富士伺服系統(tǒng)在紡織業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展
作為現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，伺服系統(tǒng)以其不可替代的作用及優(yōu)良的性能，幾乎遍布社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。其中，伺服系統(tǒng)在制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。紡機(jī)自動(dòng)化是提高生產(chǎn)效率的重要手段伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，我國(guó)的紡織機(jī)械行業(yè)也得到了迅猛發(fā)展；隨著人們審美意識(shí)增強(qiáng)和生活水平的提高，高檔色織產(chǎn)品愈加受到人們喜愛。不僅僅真絲綢，化纖絲、人造絲、混紡紗和棉紗等也可采用色絲織造，這就促使紗筒染色工藝在色織行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。一般紗筒染色前需要將外購(gòu)的坯紗絡(luò)成適合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，因此松式精密絡(luò)筒機(jī)的需求日益增加。
由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇要求生產(chǎn)靈活性增加，要求設(shè)備能生產(chǎn)多品種的產(chǎn)品并能迅速更換工藝，紡織行業(yè)在很多機(jī)型上使用了伺服和步進(jìn)產(chǎn)品，主要用于張力控制，在紡機(jī)中的精梳機(jī)、粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)、并條機(jī)、捻線機(jī)，織機(jī)中的無梭織機(jī)和印染設(shè)備上的應(yīng)用量最大。細(xì)紗機(jī)的集體落紗和電子凸輪用到伺服電機(jī)，但是并非標(biāo)準(zhǔn)配置，對(duì)于用戶而言是可選功能，在2003年只有不到4%的細(xì)紗機(jī)選用了伺服電機(jī)。精梳機(jī)、粗紗機(jī)、并條機(jī)、捻線機(jī)都開始使用伺服產(chǎn)品來控制張力，只不過使用的比例還是非常低，不超過20%。無梭織機(jī)的電子選緯、電子送經(jīng)、電子卷取也用到伺服和步進(jìn)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于噴氣織機(jī)和劍桿織機(jī)。另外，紡織產(chǎn)品的染整工序也會(huì)使用到伺服產(chǎn)品，尤其是在印染設(shè)備上會(huì)使用到類似印刷行業(yè)的高端運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品。與變頻器不同的是，伺服和步進(jìn)產(chǎn)品在化纖行業(yè)的應(yīng)用極少，只在個(gè)別生產(chǎn)設(shè)備和一些試驗(yàn)設(shè)備上使用。
富士伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的優(yōu)勢(shì)
紡織機(jī)械上應(yīng)用伺服控制技術(shù)是為了提高設(shè)備的性能和生產(chǎn)效率，滿足高精度控制的要求。目前，成本是運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品在本行業(yè)大量使用的最主要的障礙。對(duì)用戶而言，使用帶伺服的紡織機(jī)械的一次性投資要高出很多，大多數(shù)紡織企業(yè)寧愿多購(gòu)買幾臺(tái)低端設(shè)備以增加產(chǎn)能，只有對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的企業(yè)會(huì)選用帶伺服的高端產(chǎn)品。但是，相對(duì)而言紡織機(jī)械對(duì)伺服控制產(chǎn)品的技術(shù)要求較低，對(duì)精確度和響應(yīng)速度的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)床加工行業(yè)。因此，價(jià)格成為國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械制造廠家的首要參考標(biāo)準(zhǔn)。很多伺服控制廠家開發(fā)出專用的伺服控制驅(qū)動(dòng)和電機(jī)，有些比較具有規(guī)模的紡織機(jī)械廠家也自行研發(fā)專用于紡織機(jī)械的伺服驅(qū)動(dòng)，這樣既滿足應(yīng)用要求，又降低成本。
盡管目前本行業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品的使用比例較低，但是運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品在紡機(jī)上的大量應(yīng)用是發(fā)展的趨勢(shì)。主要的紡機(jī)廠都開發(fā)出或者正在開發(fā)新的產(chǎn)品系列型號(hào)，這些新的型號(hào)屬于原有產(chǎn)品的升級(jí)產(chǎn)品，具有更高的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)精度，易于更換產(chǎn)品品種，產(chǎn)品的品質(zhì)得到提升，并且具有更高的單機(jī)生產(chǎn)能力。在這些產(chǎn)品中，伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)取代了傳統(tǒng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，因此具有非常好的性能和功能。
富士伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展
