倍捻機(jī)紡織行業(yè)中的應(yīng)用

一、傳統(tǒng)的機(jī)械式倍捻機(jī)
由于傳統(tǒng)機(jī)械成型的速度、成型效果、維護(hù)等方面的局限性，近年來很多的紡機(jī)設(shè)備制造企業(yè)都在致力于研發(fā)電子成型倍捻機(jī)，但由于在成型控制精度、防疊繞算法等問題上存在著局限性，實(shí)際設(shè)備投放市場(chǎng)的并不是很成熟。三碁產(chǎn)品的伺服成型電氣控制系統(tǒng)已在市場(chǎng)上大批量銷售，并取得良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
傳統(tǒng)倍捻機(jī)只使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過龍帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)分配到各錠子、卷繞軸和橫動(dòng)擺桿等倍捻機(jī)配件。以機(jī)械傳動(dòng)為主、牢固耐用、技術(shù)門檻相對(duì)較低，是傳統(tǒng)倍捻機(jī)的主要特征。
二、電氣時(shí)代的倍捻機(jī)
隨著控制技術(shù)的發(fā)展，可以采用多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)代替純機(jī)械式的傳動(dòng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械與應(yīng)用的優(yōu)化?，F(xiàn)代電氣控制技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)：
三相異步電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，可用于錠子速度、卷繞速度的控制；錠子速度、卷繞速度的分離控制，使得紗線捻度的控制變得十分簡(jiǎn)便，并可無極調(diào)整卷繞速度，更有利于控制電耗。
永磁同步伺服電機(jī)搭配高精度編碼器，由伺服驅(qū)動(dòng)器控制，實(shí)現(xiàn)快速啟停、高精度定位，可用于橫動(dòng)擺桿的控制。伺服控制橫動(dòng)擺桿，能夠?qū)崿F(xiàn)紗線夾角、卷繞動(dòng)程的任意調(diào)整，還能控制紗線堆疊成特定形狀，以適應(yīng)后續(xù)工藝加工需求。
1、電氣設(shè)計(jì)方案
電氣時(shí)代背景下，三碁針對(duì)倍捻機(jī)設(shè)備，進(jìn)行電氣化的開發(fā)、配置和調(diào)試，包括邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、人機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。在靈活可擴(kuò)展的平臺(tái)上完成合理優(yōu)化自動(dòng)控制解決方案。
方案簡(jiǎn)述
采用高性能通用型伺服系統(tǒng)SDA2，連接絲桿，帶動(dòng)橫動(dòng)擺桿，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)絲。并作為系統(tǒng)的控制核心，集成專用算法，按照工藝要求，控制橫動(dòng)擺桿導(dǎo)絲，同時(shí)進(jìn)行防疊紗、防硬邊、防網(wǎng)紗的處理，高效地解決工藝問題；
使用兩臺(tái)多功能經(jīng)濟(jì)型變頻器S3100，分別驅(qū)動(dòng)主電機(jī)及卷繞電機(jī)。頻率及啟停信號(hào)，由SDA2給定，實(shí)現(xiàn)錠子速度、卷繞速度的控制。
高性能型觸摸屏SPN作為人機(jī)界面，方便機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的觀察及工藝參數(shù)的設(shè)定。
2、伺服成型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

倍捻機(jī)生產(chǎn)中，筒紗的成型質(zhì)量對(duì)后道加工有著重要的影響，紗條卷繞分布要均勻，硬度適中，無凸起等，這就要求紡織設(shè)備的成型機(jī)構(gòu)要具備防疊、防凸等適應(yīng)工藝要求的多種功能。在紗筒的卷取過程中，由于紗筒是由下面的摩擦輥通過摩擦傳動(dòng)的，隨著紗筒卷繞的紗線的增多，其直徑不斷增大，但是摩擦輥的轉(zhuǎn)速是不變的，所以紗筒轉(zhuǎn)速就會(huì)逐漸減少。如果導(dǎo)紗桿橫動(dòng)速度固定，那么經(jīng)過一段時(shí)間后，在紗筒上的多個(gè)位置出現(xiàn)疊紗現(xiàn)象。

如上圖所示為紗筒在卷繞過程中一次來回后的示意圖，A1為導(dǎo)紗方向從左到右時(shí)的起點(diǎn)位置，A2為導(dǎo)紗從右到左時(shí)的終點(diǎn)位置，α為兩次折返點(diǎn)的夾角，假設(shè)經(jīng)過M次導(dǎo)紗后其折返點(diǎn)為AM，AM點(diǎn)與A1的夾角為β，則β=M×α?L×180（L，M為整數(shù)，M>L，且0≤β≤180）
取值L、M使0≤β≤180，當(dāng)β為0時(shí)，AM點(diǎn)回到了A1位置，即紗線進(jìn)行了疊紗。當(dāng)紗筒不斷的卷繞，A1點(diǎn)不斷的發(fā)生重疊，這樣點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)密集而凸起的條紋，就此形成了紗筒的疊紗現(xiàn)象。紗筒的疊紗現(xiàn)象不僅會(huì)使卷繞筒表面出現(xiàn)不平而影響紗筒在卷繞過程中的平穩(wěn)性，使卷取時(shí)紗線出現(xiàn)紊亂，而且會(huì)在下一工序的染色上使紗線染色不均，退紗時(shí)出現(xiàn)斷紗亂紗，因此疊紗現(xiàn)象會(huì)對(duì)紗線在后道工序產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
因此，通過在導(dǎo)紗桿每橫動(dòng)一次后，改變導(dǎo)紗桿的橫動(dòng)速度，并在第M次橫動(dòng)周期后重復(fù)以上運(yùn)動(dòng)，這樣就避免了紗線的疊紗現(xiàn)象。
3、方案優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)大部分紗線企業(yè)面臨著技術(shù)改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)紗線制造廠對(duì)加捻線產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，成型需求多樣化。國(guó)內(nèi)許多廠家已紛紛開始應(yīng)用伺服成型倍捻機(jī)。經(jīng)過電氣化優(yōu)化、升級(jí)，在變頻器和伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，機(jī)械的使用及運(yùn)轉(zhuǎn)得到很大改善：
a、修改工藝參數(shù)方便快捷
加捻不同紗線時(shí)，無需更換龍帶皮帶盤，直接調(diào)節(jié)觸摸屏上的工藝參數(shù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，滿足生產(chǎn)要求，提高成紗質(zhì)量。操作方便快捷，一般擋車工即可完成。
b、具有顯著的節(jié)電效果
變頻器驅(qū)動(dòng)技術(shù)，重點(diǎn)在于其驅(qū)動(dòng)普通三相異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)無極變速的便利性，同時(shí)優(yōu)化電機(jī)功率因素，隨著速度的變化，運(yùn)行電流隨之變化，達(dá)到節(jié)能目的。
c、啟動(dòng)平滑
應(yīng)用交流變頻技術(shù)使機(jī)械能夠平滑啟動(dòng)，設(shè)備啟動(dòng)加速時(shí)間可調(diào)，有效的消除了機(jī)械啟動(dòng)時(shí)的沖擊力，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
d、啟動(dòng)電流小，減少電源設(shè)備容量
e、對(duì)電機(jī)有保護(hù)功能, 降低電機(jī)維修費(fèi)用
變頻器自身設(shè)計(jì)有豐富的電機(jī)保護(hù)功能，在電機(jī)過流、過載、堵轉(zhuǎn)情況下均能有效防止電機(jī)燒毀。