一种超大织机宽格距控制系统及其控制方法技术方案

技术编号:34458839 阅读:23 留言:0更新日期:2022-08-06 17:12
本发明专利技术涉及经编机的技术领域,尤其涉及一种超大织机宽格距控制系统及其控制方法。包括上位机IPC通过TCP端口与控制器BYC连接进行数据交换,控制器BYC连接高精度编码器,控制器BYC还连接主轴控制系统、送经控制系统、横移控制系统、牵拉控制系统和卷布控制系统,通过控制器精准协同控制,可以实现对整个超大织机宽格矩系统的智能控制,该系统只需在上位机PC上进行操作,省去其他各种繁琐操作。省去其他各种繁琐操作。省去其他各种繁琐操作。

【技术实现步骤摘要】
一种超大织机宽格距控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种经编机的控制,尤其涉及一种超大织机宽格距控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]近十年来,超大隔距拉丝经编间隔织物的应用迅速拓宽,该类三维立体间隔织物是由间隔丝连接着上下两个表面、且间隔距离很大的一类新型三维立体结构织物,也被称为经编3D结构织物或拉丝空间布,超大隔距经编间隔织物在间隔丝伸直状态下厚度通常在200~500mm之间或者更大,已成为一种应用潜力巨大和研究价值极高的新型纺织品,国内外需求巨大,迫切需要研究300mm隔距上的专用高速智能化控制高端织造生产设备。
[0003]对于超大隔距经编装备不规则送经要求,现有的双针床经编机间隔纱梳栉摆幅均为机械联动机构,主轴转动一圈即一个横列时,间隔纱梳栉必须前后摆动一次,间隔纱的送经方式就必须是恒速连续的;当双针床经编机织造特殊工艺产品时,需要两个或两个以上横列间隔纱才成圈一次时,间隔纱送经就会不规则送经,传统的恒速连续送经方式就不能应用在这种不规则摆幅的纱线的送经方式,而对于不断更新机械来说,要想准确无误的运行,就需要不断提升对机器的控制系统,针对超大隔距经编装备不规则送经和张力控制技术关键技术就要开发出与之相对应的控制系统。有鉴于此,设计制造出一种能够适用宽隔距双针床经编机的平移式运动成圈控制系统就十分必要。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决上述缺陷,提供一种超大织机宽格距控制系统及其控制方法。
[0005]为了克服
技术介绍
中存在的缺陷,本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:这种超大织机宽格距控制系统包括:上位机IPC:为人机交互界面,其主要功能包含解析纺织物相关参数和工艺文件、设定相应的机器所需功能对应的工作模式、实时显示整个机器和系统的运行情况;控制器BYC:为主要的控制系统,负责高速运算和核心控制、信号采集、检测、对比、维持Modbus串行和EtherCAT通信;高精度编码器:为系统提供机器运行的反馈,以保证伺服驱动单元移动的精确度;主轴控制系统:为机器整体的主驱动轴控制,包含变频器和主轴电机以及辅助电机,采用直驱主轴控制的模式,流程为通过控制器BYC连接变频器,再由变频器连接到主轴电机和辅助电机,当主轴运动时,其他机械轴跟随主轴做跟随运动从而进行对整机的功能控制;送经控制系统:为机器送经部分提供控制,包含多个送经伺服驱动器及送经伺服电机,流程为通过控制器连接到多个伺服驱动器,再由伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器送经部分的驱动控制,选择盘头或罗拉模式,且提供红外断纱检测保护,能够实时检测纱线状态;传统的送经控制只能够匀速的输入纱线,以至于普通的送经控制系统
