CN204752961U - 卷绕倍捻机及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卷绕倍捻机及其控制系统，包括摆动电机、摆动伺服驱动器、卷绕电机、卷绕伺服驱动器、锭子电机、变频器、锭子转速反馈装置以及控制面板；所述摆动伺服驱动器、卷绕伺服驱动器和变频器通过通讯接口与所述控制面板连接；所述摆动伺服驱动器的驱动输出端连接到所述摆动电机；所述卷绕伺服驱动器的驱动输出端连接到所述卷绕电机；所述变频器的驱动输出端连接到所述锭子电机；所述锭子转速反馈装置的信号输出端连接到所述摆动伺服驱动器的信号输入端。摆动伺服驱动器对锭子转速及卷绕速度进行适时监控反馈，从而对加工成型纱线的捻度质量，倍捻成型效果控制精度更高，加捻出的纱线质量也得到大大的提升。

Description

卷绕倍捻机及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子式倍捻机控制领域，特别是涉及一种卷绕倍捻机及其控制系统。

背景技术

目前市面上的倍捻机分两类：传统式倍捻机与电子式倍捻机两种。

第一种：传统模式的倍捻机主要采用凸轮机构，其中卷绕部分的主要动力来源是齿轮箱的机械传动，对于收卷的控制、加捻成型的效果以及精度控制上受到一定的局限性，与开机与启停瞬间对纱线捻度不好控制，且在长期运行中机械磨损较大，对工艺改进及工艺提升极为不方便,齿轮箱又需要进行定期保养，内部机械结构也较为复杂，维修起来非常麻烦，影响了生产效率。

第二种：电子式倍捻机整个系统动力部分由伺服驱动器及变频器完成。其中变频器用于卷绕部分及锭子控制部分，卷绕部分的适时收卷速度主要通过外加光电编码器采集信号及齿轮传动比来换算得出，此种检测当前卷绕速度存在一定速度偏差，而捻度的质量主要由卷绕速度与锭子转速来决定，在开机及停机瞬间对于捻度的控制存在一定的局限性。捻度的不可控将导致加捻出来的产品质量存在一定差异。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种新型的卷绕倍捻机控制系统，旨在解决倍捻机开机及停机瞬间对于捻度的控制存在一定的局限性，捻度的不可控将导致加捻出来的产品质量存在一定差异的问题。

本实用新型提供了一种卷绕倍捻机控制系统，包括摆动电机、摆动伺服驱动器、卷绕电机、卷绕伺服驱动器、锭子电机、变频器、锭子转速反馈装置以及控制面板；所述摆动伺服驱动器、卷绕伺服驱动器和变频器通过通讯接口与所述控制面板连接；所述摆动伺服驱动器的驱动输出端连接到所述摆动电机；所述卷绕伺服驱动器的驱动输出端连接到所述卷绕电机；所述变频器的驱动输出端连接到所述锭子电机；所述锭子转速反馈装置的信号输出端连接到所述摆动伺服驱动器的信号输入端。

进一步地，所述通讯接口是RS485接口。

进一步地，所述控制面板为包括触摸屏。

进一步地，所述锭子转速反馈装置为测速传感器，所述测速传感器设置在所述锭子电机连接的转盘上，通过感应适时采集当前所述锭子电机的转速送入所述摆动伺服驱动器。

此外，还提供了一种卷绕倍捻机，包括两个摆动电机、两个摆动伺服驱动器、两个卷绕电机、两个卷绕伺服驱动器、两个锭子电机、两个变频器、两个锭子转速反馈装置以及一个控制面板；两个所述摆动伺服驱动器、两个所述卷绕伺服驱动器和两个所述变频器分别通过通讯接口与所述控制面板连接；两个所述摆动伺服驱动器的驱动输出端分别连接到两个所述摆动电机；两个所述卷绕伺服驱动器的驱动输出端分别连接到两个所述卷绕电机；两个所述变频器的驱动输出端分别连接到两个所述锭子电机；两个所述锭子转速反馈装置的信号输出端分别连接到两个所述摆动伺服驱动器的信号输入端。

进一步地，所述通讯接口是RS485接口。

进一步地，所述控制面板为包括触摸屏。

进一步地，所述锭子转速反馈装置为测速传感器，所述测速传感器设置在所述锭子电机连接的转盘上，通过感应适时采集当前所述锭子电机的转速送入所述摆动伺服驱动器。

上述的卷绕倍捻机控制系统中的摆动伺服驱动器对锭子转速及线速度进行适时监控反馈，从而对加工成型纱线的捻度质量，倍捻成型效果控制精度更高，加捻出的纱线质量也得到大大的提升。进入运行界面可以正常开始使用，使用前只需要将工艺参数输入控制面板，开机运行即可，无需人工监督。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例中卷绕倍捻机的模块示意图；

