機電一體化技術(shù)在紡織機械的應(yīng)用

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【摘要】科技的發(fā)展推動了紡織機械的機電一體化進程，進而推動著紡織業(yè)的生產(chǎn)效能提升，在降低耗損和提高品質(zhì)等多方面取得了積極的成效。現(xiàn)針對紡織機械中的機電一體化技術(shù)應(yīng)用特點進行闡述，并提出一些合理化建議。

【關(guān)鍵詞】機電一體化；紡織機械；應(yīng)用建議

步入新時代以來，我國各行業(yè)堅持以技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)市場，紡織機械的機電一體化技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用成為了重要的發(fā)展方向。新一代紡織機械與傳統(tǒng)機械相比，其結(jié)構(gòu)簡易但功能以及性能都有大幅度的改善和提升，在追求無噪聲作業(yè)環(huán)境中進一步提升了生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

1紡織機械中的機電一體化技術(shù)應(yīng)用特點

1.1機械操作自動化。圖1為一種典型的單錠單電動機驅(qū)動式自動絡(luò)筒機控制系統(tǒng)的原理示意圖，高速運轉(zhuǎn)的槽筒的運動以及剎車狀態(tài)由無刷直流電動機控制，整個機械設(shè)備設(shè)定有60部無刷直流電動機。單錠的接頭部所完成的筒紗吸咀、管紗吸咀、換管、接頭等動作均由機械中的步進電機實施無時差驅(qū)動完成精確定位，整個機械設(shè)備設(shè)定有240部步進電機。此絡(luò)筒機在單錠位置均裝設(shè)了CPU控制單元，經(jīng)過CPU中的集成編碼解析可直接對單錠的接頭工作流程進行有效的自動控制。所有的CPU將接入到企業(yè)的工業(yè)計算機IPC，計算機與各CPU之間的控制采用CAN現(xiàn)場總線控制方式，操作人員利用觸摸屏就可及時準(zhǔn)確了解到單錠運轉(zhuǎn)速度、筒紗與管紗的進線張力、紗線質(zhì)量等情況，同時通過整個計算機系統(tǒng)的運行，可實時收集統(tǒng)計不同運行數(shù)據(jù)并對必要的工藝參數(shù)進行適度微調(diào)。可見，紡織機械在機電一體化技術(shù)應(yīng)用下，機械操作從傳統(tǒng)的人工操作轉(zhuǎn)變?yōu)榱俗詣踊僮鳎蟠筇嵘松a(chǎn)效率。因此，機械操作自動化是紡織機械機電一體化技術(shù)應(yīng)用的主要特點。1.2機械調(diào)速變頻化。多年來，很多紡織企業(yè)都在工業(yè)機械升級改造上應(yīng)用了交流異步電機變頻技術(shù)或交流伺服電機控制技術(shù)。不同的紡織企業(yè)在選擇紡織機械的變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用方案方面有所區(qū)別，如一些企業(yè)考慮到如針織、染整等產(chǎn)品工藝對速度調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)性要求不高，則會在針織、染整等機械中使用通用變頻器開環(huán)控制異步電機的方式完成變頻調(diào)速。而對于整經(jīng)、漿紗、熱定型等產(chǎn)品工藝對調(diào)速有較高較嚴(yán)格要求的，則會在機械的機電一體化改造中，使用以帶速度反饋的矢量變頻控制異步電機閉環(huán)來實現(xiàn)變頻調(diào)速。從技術(shù)角度看，這種變頻調(diào)速所要求的電路復(fù)雜且整體成本偏高，然而能夠換來理想的調(diào)速優(yōu)越性。1.3機械控制智能化。從現(xiàn)階段看，紡織企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)都希望提升智能化控制的水平與效率，而PLC可編程控制器成為熱門選擇。通過PLC技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，紡織機械的整個控制系統(tǒng)在性能上將更加可靠和耐用，降低了故障風(fēng)險與能量損耗；在功能上將更加完善和強大，控制系統(tǒng)體積雖在減小，但可精準(zhǔn)控制紡織機械各部件轉(zhuǎn)速，并能靈敏定位目標(biāo)部件的位置，而且在PLC邏輯程序指令驅(qū)動下，可嚴(yán)格按照目標(biāo)工藝曲線要求來控制不同部件的作業(yè)軌跡，并能持續(xù)長時間穩(wěn)定實施全工序全過程控制。值得注意的是，PLC還可積極參與到紡織機械的變頻調(diào)速技術(shù)優(yōu)化中，從而積極改善或是大力解決紡織機械的同步或比例性同步的調(diào)速問題，也可解決技術(shù)要求更高的恒張力恒線速調(diào)速等問題。圖2中所示的紡織機械通過織軸卷繞控制，在持續(xù)輸出的恒張力作用下，織軸上可不斷卷繞好批量的紗片或其他織物，最終可保障織造生產(chǎn)使用。在變頻裝置中，織軸將設(shè)定好初始線速度V，而裝設(shè)于車頭位置的張力傳感器將檢測到恒張力設(shè)定值F，并將傳感信號與織軸線速度一同傳送至卷經(jīng)控制計算器，經(jīng)過必要的邏輯算法演算，得到織軸卷繞直徑取值，并由該值調(diào)控織軸卷繞變頻器將適當(dāng)?shù)念l率區(qū)間定值進行輸出，從而最終對電動機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)并確保織軸卷繞速度處于一定的恒定取值區(qū)間。在張力傳感器不斷監(jiān)測恒張力的過程中，實時測得的張力信號反饋值在與恒張力設(shè)定值作比較后，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)器的功能控制后輸出ΔV，作為恒張力經(jīng)調(diào)節(jié)輸出后的線速度校正值，從而對線速度實施微調(diào)，確保織軸卷繞作用力的恒定。

