本发明专利技术提供一种槽筒导纱电子防叠自适应的控制技术，是一种将软件控制结合于槽筒电机控制驱动中的方式。无需根据纱线品种和速度，人工干预给电机控制设定防叠摆速锯齿波参数。它能随时测量槽筒和纱筒的速度，计算转速滑差，按期望的布纱错位量，构成对驱动电机的转速、转速加速度闭环控制，实现对布纱错位量定量控制，能自动地适应不同纱线品种、络纱速度和纱筒直径重量的变化，明显提高纱筒成型质量，并了提高了设备的智能化程度，简化了操作。它适用于各类采用采用槽筒导纱的纱、线、丝等卷绕设备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术技术属工业自动化及电机控制领域，应用属于纺织机械领域， 涉及一种槽筒导纱自适应电子防叠技术。可应用于各类自动络筒机、络筒 机、并纱机等用槽筒传动导纱进行纱线巻绕等纺织机械中。
技术介绍
用络筒机将管纱巻绕成筒纱或用并纱机将单纱并成多股纱，是纺织工 艺中的重要一环，通常都用槽筒摩擦传动纱筒并引导布纱，虽然在筒纱巻 绕过程中，槽筒利用导纱槽布线，使纱线错开位置缠绕，但仍不能全程防 止叠纱，当槽筒和纱筒转动角频率同步时，纱线轨迹会重合形成堆积，称之为叠纱，叠纱示意图见附图1，直接影响筒纱成型质量，防叠是这类纺织 机械的重要功能要素。当前的常用的防叠方式有两种，即机械防叠和电子防叠。电子防叠与 机械防叠相比，由于结构简单效果好，开始在国内外应用。其基本原理是控制电机驱动槽筒作锯齿状转速变化，电子防叠锯齿状曲线见图2，使摩擦 传动的槽筒和纱筒两者之间打滑，产生滑移，螺旋状的槽筒导纱槽迫使纱 线移位，错开纱线重叠位置，防止了重叠。现有的电子防叠控制技术能根 据槽筒和纱筒转动角频倍数关系，找出在筒纱巻绕过程中叠纱区的分布和 范围，做到了针对性防叠，无须在络纱全过程一直做防叠摆速，称之智能 防叠，其智能程度只是能自动识别叠纱区的进入和脱离，控制电机开始或 结束作锯齿状变速，避免了在非叠纱区作防叠动作。但对防叠质量有决定 影响的锯齿波变速控制，是开环控制，必须针对纱线种类和绕纱转速，依 靠人工设定槽筒速度摆动锯齿波的周期、上升沿、幅度三个参数(以下简称 锯齿波参数)，现有电子防叠锯齿波形放大图见图3,该技术方案存在一些 缺陷 一是当纱线种类、绕纱转速改变了，需要通过有经验的工艺员开车 络纱，用肉眼观察，经反复摸索调整，需要几天时间才能调试出仅适合该 条件的较合适的锯齿波参数。二是在该条件下即便已经设定好锯齿波参数，工作时随着巻绕进行，纱筒直径和重量不断加大，造成惯量和摩擦面也不 断加大，随纱管退绕张力加大造成转速不断下降，使已设定的锯齿波参数 变得不合适了，不能满足全程需要，会产生不同程度的叠纱，造成下一道 工序筒纱退绕张力不均匀或断纱，三是人工设定带有一定的盲目性，如果 参数调整过当、摆幅过高或条件变化过大，防叠过当纱线甩出端面产生蛛 网纱，蛛网纱示意图见附图4，造成筒纱报废。目前已有的电子防叠技术， 受使用人员技术水平和巻绕过程纱筒变化的影响，无法始终处于最佳防叠 状态，纱筒成型质量尚有很大的提升空间。
技术实现思路
本专利技术提供了一种槽筒导纱自动适应电子防叠装置及方法，它可以解 决现有技术存在的上述问题，如由于纱线种类不同、绕纱转速变化，需要 通过有经验的工艺员开车络纱反复摸索、验证重新调整，才能调试出仅适 合该条件的较合适的曲线，而且随着巻绕进行，纱筒直径和重量不断加大 造成惯量和摩擦面也不断加大，随纱管退绕张力加大造成转速不断下降， 使已设定的曲线变得不合适了 ，不能满足全程需要，以及出现蛛网纱等问 题。为实现本专利技术所述目的，本专利技术发现了防叠动作相关参量之间的关系， 建立了数学模型，推导出了数学关系式布纱错位量=槽筒即时转速-纱筒即时转速x (纱筒络纱转速/槽筒络纱转速)x槽筒每圈导程/槽筒络纱转速(公式l);布纱错位量巻绕时纱线沿纱筒轴向往返一周，在靠近端面的相邻折 返位置中心点的4晉开间隔mm;槽筒即时转速 纱筒即时转速 槽筒络纱转速 纱筒络纱转速 槽筒每圈导程槽筒锯齿摆速时，随时检测的转速； 纱筒响应锯齿摆速时，随时^r测的转速； 槽筒锯齿摆速之前，正常络纱时的转速； 槽筒锯齿摆速之前，对应的正常络纱时的转速； 槽筒每周导纱行程mm;公式(1 )中括号内的各项计算结果时是，在电机作锯齿状变速驱动下，槽筒突然加减速，纱筒由于惯量影响来不及响应，造成摩擦传动打滑，线 速度不同步由此形成的两者间的转速变化量，即槽筒即时转速和纱筒即时转速的转速滑差，用下公式表示转速滑差=槽筒即时转速-纱筒即时转速x(纱筒络纱转速/槽筒络纱转速)(公式2)，正负符号与正负加速度相对应；转速滑差槽筒加减转速造成与纱筒摩擦传动打滑，与此对应的转速 变化量r/min;为了明确分析参量之间的关系将公式(1)简化为布纱错位量=转速滑差x槽筒每圏导程/槽筒络纱转速 (公式3 );公式表明的结论是公式中布纱错位量是目标值，槽筒每圈导程是系 数，只有槽筒转速和转速滑差两个变量，说明了在做防叠锯齿状摆速时， 如果针对槽筒即时转速，控制槽筒和纱筒的转速滑差，也就控制了巻绕时 相邻两次布纱的错位间隔，能对防叠动作进行精确控制。