PLC控制的全伺服經(jīng)編機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理

1引言

傳統(tǒng)的紡織工業(yè)工藝流程包括纖維、織造、后整理和服裝四個(gè)部分。織造工藝包括機(jī)織、針織、編織和非織造。針織又分為經(jīng)編和緯編。經(jīng)編用一組或幾組平行排列的紗線，于經(jīng)向喂入機(jī)器的所有工作針上，同時(shí)成圈而形成針織物，這種方法稱(chēng)為經(jīng)編，形成的針織物稱(chēng)為經(jīng)編織物 。

我國(guó)的經(jīng)編業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，不斷的結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是近幾年新興地區(qū)經(jīng)編企業(yè)起點(diǎn)高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、規(guī)模效益明顯，高校和科研單位科研力量的注入，以及產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合使我國(guó)的經(jīng)編產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展，正逐步成為世界經(jīng)編工業(yè)的中心。

傳統(tǒng)的經(jīng)編機(jī)多為鏈條式經(jīng)編機(jī)，由于其為機(jī)械主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，沒(méi)有導(dǎo)入電氣傳動(dòng)，造成其以下缺點(diǎn)：織花速度慢，效率低；鏈條機(jī)構(gòu)復(fù)雜，每更換一種花型，需要花費(fèi)較多時(shí)間，且每一花型對(duì)應(yīng)一種鏈塊，這樣更換花型時(shí)間長(zhǎng)，成本高。造成小批量定單失去生產(chǎn)意義；

由于機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，致使復(fù)雜花型無(wú)法在鏈塊機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)。只能生產(chǎn)花型較簡(jiǎn)單的布料，不能滿足越來(lái)越高的要求，目前全伺服經(jīng)編機(jī)已在紡織中漸漸得到應(yīng)用。現(xiàn)在全伺服的經(jīng)編機(jī)在產(chǎn)量，效率，花型多樣性，產(chǎn)品質(zhì)量上都有很好的優(yōu)勢(shì)，因此將成為未來(lái)提花織布的主流。

2 全伺服經(jīng)編機(jī)系統(tǒng)構(gòu)架

2.1系統(tǒng)架構(gòu)（圖1）

i. 系統(tǒng)構(gòu)成

圖1 全伺服經(jīng)編機(jī)電控系統(tǒng)架構(gòu)

2.2系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置參見(jiàn)表1。

表1全伺服經(jīng)編機(jī)電控系統(tǒng)配置
名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量（套） 制造商
觸屏式平板電腦 TPC1260 1 研華
PLC主機(jī) DVP-32EH00T 28 臺(tái)達(dá)
PLC DO模塊 DVP08HN11T 1 臺(tái)達(dá)
PLCDO模塊 DVP08HN11R 1 臺(tái)達(dá)
PLC主機(jī) DVP80EH00T 1 臺(tái)達(dá)
AC伺服馬達(dá)控制器 750W ASD 56 臺(tái)達(dá)

1 控制部份。系統(tǒng)采用DVP80EH00T+DVP08HN00T+ DVP08HN00T+DVP08HN00R系統(tǒng)集成做為主控制器，進(jìn)行橫移信號(hào)的采集，進(jìn)而再同步發(fā)送給各個(gè)分控制器（DVP32EH00T），系統(tǒng)分控制器共有28個(gè)DVP32EH00T，每組分控制器控制兩軸梭節(jié)伺服。分控制器與伺服分別通過(guò)RS485通訊到上位計(jì)算機(jī)上，進(jìn)行監(jiān)控。

2 驅(qū)動(dòng)部份。系統(tǒng)共有56條梭節(jié)，由臺(tái)達(dá)56套ASD-A 750W的伺服進(jìn)行控制，伺服的動(dòng)作根據(jù)織花轉(zhuǎn)換程序事先轉(zhuǎn)換好的存儲(chǔ)在分控制器中花型數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)作。

3 監(jiān)控部份。上位監(jiān)控部份由一臺(tái)研華觸摸式平板電腦TPC-1260，配以監(jiān)控軟件來(lái)完成；同時(shí)電腦上還運(yùn)行織花花型轉(zhuǎn)換程序進(jìn)行花型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與下載。