难以满足所需要求,根据该缺点设计出了独特的偏心轮式辅助协调送经控制运动,在送经的过程中,主控制器配合张力杆的运动轨迹,计算出运动所需纱线的松紧程度,记录下数据的运动趋势,设计出独有的偏心轮式运动凸轮曲线,带动送经伺服驱动器进行变速的送经运动。
[0006]横移控制系统:为机器横移部分提供控制,包含多个横移伺服驱动器及横移伺服电机,流程为通过控制器连接到多个伺服驱动器,再由伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器横移部分的驱动控制,对用户所下载的工艺文件解读运行,生成各个梳栉的电子凸轮运动曲线,下发到对应的伺服驱动器上,驱动伺服电机跟随主轴做电子凸轮曲线运动。
[0007]牵拉控制系统:为机器牵拉部分提供控制,包含牵拉伺服驱动器及牵拉伺服电机,流程为通过控制器连接到多个伺服驱动器,再由伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器牵拉部分的驱动控制;牵拉伺服驱动器根据主控制器从上位机读到的参数设置及计算的牵拉伺服电机齿轮比分子m
q
和牵拉电机转速V
q
数据进行实时的动态调整控制运动,从而控制布匹的密度均匀性控制。
[0008]卷布控制系统:为机器卷布部分提供控制,包含卷布伺服驱动器及卷布电机,流程为通过控制器连接到多个卷布伺服驱动器,再由卷布伺服驱动器连接到对应的卷布电机上进行对机器卷布部分的驱动控制,该系统完成了大隔距重织物梯度张力中心卷取的控制技术,为主控制器中通过系列参数及内部计算,采用梯度张力、锥度系数控制技术,并依据织物卷布半径在生产过程中不断加大,张力随着卷布织物的半径增大而逐渐减小,采用了独特的扭力值计算公式。得出用于维持梯度张力中心卷曲的数据,下发至卷取伺服驱动器当中,有效解决了常规摩擦卷取A、B面张力不均匀的难题,提高了坯布在卷绕过程中A、B面拉丝工艺的整齐度,最终实现了厚织物的卷绕。
[0009]上位机IPC通过TCP端口与控制器BYC连接进行数据交换,控制器BYC连接高精度编码器,控制器BYC还连接主轴控制系统、送经控制系统、横移控制系统、牵拉控制系统和卷布控制系统,所述主轴控制系统连接变频器,变频器连接主轴电机,送经控制系统连接送经伺服驱动器,送经伺服驱动器连接送经电机,横移控制系统连接横移伺服驱动器,横移伺服驱动器连接横移电机,牵拉控制系统连接牵拉伺服驱动器,牵拉伺服驱动器连接牵拉电机,卷布控制系统连接卷布伺服驱动器,卷布伺服驱动器连接卷布电机;所述上位机IPC的人机交互界面包括主界面、工艺文件、横移手动、送经手动、送经量调整、更换盘头、运行信息和系统参数的设置区。
[0010]根据本专利技术的另一个实施例,进一步包括所述上位机IPC是采用配备Win11系统的工业级平板电脑,内部采用A83T工业级主板,八核驱动主频2GHz,内存EMMC为8G可拓展,可实现联网,数据计算传输,文件转移储存,在线编辑设计等功能同时拥有Team Viewer、Zion、Pascal等软件还满足客户所需拓展其他辅助软件的多种需求。可支持工程师在线联网,远程控制解决系统所出现问题,能够最大限度快捷服务客户;人机交互界面为我研发部门基于The C++ Programming、Microsoft Visual C++ 6.0、Java等多种平台所自行设计编译而成,满足多种客户需求,能够完成对系统的工艺设置、参数解析、实时状态显示、数据调控、安全保护等多种功能,配有主要参数保护系统,防止人员误操作损坏织机。
[0011]根据本专利技术的另一个实施例,进一步包括所述控制器BYC采用双核A9 Xilinx的
ZYNQ7000平台、主频1G,主板上采用80MHz DSP56303 Turbo PMAC2 型CPU,256K*24的用户静态随机存取存储器,1M*8的闪存为用户做备份或存储固件,100Mbps 的网口通讯 ,通过IPD