本专利技术根据公式U )证明的理论，提出新的防叠控制方法是电机控 制系统随时检测槽筒和纱筒的转速，计算转速滑差作反馈量与预置的给定 转速滑差比较，再控制槽筒驱动电机的防叠锯齿状摆速的正负转速加速度 和转速幅度，构成对电机转速与滑差的闭环控制，实现了对相邻两次布纱 错位间隔的控制，闭环控制方块图见附图7。所有控制参数由槽筒转速传 感器和筒纱转速传感器感知并通过公式运算获得，最显著的外部特征是在 络纱工艺中，不用人工设定或改变任何防叠参数。控制所需要的给定转速滑差，与预期的防叠布纱错位量(通常为2 — 10mm)相对应，据公式3变形求出给定转速滑差二布纱错位量x槽筒络纱转速/槽筒每圏导程(公式4 )， 正负符号与正负加速度相对应。控制中需要的滑差反馈量由随时测量得的槽筒和纱筒的转速按公式 (2)计算。为了达到解决上述技术问题的目的，本专利技术的技术方案是， 一种采用 自适应控制的槽筒导纱电子防叠装置，包括控制器和与其相连的槽筒电机、槽筒转速传感器、纱筒转速传感器，其中，槽筒转速传感器和纱筒转速传 感器分别对槽筒和纱筒的转速进行实时检测，并将检测到的槽筒即时转速 和纱筒即时转速实时传输给所述的控制器；其特征在于，所述控制器将接收到的槽筒即时转速和纱筒即时转速代入即时转速滑差公式即时转速滑差=槽筒即时转速-纱筒即时转速x (纱筒络纱转速/槽筒络纱转速); 其中，槽筒即时转速槽筒锯齿摆速时，随时检测的转速； 纱筒即时转速纱筒响应锯齿摆速时，随时检测的转速； 槽筒络纱转速槽筒锯齿摆速之前，所检测的正常络纱时的转速； 纱筒络纱转速槽筒锯齿摆速之前，所测的对应正常络纱时的转速； 求出即时转速滑差，并将其作为闭环控制反馈量与给定转速滑差进行 比较，根据其差值输出修正量，改变槽筒电机转速，使反馈的即时转速滑 差向给定转速滑差趋近或达到相同值，以获得预期的转速滑差；其中，给 定转速滑差通过下述公式求得给定转速滑差=布纱错位量x槽筒络纱转速/槽筒每圈导程；布纱错位量巻绕时纱线沿纱筒轴向往返一周，在靠近端面的相邻折 返位置中心点的错开间隔，由程序预先给定；槽筒每圈导程槽筒每周导纱行程。所述控制器将给定转速滑差作为闭环控制的给定量，将即时转速滑差 作为闭环控制的反馈量，将给定转速滑差和即时转速滑差反馈量进行比较， 通过数字PID调整，控制电机改变锯齿状转速变化的正负加速度和速度摆 动幅度，使即时转速滑差向给定转速滑差趋近或达到相同值，以获得预期 的转速滑差，完成定量错位的防叠控制。所述控制器采用单一的电机变频控制器实现，或由上位控制机与变频 控制器组合实现。所述的电机变频控制器采用DSP、 MCU、 PLC或CPLD控制器实现。预置给定转速滑差本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用自适应控制的槽筒导纱电子防叠装置，包括控制器和与其相连的槽筒电机、槽筒转速传感器、纱筒转速传感器，其中，槽筒转速传感器和纱筒转速传感器分别对槽筒和纱筒的转速进行实时检测，并将检测到的槽筒即时转速和纱筒即时转速实时传输给所述的控制器；其特征在于，所述控制器将接收到的槽筒即时转速和纱筒即时转速代入即时转速滑差公式：即时转速滑差＝槽筒即时转速－纱筒即时转速×（纱筒络纱转速／槽筒络纱转速）；其中，槽筒即时转速：槽筒锯齿摆速时，随时检测的转速；纱筒即时转速：纱筒响应锯齿摆速时，随时检测的转速；槽筒络纱转速：槽筒锯齿摆速之前，所检测的正常络纱时的转速；纱筒络纱转速：槽筒锯齿摆速之前，所测的对应正常络纱时的转速；求出即时转速滑差，并将其与给定转速滑差进行比较，根据其差值输出修正量，改变槽筒电机转速，使即时转速滑差向给定转速滑差趋近或达到相同值，以获得预期的转速滑差；其中，给定转速滑差通过下述公式求得：给定转速滑差＝布纱错位量×槽筒络纱转速／槽筒每圈导程；布纱错位量：卷绕时纱线沿纱筒轴向往返一周，在靠近端面的相邻折返位置中心点的错开间隔，由程序预先给定；槽筒每圈导程：槽筒每周导纱行程。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄福庭，
申请(专利权)人：黄福庭，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。