有伺服电机；

PC控制器，其通过以太网分别连接各所述驱动器组以执行控制信息来控制各所述伺服电机；

HMI模块，其连接所述PC控制器，以对所述PC控制器输入各所述伺服电机的控制信息；

以及无线手持终端，其通过无线网络与所述PC控制器通讯连接以对所述PC控制器输送控制信息。

2.如权利要求1所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：还包括喂入筒库、输出筒库和搬运机构，其中所述喂入筒库用于储存空置的棉条筒，所述输出筒库用于储存装棉后的棉条筒，所述搬运机构受控于所述PC控制器，以搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机或搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库。

3.如权利要求2所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：所述喂入筒库内设有导架，所述导架用于放置空置的棉条筒，所述搬运机构为AGV小车，所述AGV小车与所述PC控制器通过无线网络通讯连接，以使所述AGV小车受所述PC控制器控制而运动。

4.如权利要求2所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：所述搬运机构为导轨小车或龙门桁架机械手。

5.如权利要求1所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：还包括多个匀整控制器，所述PC控制器通过以太网分别连接各所述匀整控制器，每一所述匀整控制器连接一所述驱动器组。

6.如权利要求5所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：所述驱动器组包括至少一个一拖三驱动器和至少一个一拖二驱动器，每一所述一拖三驱动器连接三所述伺服电机，每一所述一拖二驱动器连接二所述伺服电机。

7.如权利要求6所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：每一所述单眼并条机具有八个所述伺服电机，所述一拖三驱动器的数量为两个，所述一拖二驱动器为一个。

8.如权利要求7所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：所述喂入部分包括导条驱动伺服电机和两导条升降伺服电机，所述牵伸部分包括前罗拉伺服电机、二罗拉伺服电机和三罗拉伺服电机，所述成条部分包括圈条盘伺服电机和棉条筒底座伺服电机。

9.如权利要求1所述的一种柔性多联一体智能并条机，其特征在于：其中一所述单眼并条机为主单眼并条机，其他所述单眼并条机为从单眼并条机，所述PC控制器和所述HMI模块安装于所述主单眼并条机上。

10.如权利要求1～9任意一项所述的一种柔性多联一体智能并条机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过所述HMI模块或所述无线手持终端向所述PC控制器输入控制信息；

S2、所述PC控制器根据控制信息控制每一所述驱动器组驱动其连接的各所述伺服电机工作；

S3、控制搬运机构搬运空置的棉条筒至所述单眼并条机、搬运装棉后的棉条筒至所述输出筒库，对每一所述单眼并条机自动补换棉条筒。

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