步进电动驱动绕线机的设计文献综述

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1、文献综述步进电动驱动绕线机的设计1前言部分随着我国经济的蓬勃发展，国民经济各领域对纺织产品的需求日益扩大，纺织制造业对丝线、毛线的质量要求也越来越高。丝线、毛线的质量好坏、直接关系到下道工序能否顺利进行，特别是超细规格的丝线、毛线制成品对卷取排线的质量要求很高；为在绕排过程中使丝线、毛线疏密均匀、松紧适度、整齐美观的排列在工字盘上，必须保持张力受限下的恒线速度卷取[1]。目前国内使用的绕线机械，卷取主轴多用力矩电机驱动，排线机构与主轴采用机械齿合传动的硬耦合连接，通过丝杠或光杆带动导线器左右平移、依靠齿轮或电磁铁的离合动作实现换向，达到往复

2、排线的工艺要求。这种纯机械耦合机构存在零件加工和装配复杂、因频繁换向导致机械磨损大、噪声大、排线精度降低[2]。此外，由于丝线的规格品种繁多，每次改变品种规格、都要重新调整绕线机的机械参数，甚至更换机械零件，一套排线机构无法同时满足对不同规格丝线的绕排线需要。基于此，我们提出了本课题的研究。本文介绍一种新型绕线装置，利用先进的数字控制技术，将绕线主轴的卷取传动与排线器的往复传动机械解耦，分别用两只电机独立驱动、实现对绕线与排线轴的柔性连接。两只电机的速度控制设置成主一从方式，即：排线步进电机作为从动机，其转速跟随绕线主轴电机同步运行。采用F

3、X2N一32MT可编程序控制器、脉冲测速码盘及光电传感器控制，检测步进电机的工况，实现了计算机数字控制和柔性化参数设置[3]。新系统具有：稳定、准确、灵活、快速的特点，适用于对各种规格丝线的绕排线控制。2主题部分绕线机发展经历了多次技术革新，从早期的手摇式绕线机到现在的采用高精度控制系统的全自动型，不光是效率和性能得到了大幅的提升，线圈绕线机的自动化程度也越来越高。在整个线圈绕线机发展历程中大致可分为三个阶段。即简易控制系统，CNC控制系统、伺服高精度控制三个阶段。一、简易控制系统该系统应用于早期的简易数控线圈绕线机中，功能非常简单，仅能实

4、现电子计数，产量累计、主轴正反向控制等简易功能，核心控制单元一般都采用单片机。二、CNC控制系统CNC控制系统，也就是我们日常所说的全自动数控绕线机，经过了几年的技术消化和投入，CNC控制器是目前线圈绕线机使用最多的控制器，其优越的扩展性能使CNC线圈绕线机的分类非常多，有单轴，多轴等。三、伺服高精度控制系统高精度控制系统的出现是为了满足现代高品质漆包线线圈的要求，由于系统采用了双伺服加PLC的设计，其控制精度要远远高于普通线圈绕线机的，PLC控制单元使绕线机的功能自定义性更强，常用于超细线的线圈加工和高精度要求的线圈加工[4]。目前我国绕

5、线机行业处于非常困难的时期，如何才能使整个行业从技术的互相模仿与残酷的价格战等困境中脱身而出？从业企业只有放下急于求成的心态，从基础理论、新技术研发等领域出发，一丝不苟地修炼自己的自主创新能力。     绕线机结合了机械、传动、电气控制等多方面的技术，所以基础理论研究是开发新技术的基础，只有核心技术的发展才能推动绕线设备的进步，各方面为技术开发做努力，这样才会使我国的绕线设备逐步走上自主创新的道路。 国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于绕线要求相对不高的场合，高端设备都有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国

6、产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户，分析我国绕线机市场目前处于高速发展的时期，相反我国的绕线机生产企业的处境却相当的艰难，不难看出，极大的市场份额都是进口设备，在国内市场获得高利润的回报，在新机型的开发上就有了强大的资金保障，而我们国内企业的销售利润偏低，去掉销售环节中存在的费用，留给企业的回报已经所剩无及了，所以不断的提升自主创新能力，才能市场份额较大的中高端市场，来打破目前的艰难局面[5]。绕线机是纺织业中的主要加工设备，绕线机的质量、数量及自动化水平，直接影响整个纺织业的发展；绕线机的自动化水平对提高生产效率和产品质量，减轻

7、操作人员的体力劳动等方面都起到极为重要的作用。先进的机械制造技术能在很大程度上提高绕线机的自动化水平。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要求品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术[6]。目前高端绕线机普遍采用PLC作为控制系统，它的应用实

8、现了逻辑控制到数字控制的进步；通过一台PLC完成对运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务，如今PLC正在成为工业控制领域的主流控制设备，在各个行业发挥着越来越大的作用。PLC具