CMM 软件开发流程开发,支持最多达 64 轴的运动控制,采用优化的网络通讯协议实现实时的运动控制,支持编码器位置测量、支持硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出,具备程序加密手段;控制器BYC内部程序基于C++平台设计,该程序能够做到对上位机IPC下发的参数指令进行整理,放入设计的框架中,通过内部公式计算、逻辑判断、指令选择、逻辑循环、命令缓存的方式向各个伺服驱动器进行控制,从而带动各个电机本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大织机宽格距控制系统,其特征在于,包括:上位机IPC:为人机交互界面,包含解析纺织物相关参数和工艺文件、设定相应的机器所需功能对应的工作模式、实时显示整个机器和系统的运行情况;控制器BYC:为主要的控制系统,负责高速运算和核心控制、信号采集、检测、对比、维持Modbus串行和EtherCAT通信;高精度编码器:为系统提供机器运行的反馈,以保证伺服驱动单元移动的精确度;主轴控制系统:为机器整体的主驱动轴控制,包含变频器和主轴电机以及辅助电机,采用直驱主轴控制的模式,流程为通过控制器BYC连接变频器,再由变频器连接到主轴电机和辅助电机,当主轴运动时,其他机械轴跟随主轴做跟随运动从而进行对整机的功能控制;送经控制系统:为机器送经部分提供控制,包含至少1个送经伺服驱动器及送经伺服电机,流程为通过控制器BYC连接到至少1个送经伺服驱动器,再由送经伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器送经部分的驱动控制,选择盘头或罗拉模式,且提供红外断纱检测保护,能够实时检测纱线状态;横移控制系统:为机器横移部分提供控制,包含至少1个横移伺服驱动器及横移伺服电机,流程为通过控制器BYC连接到至少1个伺服驱动器,再由伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器横移部分的驱动控制,对用户所下载的工艺文件解读运行,生成各个梳栉的电子凸轮运动曲线,下发到对应的伺服驱动器上,驱动伺服电机跟随主轴做电子凸轮曲线运动;牵拉控制系统:为机器牵拉部分提供控制,包含牵拉伺服驱动器及牵拉伺服电机,流程为通过控制器连接到至少1个伺服驱动器,再由伺服驱动器连接到对应的伺服电机上进行对机器牵拉部分的驱动控制;卷布控制系统:为机器卷布部分提供控制,包含卷布伺服驱动器及卷布电机,流程为通过控制器连接到至少1个卷布伺服驱动器,再由卷布伺服驱动器连接到对应的卷布电机上进行对机器卷布部分的驱动控制;上位机IPC通过TCP端口与控制器BYC连接进行数据交换,控制器BYC连接高精度编码器,控制器BYC还连接主轴控制系统、送经控制系统、横移控制系统、牵拉控制系统和卷布控制系统,所述主轴控制系统连接变频器,变频器连接主轴电机,送经控制系统连接送经伺服驱动器,送经伺服驱动器连接送经电机,横移控制系统连接横移伺服驱动器,横移伺服驱动器连接横移电机,牵拉控制系统连接牵拉伺服驱动器,牵拉伺服驱动器连接牵拉电机,卷布控制系统连接卷布伺服驱动器,卷布伺服驱动器连接卷布电机;所述上位机IPC的人机交互界面包括主界面、工艺文件、横移手动、送经手动、送经量调整、更换盘头、运行信息和系统参数的设置区。2.如权利要求1所述的一种超大织机宽格距控制系统,其特征在于:所述上位机IPC是采用配备Win11系统的工业级平板电脑,内部采用A83T工业级主板,八核驱动主频2GHz,内存EMMC为8G可拓展,上位机内部控制系统基于The C++ Programming、Microsoft Visual C++ 6.0、Java的平台应用基础上自行编译形成完整的系统控制界面,在控制界面上设有工艺设置、参数解析、实时状态显示、数据调控、安全保护功能。3.如权利要求1所述的一种超大织机宽格距控制系统,其特征在于:所述控制器BYC采用双核A9 Xilinx的ZYNQ7000平台、主频1G,主板上采用80MHz DSP56303 Turbo PMAC2 型
CPU,256K*24的用户静态随机存取存储器,1M*8的闪存,100Mbps 的网口通讯 ,通过IPD