3全伺服經(jīng)編機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)及工作原理

全伺服經(jīng)編機(jī)主要包括電子送經(jīng)系統(tǒng)、梭節(jié)橫移系統(tǒng)、電子提花系3個(gè)部份構(gòu)成。

3.1電子送經(jīng)系統(tǒng)
電子送經(jīng)系統(tǒng)主要功能在于控制各種紗線的送經(jīng)速度及張力的控制，不至于將紗線送斷，造成斷紗而無(wú)法進(jìn)行織花。該系統(tǒng)主要由3套伺服+PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。

3.2梭節(jié)橫移系統(tǒng)
梭節(jié)橫移系統(tǒng)是由臺(tái)達(dá)PLC，ASD所構(gòu)成的系統(tǒng)，也是本文主要介紹的部份。框架詳見(jiàn)系統(tǒng)框圖。

經(jīng)編機(jī)的梭節(jié)一般有56條或40條,目前最多的是56條。每條梭節(jié)由1個(gè)750W的伺服來(lái)控制。由于控制軸數(shù)太多,故采用分散控制。梭節(jié)橫移系統(tǒng)主要有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):1每個(gè)梭節(jié)橫移的速度及精度。經(jīng)編機(jī)的主軸要求轉(zhuǎn)速達(dá)到400轉(zhuǎn),主軸每轉(zhuǎn)一周橫移要?jiǎng)幼饕幌?/span>,且動(dòng)作時(shí)間只有1/3轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)要完成,否則橫移失敗。

2花型是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。由于織花的花型是由紡織CAD軟件生成的。系統(tǒng)需要將紡織CAD生成的相關(guān)花型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PLC能識(shí)別的數(shù)據(jù),進(jìn)而進(jìn)行梭節(jié)橫移控制。目前系統(tǒng)采用VB編寫(xiě)了一個(gè)花型轉(zhuǎn)換軟件來(lái)完成花型數(shù)據(jù)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的下載。

目前系統(tǒng)采用臺(tái)達(dá)EH系列的PLC作為控制器,利用EH PLC良好的伺服定位功能、豐富的內(nèi)部數(shù)據(jù)資源、與臺(tái)達(dá)伺服的無(wú)縫通訊功能。使得控制與驅(qū)動(dòng)緊密結(jié)合，兩者緊密結(jié)合，使系統(tǒng)控制的更好。

3.3電子提花系統(tǒng)
電子提花系統(tǒng)主要用來(lái)花型的提取，再配合梭節(jié)的橫移以實(shí)現(xiàn)花型的成型。其主要由一個(gè)嵌入式系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)：提花數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換及提花的動(dòng)作控制；執(zhí)行動(dòng)作由3146-4096個(gè)電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于電磁的動(dòng)作響應(yīng)速度較慢，現(xiàn)在慢慢地被動(dòng)作響應(yīng)快的壓電陶瓷所取代。

整個(gè)系統(tǒng)除了控制、驅(qū)動(dòng)外，還有個(gè)良好人機(jī)對(duì)話。這主要由研華的觸摸電腦TPC-1260來(lái)完成，電腦上運(yùn)行監(jiān)控軟件與織花轉(zhuǎn)換程序。

4 監(jiān)控軟件功能設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控

整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控：伺服的運(yùn)行狀態(tài)，PLC、伺服的通訊狀態(tài)，花型運(yùn)行的梭節(jié)號(hào)等等運(yùn)行狀態(tài)。

4.2參數(shù)設(shè)置
完成系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置：機(jī)械參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)。機(jī)械參數(shù)主要是主軸參數(shù)，用來(lái)做橫行追蹤的；運(yùn)動(dòng)參數(shù)主要是給PLC定位控制用的（脈沖頻率，濾波時(shí)間，加減速時(shí)間等等）

4.3工藝裝針
該功能是實(shí)現(xiàn)梭節(jié)的初始裝針。
4.4故障處理
主要用來(lái)進(jìn)行伺服報(bào)警的故障處理及斷紗的處理。
4.5盤(pán)頭控制
主要用來(lái)監(jiān)控電子送經(jīng)部份的。
4.6用戶管理
用來(lái)設(shè)置相關(guān)的操作權(quán)限及密碼的設(shè)定。
4.7幫助
對(duì)系統(tǒng)的疑問(wèn)可以在幫助中查找答案。

5 結(jié)束語(yǔ)
整套系系統(tǒng)統(tǒng)采用性價(jià)比極高的臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品提供了整體解決方案。在整個(gè)項(xiàng)目的溝通過(guò)程中，解決綜合問(wèn)題比較突出的顯現(xiàn)中達(dá)產(chǎn)品在系統(tǒng)整合上的優(yōu)勢(shì)。