全智能高速卷绕头控制系统设计

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1、全智能高速卷绕头控制系统设计第一章绪论1.1研究背景到2006年，日本TMT公司ATi系列筒管夹头长度1150mm、1380mm的20头、20头和24头双胞胎卷绕头；德国巴马格公司i-QOON系列筒管夹头长度1200mm、1380mm的20头、24头双胞胎卷绕头已经实现了批量生产。双胞胎卷绕头的应用实现了在保证大卷装的情况下的多头纺丝。双胞胎卷绕头一个显著的优点是节省安装空间，节约了基建与设备总投资和生产成本，节省了公用工程的消耗量，在保证卷装0430mmx95mm的情况下，很方便地实现了20头P位、24头P位纺丝。双胞胎卷绕头的缺点

2、是在纺丝过程中如果有一根丝断头,整个卷绕头就要重新生头,满卷率相对比较低，对卷绕头的运行稳定性要求更高。另外，由于2台卷绕头固定在一起，结构很紧凑，维修保养不方便。2007年德国巴马格公司推出的新机型，将i-QOON系列双胞胎卷绕头拆分，单台卷绕头的宽度小于700mm，在1400mm的位距内，摆放2台卷绕头，上面共有一对导丝盘，2台卷绕头可以同时生头，也可以先后生头。克服了双胞胎卷绕头的缺陷,既提高了产量，保养维修也比较方便。1.2PKV298-150型卷绕头简介PKV298-150型卷绕头是上海太平洋机电开发的新一代全自动高速卷绕头

3、，可用于高速纺丝机，纺丝牵伸机的丝束卷绕，适用于涤纶等合成纤维的生产。该产品设计卷绕速度为2500-5500m/min，卷绕速度控制精度为士0.15%，卷绕时有三种防叠方式可选择，分别为横动速度摆频卷绕，RFR(无叠圈不规则卷绕)和SPT公司后推出的Ati系列卷绕头，中丽制机的BODBUS协议。该系统的控制核心是DSP处理单元，主要负责信号处理和发出控制命令。根据工艺设计和控制要求，电气系统主要完成操作逻辑，工艺参数计算，电机驱动控制等功能。通过操作面板将命令传送到DSP处理器，处理器根据当前机器状态发出指令，通过气缸或电机驱动相应的

4、机械部件完成动作。该系统采用定制化集成的DSP电气控制板，区别于通用型PLO驱动器的控制方案，控制系统更加精简，在满足控制要求的基础上大大节约了电气成本。其定制化集成主要体现在以下几方面：1)整套系统控制板由统一的整流单元供电（动力电和控制电），无需额外电源；2)将控制核心直接放在DSP处理单元上，可以选择性的对硬件底层接口进行编程，结构更加精简，处理速度更快；3)将通用型变频器的核心功能定制化集成到控制板上，如只保留了V/f和矢量控制方式及一些简单的参数设置，其他参数被固化下来。第三章卷绕控制逻辑..........193.1卷绕控

5、制流程.........193.1.1初始复位状态.........193.1.2生碰制.........193.1.3卷绕控制.........203.1.4自动切换和手动切换.........213.2卷绕锭轴速度控制.........213.3防叠控制.........233.3.1摆频锯齿波R/min，卷绕角为5.5°,卷绕过程机器运行平稳，在此过程做了相关的数据采集，主要是丝饼的实际直径，根据实际直径预测的下一个周期丝饼的直径，锭轴转速和摩擦辊转速，经过高速卷绕成型后的丝饼的品质指标包括外观指标和物理指标两项，外观指

6、标是利用目测的方法对每一个丝饼来进行检验，在3165m/min卷绕速度下生产的实际丝饼外观平滑，均匀性好，端面和表面平整，没有凸肩，表面低不褪色，卷绕张力稳定，没有出现毛丝、断头、尾巴丝、蛛网丝、油污丝等不良丝卷品质，整个丝饼色泽均匀。..结论PKV298-150型卷绕头是上海太平洋机电开发的新一代全自动高速卷绕头，本文主要从该卷绕头硬件，工艺和软件设计三方面阐述了其结构和特点，与传统卷绕头相比，其先进性主要体现在以下几方面：1)横动部分采用旋翼叶片结构，取代了传统的槽辊兔子头结构，将槽辊的高速转动和滑梭的高速往复运动转变成了旋翼叶片

7、的低速旋转运动，消除了槽辊高速旋转可能引起的振动，是目前比较先进的横动机构。由于旋翼叶片横动机构的转速较低，适用于较高的纺丝速度,并且不像兔子头那样要根据丝的粗细选择不同的开口，因此可以适用于各种纤度的丝。此外，在旋翼叶片端部，氧化铝瓷件的边缘处光洁度很高，因此在叶片与丝的接触过程中，丝会沿着叶片的边缘滑动；通过调整成形板和正反两片旋转叶片的相对位置，就可以改变转向相反的两片旋翼叶片的接丝位置,使其接丝顺畅、不夹丝，即在纺丝过程中，对丝几乎没有损伤。2)传统的被动式的摩擦辊由锭轴上的丝饼摩擦驱动，控制简单,但因为在切换过程中要与丝饼脱

8、开，会出现丢速现象，并且切换完成后再次与空纸管接触时，因为速度有差异，容易产生噪音。PKV298-150型卷绕头摩擦辊采用电机驱动，不仅可以很容易控制电机转速达到工艺要求速度，而且在切换过程中，当摩擦辊与丝饼脱幵后速度下