CMM 软件开发流程开发,控制器BYC内部程序基于C++平台设计。4.如权利要求1所述的一种超大织机宽格距控制系统的控制方法,其特征在于,该控制方法包括:第一步、打开上位机IPC,进入人机交互界面:a、点击人机交互界面上的主界面,在界面上输入主轴转速设定,该输入设有保护限制,超出安全设定范围会自动提示警告,输入后该数据自动下发至控制器BYC,控制器BYC通过读取参数,将数据设置为Speed,并由此自动计算出其他轴速度,保存入控制器BYC寄存器中,通过数据解析,将信号发送给变频器,由变频器接受信号,实现对主轴电机转速和各种参数控制;在界面上输入长度设定,输入后自动下发至控制器BYC,控制器BYC接收数据,存入寄存器中,在生产布长时,如若检测长度达到设定长度就驱动主轴电机停止、自动停机,如若没有、机器自动运行;b、点击人机交互界面上的工艺文件界面,输入生产所需工艺文件,点击下载工艺,工艺文件通过解码下发至控制器BYC,控制器BYC对文件进行解析,检查是否有误,自行判断工艺和梳栉是否在安全位置,如若无误,数据分析后自动将数据生成TABLE表,根据TABLE表形成每一个梳栉的电子凸轮运动曲线,下发到每个横移伺服驱动器中,横移伺服驱动器接收信号,机器运行根据TABLE表上生成的数据跟随主轴做出电子凸轮曲线动作;c、点击人机交互界面上的送经手动界面,进入该界面后根据用户需求,选择所需使用的送经轴配置,点击所需使用的送经轴,数据下发至控制器BYC,控制器BYC接受信号,将需要使用的送经轴信号下发给对应的伺服驱动器,各个伺服驱动器接收信号,开启参数读写,准备下发给各个电机,不使用的驱动器没有收到信号,自动关闭参数读写,不下发给伺服电机;进入该界面后还可以选择手动操作模式,打开手动操作开关,自动弹出手动操作界面,在对应操作的送经轴上,输入手动速度,自动保存,下发至控制器BYC,在界面上点击对应操作轴,选择前进、后退操控点击;d、点击人机交互界面上的横移手动界面,进入该界面后根据用户需求,选择所需使用的横移轴配置,点击所需使用的横移轴,数据下发至控制器BYC,控制器BYC接受信号,将需要使用的横移轴信号下发给对应的伺服驱动器,伺服驱动器接收信号,开启参数读写,准备下发给伺服电机,不使用的驱动器没有收到信号,自动关闭参数读写,不下发给伺服电机;进入该界面后还可以选择手动操作模式,打开手动操作开关,自动弹出手动操作界面,在对应操作的横移轴上,输入移针量,其中1针为100丝,1丝为0.01毫米,自动保存,下发至控制器BYC,在界面上点击对应操作轴,可选择前进、后退操控点击;e、点击人机交互界面上的送经量调整界面,设定上述c步骤中点击使用的送经轴送经量,其中送经量为主轴每转480圈对应送的纱量,输入后自动保存,在该界面可选择EBA/EBC模式切换;f、点击人机交互界面上的更换盘头界面,设定上述c步骤中点击使用的送经轴盘头信息,包括内周长、外周长、总圈数,其中内周长为盘头轮中最小直径 ,外周长为盘头轮中最大直径,总圈数为盘头轮上纱线所缠绕圈数,设定完后点击确定修改,修改的数据下发至控制器BYC,控制器BYC根据计算公式计算出盘头已用圈数、剩余圈数、当前周长、剩余长度、剩余时间,所述计算公式包括:盘头已用圈数= (本次采样位置

前次采样位置+电机累计脉
冲)/电机编码器分辨率/减速比;剩余圈数=总圈数

盘头已用圈数;当前周长=剩余圈数/总圈数x (外周长
...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈逸陈南梁江飞
申请(专利权)人:常州市赛嘉机械有限公司
类型:发明
国别省市:

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