图2为本实用新型较佳实施例中卷绕倍捻机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型较佳实施例中卷绕倍捻机包括两个并行的卷绕倍捻机控制系统。卷绕倍捻机包括：两个摆动电机11、两个摆动伺服驱动器12、两个卷绕电机13、两个卷绕伺服驱动器14、两个锭子电机15、两个变频器16、两个锭子转速反馈装置17以及一个控制面板18；两个摆动电机11、两个摆动伺服驱动器12、两个卷绕电机13、两个卷绕伺服驱动器14、两个锭子电机15、两个变频器16、两个锭子转速反馈装置17以及一个控制面板18；两个所述摆动伺服驱动器12、两个所述卷绕伺服驱动器14和两个所述变频器16分别通过通讯接口与所述控制面板18连接；两个所述摆动伺服驱动器12的驱动输出端分别连接到两个所述摆动电机11；两个所述卷绕伺服驱动器14的驱动输出端分别连接到两个所述卷绕电机13；两个所述变频器16的驱动输出端分别连接到两个所述锭子电机15；两个所述锭子转速反馈装置17的信号输出端分别连接到两个所述摆动伺服驱动器12的信号输入端。

其中，一个摆动电机11、一个摆动伺服驱动器12、一个卷绕电机13、一个卷绕伺服驱动器14、一个锭子电机15、一个变频器16、一个锭子转速反馈装置17以及控制面板18构成一个卷绕倍捻机控制系统。所述摆动伺服驱动器12、卷绕伺服驱动器14和变频器16通过通讯接口与所述控制面板18连接；所述摆动伺服驱动器12的驱动输出端连接到所述摆动电机11；所述卷绕伺服驱动器14的驱动输出端连接到所述卷绕电机13；所述变频器16的驱动输出端连接到所述锭子电机15；所述锭子转速反馈装置17的信号输出端连接到所述摆动伺服驱动器12的信号输入端。

本实施例中，所述通讯接口是RS485接口。所述控制面板18为包括触摸屏。控制面板18为运行有计算机程序的操作设备，如计算机、触控面板等。

进一步地，所述锭子转速反馈装置17为测速传感器，所述测速传感器设置在所述锭子电机15连接的转盘上，通过感应适时采集当前所述锭子电机15的转速送入所述摆动伺服驱动器12。

本实施例中，四台伺服驱动器(12、14)及两台变频器16作为两个卷绕倍捻机控制系统的主要驱动部分。在单个卷绕倍捻机控制系统中，利用控制面板18以RS485接口总线进行系统的整体桥接，控制摆杆(导纱杆)运动的摆动伺服驱动器12作为核心单位进行内部算法，控制面板18通过内部软件计算得出的锭子电机的锭子转速与卷绕电机13卷绕速度分别给定到各自的驱动控制单位进行频率给定，卷绕伺服驱动器14用于控制卷绕电机13，而变频器16则作为控制15运行的驱动单元，更巧妙，精确的实现一个倍捻加工的控制效果。

一、驱动部分：

1，摆动伺服驱动器12作为摆杆运动的控制，也是倍捻成型效果的关键部分，上电瞬间开启找原点动作，通过正向限位与反向限位开关来确保纺纱运动的行程。

2，卷绕伺服驱动器14用作控制卷绕电机13运行，根据用户需求，将需要进行加工成型的捻度及纤度通过触摸屏设定，触摸屏将用户设定目标值送入到摆动伺服驱动器12进行计算，得出实际所需的卷绕速度与锭子速度通过RS485分别给定到各自的驱动部分，安装于锭子电机15连接转盘上的测速传感器适时将当前锭子转速反馈给摆动伺服驱动器12进行对比，卷绕电机13的适时线速度也通过通讯方式传送给摆动伺服驱动器12，计算出实际捻度与理论捻度的偏差，摆动伺服驱动器12可作出适时的调整，达到一种高效率的适时跟随效果，摆动伺服驱动器12软件内部计算捻度的公式：

捻度＝2*锭子转速/线速度

其中线速度为卷绕电机13的线速度，卷绕伺服驱动器14可从自身获取。所述卷绕电机13通过电机自身的光电编码器适时采集当前线速度，采用卷绕伺服驱动器14用来控制卷绕电机13精度更高，将卷绕电机光电编码器采集的线转速及锭子转速反馈装置17采集的锭子转速适时反馈给摆动伺服驱动器12，通过软件内部公式计算的比值可通过所述卷绕伺服驱动器14内部的电子齿轮比来设定，从而达到一个高效的跟随效果，对加捻成型的精度也有很大的提高。光电编码器通过RS485通讯方式将线速度反馈给摆杆伺服驱动器12参与内部捻度计算，外围设备若存在机械传动比可设置卷绕伺服驱动器14内部电子齿轮比来进行替代，为此可以减少机械磨损

3，变频器16可通过由控制面板18给出的运行频率来控制锭子电机的速度，保证电机运行的稳定性；

二、传动部分：主要由锭子电机15、龙带19及张紧轮20来实现一个传动的效果；

三、通讯部分：通过控制面板18设置工艺参数，控制面板18将工艺参数分别传输给二台控制摆杆动作的摆动伺服驱动器11。由该二台伺服驱动器将工艺参数适时分析及计算。在将计算获得的控制参数存放于一个寄存器，由控制面板18读取。控制面板18读取后的摆动伺服驱动器11的控制参数后，通过桥接由另一个串口将控制参数发送给相应的控制卷绕电机13的卷绕伺服驱动器14及控制锭子电机15的变频器16，从而实现对加捻的整体控制。