伺服系統(tǒng)又稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)紡織工業(yè)中紡織機(jī)械伺服應(yīng)用約占國(guó)內(nèi)伺服應(yīng)用總量的8%左右，下面就伺服系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行論述。
隨著紡紗生產(chǎn)要求的不斷提高，在并條機(jī)上應(yīng)用自調(diào)勻整技術(shù)己顯得十分重要，這能自動(dòng)有效地檢測(cè)喂入紗條長(zhǎng)短片段條干的不勻，可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)，從而有效地控制輸出紗條的質(zhì)量，但這種控制系統(tǒng)尚有較大的提升空間。通過伺服電機(jī)及數(shù)字化閉環(huán)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了主牽伸無級(jí)調(diào)節(jié)和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，最小牽伸倍數(shù)可在±0.01倍范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，重量控制精度可達(dá)0.05g/(5m)，紗條質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。其先進(jìn)的的電子控制和自動(dòng)化技術(shù)有效地降低了并條機(jī)的功耗和運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲，操作維護(hù)方便，每萬錠運(yùn)轉(zhuǎn)班修機(jī)工可減少4～8人，每年可節(jié)約資金約20萬元。
并條機(jī)采用了計(jì)算機(jī)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、變頻調(diào)速以及傳感器檢測(cè)等先進(jìn)電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開環(huán)控制短片段的全過程自調(diào)勻整和對(duì)紗條的實(shí)時(shí)控制，對(duì)于不同品種在不同速度等條件下試驗(yàn)時(shí)，均能達(dá)到穩(wěn)定控制、勻整效果好，出條質(zhì)量明顯改善的效果，該機(jī)運(yùn)開環(huán)控制的自調(diào)勻整系統(tǒng)控制原理圖如下。
聲、光、電、氣、變頻傳動(dòng)技術(shù)、先進(jìn)的伺服系統(tǒng)等新技術(shù)以及新工藝、新的梳棉理論被大量采用，體現(xiàn)在清梳聯(lián)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)制造中，促使清梳聯(lián)生產(chǎn)線向高產(chǎn)、高速、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性、可靠性，保證了整個(gè)生產(chǎn)流程能夠同步、連續(xù)、平穩(wěn)地運(yùn)行，把棉條長(zhǎng)短片段的不勻率、棉結(jié)含量、生條含雜率都穩(wěn)定控制在一定的范圍內(nèi)，保證了后部生產(chǎn)工序的原料質(zhì)量。目前，生產(chǎn)線設(shè)備，在外觀形態(tài)和內(nèi)在質(zhì)量上，都已有了長(zhǎng)足的發(fā)展，具備了精細(xì)抓棉能力，設(shè)計(jì)更加人性化，有著友好的人機(jī)界面，操作維護(hù)也更加簡(jiǎn)便。
采用了伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化控制，能有效地解決起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、停車過程中多電動(dòng)機(jī)同步控制問題，消除粗紗機(jī)在開關(guān)車過程中紗線易產(chǎn)生的細(xì)節(jié)疵點(diǎn)，同時(shí)取消龍筋平衡重錘和差微齒輪，簡(jiǎn)化保養(yǎng)維修工作，并有利于節(jié)約能源、降低噪聲及振動(dòng)。
伺服系統(tǒng)由控制器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行電動(dòng)機(jī)和傳感器構(gòu)成，主要運(yùn)用在細(xì)紗機(jī)的集體落紗系統(tǒng)，傳統(tǒng)的細(xì)紗機(jī)的錠子、羅拉及鋼領(lǐng)板的升降都靠主電機(jī)傳動(dòng)，主電機(jī)多使用雙速電機(jī)，慢速僅用于啟動(dòng)，高速為正常工作，在紡紗過程中斷頭率高?？删幊绦蚩刂破骷敖涣魉欧刂破骱途W(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在細(xì)紗機(jī)控制上的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，提高了精度，利于穩(wěn)定紡紗張力、減少斷頭和毛羽，大大提高了紡織細(xì)紗機(jī)的生產(chǎn)效率。
伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械自動(dòng)化、數(shù)字化控制系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)前我國(guó)無論是在技術(shù)上還是在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用上都與國(guó)外先進(jìn)水平有著不小的差距，這對(duì)于我們來說謀求先進(jìn)的伺服控制技術(shù)意義重大，因此創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研結(jié)合模式，大力推動(dòng)企業(yè)、高校和科研院所建立緊密的合作關(guān)系，促進(jìn)伺服控制系統(tǒng)更好地應(yīng)用于紡織機(jī)械，提高紡織機(jī)械的性能顯得十分必要和緊迫。
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