2提升機電一體化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的合理建議

2.1專注于搞好自主研發(fā)。總結(jié)現(xiàn)階段紡織機械的發(fā)展現(xiàn)狀，對于已經(jīng)取得的研究經(jīng)驗和工業(yè)應(yīng)用實踐成果，要能夠建立必要的專家智囊?guī)煲约靶畔①Y源庫，積極整合技術(shù)優(yōu)勢，保留我國紡織行業(yè)已經(jīng)在化學(xué)纖維提升等方面的技術(shù)，作為在其他領(lǐng)域不斷拓展的關(guān)鍵技術(shù)。要善于借鑒和學(xué)習(xí)在紡織行業(yè)發(fā)展領(lǐng)先且在紡織機械技術(shù)上處于世界前列的國家和地區(qū)的先進經(jīng)驗，找到符合國內(nèi)需求的機電一體化技術(shù)，經(jīng)過必要的改造、優(yōu)化后，以期能夠在紡織機械上成功應(yīng)用。企業(yè)應(yīng)組建專業(yè)實驗研發(fā)團隊，不斷對機電一體化核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)開展創(chuàng)新研究，努力打破原有思路，更進一步提升我國紡織機械的機電一體化技術(shù)水平。2.2致力于擴大出流。隨著機電一體化技術(shù)在紡織機械中的應(yīng)用范圍和應(yīng)用效果不斷擴大，我國的紡織行業(yè)要樹立更新更強的品牌意識，要生產(chǎn)制造出帶有明確技術(shù)創(chuàng)新性的紡織機械。紡織企業(yè)要建立相對客觀的企業(yè)發(fā)展目標(biāo)，要積極面向海外市場，將與紡織產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計成配套化的系列產(chǎn)品后進行出口，企業(yè)要在開拓海外市場、擴大海外貿(mào)易的過程中不斷積累經(jīng)驗，在市場競爭中靈活運用管理、營銷、貿(mào)易等各種戰(zhàn)略理論，迅速成長為骨干企業(yè)，并在與其他實力強勁的企業(yè)的合作對話中就紡織機械的機電一體化技術(shù)等關(guān)鍵性問題進行交流，在交流中形成新的技術(shù)靈感與思路；還可積極建設(shè)紡織機械機電一體化應(yīng)用服務(wù)綜合性網(wǎng)站，在網(wǎng)站中分享技術(shù)研究成果，或是就某些前沿科技問題展開探索性的交流和討論，以推動紡織機械的機電一體化應(yīng)用水平得到更大提高。2.3立足于培養(yǎng)專業(yè)人才。無論是機電一體化技術(shù)研發(fā)，還是裝配機電一體化技術(shù)的紡織機械操作應(yīng)用，都需要有專業(yè)的技術(shù)人才參與。人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低是影響機電一體化技術(shù)在紡織機械中的應(yīng)用水平高低的關(guān)鍵因素。我國應(yīng)有序組織并持續(xù)擴大組建與紡織機械技術(shù)改造和應(yīng)用相關(guān)的專業(yè)型培訓(xùn)機構(gòu)，也可以努力在各大高校或高職院校的紡織等專業(yè)中靈活調(diào)整課程設(shè)置，積極以紡織機械的機電一體化應(yīng)用作為專業(yè)需求加強人才培養(yǎng)，有針對性地培養(yǎng)人才。

3結(jié)語

紡織機械的機電一體化應(yīng)用將提升紡織行業(yè)的生產(chǎn)效率與質(zhì)量，是科技發(fā)展推動行業(yè)發(fā)展的體現(xiàn)。如今紡織機械中的機電一體化技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)出鮮明的機械操作自動化、機械調(diào)速變頻化、機械控制智能化等特點，未來應(yīng)專注于搞好自主研發(fā)、致力于擴大出流、立足于培養(yǎng)專業(yè)人才，進一步提升機電一體化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。

參考文獻

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[3]石騰飛.紡織機械的機電一體化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].工程技術(shù)(引文版),2016(7):257.

作者:黃燕 單位:四川工商學(xué)院