一、 行業(yè)背景
塑料圓筒編織機(jī)(業(yè)內(nèi)也稱作圓織機(jī))是一種紡織機(jī)械,它主要是以PP(聚丙烯)或HDPE(高密度聚乙烯)扁絲為原料,編織集裝袋,土工布,以及防水布等,這些織品可以廣泛應(yīng)用于化工產(chǎn)品,農(nóng)產(chǎn)品,建材的包裝,以及遮陰棚布等,大家在生活中經(jīng)常用到的塑料編織帶,也是采用圓筒編織機(jī)織成的。抗洪搶險(xiǎn)的時(shí)候,這種編織帶也會(huì)變得相當(dāng)緊俏,因?yàn)槎潞樗耐涟彩遣捎眠@種編織帶來包裝的。由于塑料圓筒編織機(jī)以PP或HDPE等塑料扁絲作為原材料,因此有時(shí)也將其歸類于塑料機(jī)械。
值得一提的是,國內(nèi)所說的大圓機(jī),更多的是指用于某些服裝面料編織的一種針織設(shè)備,生產(chǎn)原料是紗線,它和塑料圓筒編織機(jī)雖然原理有相似之處,但結(jié)構(gòu)是不同的,在此我們不詳細(xì)提起。
目前在國內(nèi)比較流行的是半自動(dòng)塑料圓筒編織機(jī),也俗稱齒輪機(jī),這種機(jī)器重要采用機(jī)械傳動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯送絲的同步配合,缺點(diǎn)是缺乏柔性,一旦扁絲規(guī)格變化,需要重新調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu),甚至重做齒輪,因此不能方便得實(shí)現(xiàn)規(guī)格的變換,而且機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前這種齒輪機(jī)在國內(nèi)售價(jià)已經(jīng)很低,大約僅三萬元左右。
現(xiàn)在國內(nèi)一些企業(yè)正開發(fā)全自動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)扁絲規(guī)格的自由變換。其結(jié)構(gòu)大致相同,如圖所示:

全自動(dòng)圓筒編織機(jī)的原理有點(diǎn)象在一個(gè)圓柱體上繞線,其中經(jīng)線是圓柱體,在圓柱體提升的同時(shí),緯線在圓柱體上以等間距纏繞。所以關(guān)鍵點(diǎn)是要根據(jù)主電機(jī)(2)的速度變化來精確控制收卷電機(jī)A(4)的速度,以保證無論主電機(jī)速度如何變化,緯線都能均勻地纏繞在經(jīng)線上。收卷電機(jī)B(5)的作用主要是滾動(dòng)帶卷和平衡收卷系統(tǒng)的張力,減少收卷電機(jī)A的力矩輸出。
目前流行的全自動(dòng)控制方式是采用控制器+變頻器的方式,控制器可以是plc或者單片機(jī)。控制過程如下圖:
這種控制方式的與機(jī)械傳動(dòng)方式相比,機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化,柔性大大提高。但是因?yàn)槠涫褂玫氖站黼姍C(jī)A是由變頻器控制的三相異步電機(jī),系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)性能比機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)降低很多;這樣會(huì)帶來一些問題,在啟動(dòng)和停止的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)橫條,高速時(shí)會(huì)出現(xiàn)織物疏密不均的現(xiàn)象。如圖所示:
二、 我們的伺服解決方案
我們?yōu)槌V菽晨蛻舫晒ρ兄屏艘惶兹詣?dòng)塑料圓筒編織機(jī)解決方案,該方案以KINCO智能型伺服為控制核心,通過KINCO伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的控制功能,輔以帶特殊控制軟件的eView人機(jī)界面MD204LC4-01,來完成收卷電機(jī)A處的控制。控制系統(tǒng)的原理圖如下:

控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為三個(gè)部分:顯示、輸入輸出和主控制。顯示采用MD204L文本顯示器,包含的功能有工藝數(shù)據(jù)的設(shè)定和控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的顯示。輸入輸出包含主機(jī)位置反饋信號(hào)——編碼器、圓織機(jī)的狀態(tài)信號(hào)、控制信號(hào)及系統(tǒng)的執(zhí)行部件——一臺(tái)34S42的伺服電機(jī),最大輸出扭矩可以達(dá)到2.75Nm,這對(duì)于絕大部分的圓織機(jī)都是綽綽有余。系統(tǒng)的主控部分是一臺(tái)ECO100的伺服驅(qū)動(dòng)器。KINCO伺服本身具有非常強(qiáng)的控制功能,可以從容完成電機(jī)的拖動(dòng)、輸入輸出的控制。整個(gè)系統(tǒng)使用兩路電源:DC48V和DC24V,滿足機(jī)柜緊湊的要求。
在本系統(tǒng)中,伺服驅(qū)動(dòng)器直接根據(jù)主機(jī)的位置信號(hào)(編碼器)來控制伺服電機(jī)A,控制結(jié)構(gòu)簡捷可靠;同時(shí)充分利用KINCO伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入輸出口,完成圓織機(jī)外部狀態(tài)的檢測和各種邏輯動(dòng)作地執(zhí)行。通過外置的顯示面板,可以設(shè)定圓織機(jī)編織的工藝參數(shù);當(dāng)緯線寬度變化時(shí),只需要簡單的更改緯密度,大大提高了生產(chǎn)效率。此外,本系統(tǒng)還具有生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和管理的功能,可以對(duì)不同班次進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)如產(chǎn)量、生產(chǎn)效率、開機(jī)時(shí)間等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯示。整個(gè)控制系統(tǒng)具有響應(yīng)及時(shí)、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn),很好的解決了圓織機(jī)常見的啟停時(shí)編織疏密不均和高速時(shí)編織質(zhì)量下降的問題。
使用Kinco伺服的圓織機(jī)控制系統(tǒng)與其它方式的圓織機(jī)控制對(duì)比如下:

使用Kinco伺服的圓織機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)在江蘇某客戶獲得了成功,使編織產(chǎn)品的質(zhì)量獲得巨大的提升,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。下圖是該客戶的機(jī)器外形:
三、伺服控制系統(tǒng)配置清單