一种电子往复式多级精密卷绕控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电子往复式多级精密卷绕控制方法，横动电机采用小惯量步进电机，通过基于一族S曲线的高性能多细分矢量控制技术驱动导纱器高速、平稳运行，精确到边。上述S曲线根据第i级精密卷绕导纱器每分钟目标往复次数、设定斜率、加速度和加减速时间确定所包含的段数m（m=5/7），典型的S曲线包含加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段。相对于伺服电机方案，本发明专利技术降低了卷绕设备成本，避免了横动电机往复运动过程中出现的冲击、失步和超调现象，使横动电机运行更平稳、高效、发热量小，提高电机使用寿命，明显改善卷装边缘密度过大现象，可获得密度均匀、具有高速退绕性能的优良卷装，适于产业化。

An Electronic Reciprocating Multi-stage Precision Winding Control Method

The invention discloses an electronic reciprocating multi-stage precision winding control method. The transverse motor adopts a small inertia stepping motor, and drives the yarn guide to run at high speed and steadily through a high-performance multi-subdivision vector control technology based on a family of S curves, so as to reach the edge accurately. According to the target reciprocating times per minute, setting slope, acceleration and acceleration and deceleration time of stage I precision winding guide, the S curve is defined as the number of segments m (m=5/7). The typical S curve includes acceleration, uniform acceleration, deceleration, acceleration and deceleration segments. Compared with the servo motor scheme, the invention reduces the cost of winding equipment, avoids the impact, out-of-step and overshoot phenomena occurring in the reciprocating motion of the transverse motor, makes the transverse motor run more smoothly, efficiently, has less heat, improves the service life of the motor, obviously improves the phenomenon of excessive edge density of the winding, and obtains excellent winding with uniform density and high speed unwinding performance. Suitable for industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种电子往复式多级精密卷绕控制方法
本专利技术涉及纺织领域的导纱控制技术，特别是一种电子往复式多级精密卷绕控制方法。
技术介绍
纺织工程中，纱线卷绕成型是纺织品生产工程中的一项关键工艺技术。目前，纺织工程领域高档络筒设备，如松式络筒机、并纱机、加弹机等卷绕机构的控制均采用电子往复式多级精密卷绕技术，可实现高速、高效、高容量和高质量的纱筒卷装，满足后道工序高速退绕以及染色等的要求。多级精密卷绕在卷绕过程中，卷绕比（每分钟纱筒转速和横动导纱器往复次数的比值）随着卷装直径的增大呈阶梯式下降，在每个卷绕阶段内卷绕比恒定，卷绕角在小范围(）内变化。电子往复式多级精密卷绕技术通过实时控制决定纱筒转速的卷绕电机和决定导纱器往复频次的横动电机实现各个精密卷绕阶段的卷绕比恒定，其中横动电机不仅需要实现高速频繁换向，而且需达到快速、平稳运行，精确到边，是电子往复式多级精密卷绕技术的核心。目前，瑞士SSM公司和意大利Fadis公司拥有采用该技术的产业化络筒设备，其中横动电机采用超小惯量步进电机，因设备需求量日益增加，国内一些络筒设备制造商不断尝试开发采用该技术的络筒机，现有文献资料显示，国内开发的络筒设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电子往复式多级精密卷绕控制方法，其特征在于，所述的控制方法适用于包括控制纱筒卷绕转速的带位置编码器的卷绕电机、用于控制导纱器往复运动的带位置编码器的横动电机、用于控制纱线卷绕张力的带位置编码器的超喂电机、超喂罗拉、导纱器、张力传感器、直径传感器、步进张力器、断纱感应器、剪刀、开关、上位机、单锭控制器以及决定纱路的各部分组成的卷绕系统；所述单锭控制器包括带位置编码器的卷绕电机、横动电机、超喂电机和步进张力器的驱动模块和控制模块、信号输入输出模块、通信模块、保护模块、掉电存储模块和电源模块；所述单锭控制器与卷绕电机、横动电机、超喂电机、卷绕电机编码器、横动电机编码器、超喂电机编码器、张力传感器...

【技术特征摘要】
1.电子往复式多级精密卷绕控制方法，其特征在于，所述的控制方法适用于包括控制纱筒卷绕转速的带位置编码器的卷绕电机、用于控制导纱器往复运动的带位置编码器的横动电机、用于控制纱线卷绕张力的带位置编码器的超喂电机、超喂罗拉、导纱器、张力传感器、直径传感器、步进张力器、断纱感应器、剪刀、开关、上位机、单锭控制器以及决定纱路的各部分组成的卷绕系统；所述单锭控制器包括带位置编码器的卷绕电机、横动电机、超喂电机和步进张力器的驱动模块和控制模块、信号输入输出模块、通信模块、保护模块、掉电存储模块和电源模块；所述单锭控制器与卷绕电机、横动电机、超喂电机、卷绕电机编码器、横动电机编码器、超喂电机编码器、张力传感器、直径传感器、步进张力器、断纱感应器、剪刀、开关、上位机直接相连。2.基于权利要求1所述卷绕系统，其特征在于，所述卷绕电机可以是交流异步电机、直流无刷电机和永磁同步电机中的任一种类型。3.基于权利要求1所述卷绕系统，其特征在于，所述横动电机可以是小惯量步进电机或者超小惯量步进电机中的任一种类型。4.基于权利要求1所述卷绕系统，其特征在于，所述横动步进电机采用高性能多细分矢量控制技术。5.基于权利要求1所述卷绕系统的电子往复式多级精密卷绕控制方法，其特征在于，所述控制方法提供了一种基于一族S曲线的横动步进电机往复运动控制技术。6.基于权利要求5所述控制方法，其特征在于，卷装的每一级精密卷绕对应一条S曲线，即一个包含N级精密卷绕的卷装由一族（N个）S曲线组成，如果N=1，多级精密卷绕退化成精密卷绕，本发明也包含N=1的精密卷绕。7.基于权利要求5所述控制方法，其特征在于，横动步进电机往复运动1次指横动步进电机驱动的导纱器从一侧换向点A到另一侧换向点D，再回到换向点A的过程；换向点A和换向点D之间的距离等于横动动程；所述横动步进电机往复运动1次包含2个完全相同且加减速区对称的S曲线；所述S曲线，典型值由七段组成，分别是加加速段、匀加速段、减加速段、匀速段、加减速段、匀减速段和减减速段。8.基于权利要求6所述控制方法，其特征在于，每级精密卷绕对应的S曲线可以由5段或者7段组成，根据多级精密卷绕工艺计算出的卷装各级精密卷绕阶段横动步进电机理想往复运动次数nHGi、设定横动步进电机加速度aGi、S曲线加减速段的斜率kGi（其中，i是精密卷绕的级数i=[1,N],i为整数）以及加减速时间T确定S曲线的组成段数m（m=5/7）；所述S曲线的特征在于，在保证横动步进电机不失步和不堵转情况下使加减速时间尽量短，匀速时间尽量长；所述根据多级精密卷绕工艺计算出的卷装各级精密卷绕阶段横动步进电机往复运动次数nHGi是由各级卷绕电机转速nJGi和对应卷绕比Ji的比值确定的，函数表达式为：nHGi=nJGi/Ji。9.基于权利要求5所述电子往复式多级精密卷绕控制方法，其特征还在于，所述基于一族S曲线的横动步进电机往复运动控制技术包括以下步骤：S1.系统上电，横动步进电机2驱动导纱器21自动寻找并确定相对位置零点；S2.单锭控制器判断多级精密卷绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑艳，姚晓东，
申请(专利权)人：华东理工大学，上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31