将倍捻机的导纱杆部分改装后，将外部的启停信号、正反限位、原点信号及输出控制电机运行的信号等控制线路连接好。在进入控制面板18的调试界面，通过控制面板18的调试界面来直观的调试倍捻机。调试完成后退出调试界面。控制卷绕伺服驱动器14对锭子转速进行适时监控反馈，从而对加工成型纱线的捻度质量，倍捻成型效果控制精度更高，加捻出的纱线质量也得到大大的提升。进入运行界面可以正常开始使用，使用前只需要将工艺参数输入触摸屏，开机运行即可，无需人工监督。

下面为新型卷绕电子式倍捻机的两个实施方案：

1、系统由1.0KW伺服驱动器四台、7.5kw变频器两台，两台伺服驱动器作为摆杆控制单元，两台驱动器作为卷绕控制单位，变频器控制锭子电机运动，具备双通信接口控制面板一块、接近开关六个、24V继电器四个、控制逻辑按键若干。将其中的上下限位开关及原点开关分别连接到伺服驱动器中，在将伺服输出信号控制24v继电器，在将集电极的信号输送给卷绕伺服驱动器及锭子电机变频器，摆杆伺服驱动器分别控制每台伺服驱动器与变频器。地址和控制线路必须对于连接好。

线路连接完成后。进入控制面板的调试界面，首先必须判断各个电机的运行方向是否正确。其次检查各个信号是否正确。在此尝试运行检查整体逻辑。

在调试完成后，退出调试界面进入运行界面输入工艺参数，开机运行。在整个捻线过程中发现线材成型效果非常理想。纱线捻度也非常好。整个捻效率提高50％，且无需人工看守。

2、系统由1.0KW伺服驱动器两台、1.57KW伺服驱动器两台、7.5kw变频器两台，两台伺服驱动器作为摆杆控制单元，两台驱动器作为卷绕控制单位，变频器控制锭子电机运动，具备双通信接口控制面板一块、接近开关六个、24V继电器四个、控制逻辑按键若干。将其中的上下限位开关及原点开关分别连接到伺服驱动器中，在将伺服输出信号控制24v继电器，在将集电极的信号输送给卷绕伺服驱动器及锭子电机变频器，摆杆伺服驱动器分别控制每台伺服驱动器与变频器。地址和控制线路必须对于连接好。

准确回零找原点后，摆杆进行喷砂运行，整个加捻过程中卷绕电机适时跟随锭子电机的转速进行运算，完全保证了加捻成型的效果，无需人工看守，整个成捻精度与加捻效率提高50％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种卷绕倍捻机控制系统，其特征在于，包括摆动电机、摆动伺服驱动器、卷绕电机、卷绕伺服驱动器、锭子电机、变频器、锭子转速反馈装置以及控制面板；所述摆动伺服驱动器、卷绕伺服驱动器和变频器通过通讯接口与所述控制面板连接；所述摆动伺服驱动器的驱动输出端连接到所述摆动电机；所述卷绕伺服驱动器的驱动输出端连接到所述卷绕电机；所述变频器的驱动输出端连接到所述锭子电机；所述锭子转速反馈装置的信号输出端连接到所述摆动伺服驱动器的信号输入端。

2.如权利要求1所述的卷绕倍捻机控制系统，其特征在于，所述通讯接口是RS485接口。

3.如权利要求1所述的卷绕倍捻机控制系统，其特征在于，所述控制面板为包括触摸屏。

4.如权利要求1所述的卷绕倍捻机控制系统，其特征在于，所述锭子转速反馈装置为测速传感器，所述测速传感器设置在所述锭子电机连接的转盘上，通过感应适时采集当前锭子所述电机的转速送入所述摆动伺服驱动器。

5.一种卷绕倍捻机，其特征在于，包括两个摆动电机、两个摆动伺服驱动器、两个卷绕电机、两个卷绕伺服驱动器、两个锭子电机、两个变频器、两个锭子转速反馈装置以及一个控制面板；两个所述摆动伺服驱动器、两个所述卷绕伺服驱动器和两个所述变频器分别通过通讯接口与所述控制面板连接；两个所述摆动伺服驱动器的驱动输出端分别连接到两个所述摆动电机；两个所述卷绕伺服驱动器的驱动输出端分别连接到两个所述卷绕电机；两个所述变频器的驱动输出端分别连接到两个所述锭子电机；两个所述锭子转速反馈装置的信号输出端分别连接到两个所述摆动伺服驱动器的信号输入端。

6.如权利要求5所述的卷绕倍捻机，其特征在于，所述通讯接口是RS485接口。

7.如权利要求5所述的卷绕倍捻机，其特征在于，所述控制面板为包括触摸屏。

8.如权利要求5所述的卷绕倍捻机，其特征在于，所述锭子转速反馈装置为测速传感器，所述测速传感器设置在所述锭子电机连接的转盘上，通过感应适时采集当前所述锭子电机的转速送入所述摆动伺服驱动器。