第七章 并条机机电一体化

1.了解并条机的工艺目的和工艺流程。

2.掌握高速并条机自调匀整装置的分类及工作原理。

3.了解USG PRO 自调匀整系统喂入和输出棉条检测方法、系统的组成及工作原理。

4.掌握开环自调匀整系统中死区长度、匀整标定、放大倍数的概念、确定方法及其对自调匀整的影响。

第七章并条机机电一体化第七章并条机机电一体化第一节并条机概述第二节并条机控制系统一、并条机控制系统的要求二、并条机自调匀整装置的结构与工作原理三、并条机自调匀整装置的发展状况——思考题第七章并条机机电一体化并条机的工艺过程1-输出条筒2-圈条器3-紧压罗拉4-喇叭口5-弧形导管6-牵伸罗拉7-吸风嘴8-给棉罗拉9-导条罗拉10-分条叉11-喂入条筒并条机一般都由喂入、牵伸、成型三部分组成，国产新型并条机的工艺过程如图。

条筒中的须条由导条罗拉引出，借助分条叉将条子隔开，经给棉罗拉，由塑料导条块聚拢后，并排喂入牵伸装置。

牵伸后的须条经导向胶辊、弧形导管(集束器)、喇叭口凝集成条，由紧压罗拉压紧后,通过圈条器将条子有规律地圈放在输出条筒内。

第一节并条机概述第七章并条机机电一体化在高速并条机上，为了防止纤维和杂质黏附在罗拉、胶辊表面而引起缠罗拉断条，采用上下吸风式自动清洁装置；为了对输出条子的中长片段不匀及短片段不匀实施匀整，一般第一道并条机设有自调匀整装置；为了减少换筒时间，减轻劳动强度，设有自动换筒装置。

第七章并条机机电一体化一、并条机控制系统要求第二节并条机控制系统（1）主控制器一般为可编程控制器或专用的以CPU为核心的控制器。

（2）主控制器一般不负责自调匀整控制而是留有与自调匀整控制器的接口，自调匀整由专用的控制器控制，与主控制器协调工作。

（3）主传动一般为变频调速，要求启动平稳，没有自调匀整装置时，由主电机传动所有的喂入、牵伸和成条部件，当有自调匀整装置时，则可以方便地断开由前罗拉向后的传动，二罗拉之后的传动由单独的电机在自调匀整控制器的控制下传动，当为双眼并条机时，每眼的二、三罗拉均分别独立传动。

（4）断条自停灵敏可靠，停车迅速、平稳。

（5）预留网络接口，以便组成纺纱现场监控网络。

第七章并条机机电一体化没有自调匀整功能的并条机其控制系统相当简单，由一台变频器和一个人机界面即可构成主控制系统，并能够满足系统的功能要求。

现代高速并条机普遍配置了自调匀整装置，实现了并条工序生产过程的自动检测和控制，改善了输出棉条的重量偏差和重量不匀，保证了成纱质量。

特别是高速并条机的发展和市场对棉纱质量要求的日益提高，使得并条机自调匀整技术和装置得到了越来越广泛的提高和应用。

第七章并条机机电一体化二、并条机自调匀整装置的结构与工作原理（一）并条机自调匀整装置结构组成并条机自调匀整装置主要由检测机构、控制处理单元、执行机构、显示和键盘部分组成。

检测机构的形式凹凸罗拉和高精度位移传感器组成的检测机构电容传感器检测喇叭口检测控制处理单元主要是由微机(单片机)控制完成。

执行机构主要是由变频或伺服电机以及速度合成部分组成。

显示和键盘部分要完成各种数据、图形的输入和输出功能、显示自调匀整系统的工作状态和并合后条干均匀度的有关质量情况。

第七章并条机机电一体化（二）并条机自调匀整装置分类及工作原理FA326并条机自调匀整系统组成1-USG 控制单元2-操作终端3-凹凸罗拉测量部件4-伺服电机及差动齿轮箱5-主电机6-FP 监测传感器7-集束器8-紧压罗拉（压辊）9-预牵伸（恒值）10-主牵伸（变值）并条机自调匀整装置是通过检测喂入或输出棉条的重量变化，调整牵伸比，使得输出的棉条能够均匀一致，重量偏差也在要求的范围内。

并条机自调匀整装置根据其控制模式可以分为开环控制、闭环控制和混合环控制三种形式。

第七章并条机机电一体化并条机自调匀整装置工作原理及特点检测点检测机构控制单元执行机构牵伸过程检测点检测机构控制单元执行机构牵伸过程类型原理图工作原理及特点开环开环系统是按补偿原理工作的，即“先检测后匀整”，它通过检测喂入棉条的重量变化来进行匀整动作。

这种方法需要保证系统的延迟时间与棉条通过检测点和匀整点之间的时间一致。

由于开环系统是针对性匀整，所以可以匀整较短的片段，又称为短片段自调匀整系统。

开环控制为了防止由于各环节参数变化或干扰引起的条子定量偏差，一般都在前罗拉之后加装监测装置(如FP喇叭口)，当条子定量偏差超标或CV值过大，就报警或停车闭环闭环控制是按反馈原理工作的，即“先匀整后检测”，因此它存在一个匀整死区，这就决定了闭环系统主要是匀整较长片段的不匀。

由于现在的并条机出条速度较高(1000m／min)，因此很难实现较短长度的检测混合环混合环系统是在牵伸调整系统中既有开环又有闭环，兼有二者的优点。

从理论上说这种方法最为科学，但是由于其结构复杂，不容易控制，而且成本也较高闭环检测点检测机构控制单元执行机构牵伸过程开环检测点检测机构第七章并条机机电一体化三、并条机自调匀整装置的发展状况（一）国外一些主要自调匀整装置目前国外进口的高速并条机一般都带有自行研制或合作开发的自调匀整系统。

国外的自调匀整装置主要有瑞士Uster(乌斯特)公司的ADC-E(C)、USC、USG，瑞士Rieter（立达）公司的RSB系列（RSB51、RSB95l、RSB-D30（C）等），德国Truetzschler（特吕茨勒）公司的HSR1000等，这些自调匀整装置的共同点是匀整精度高，匀整范围宽，适应车速达800～1000m/min，具有在线检测、参数显示内容丰富、机电一体化程度高等优点，具体参数见下页表。

此外，我国613所自主开发了BYD型自调匀整装置。

第七章并条机机电一体化名称型号ADC-EC USG PRO RSB951RSB-D30HSR1000生产公司Uster/V ouk Uster Rieter Rieter Truetzschler 片段长度中长片段短片段短片段短片段短片段匀整范围/%±25±25±25±25±25控制回路混合环开环开环开环开环检测机构电容/喇叭口位移检测凹凸罗拉+位移传感器凹凸罗拉+位移传感器凹凸罗拉+位移传感器检测漏斗执行机构伺服电机+差动机构伺服电机+差动机构伺服电机+差动机构伺服电机+差动机构2台伺服电机主要特点匀整长度5～8m（600m/min）；重量偏差±2%定长检测（1.0～2.0mm可调）；出条FP喇叭口监测；可显示1m、5m、100m重量偏差值，及1m、5m、100m CV值和波谱图定长检测（6mm），可显示熟条重量偏差、条干CV值，1m、3m、5mCVL值、波谱图定长检测（1.5mm）；可显示熟条重量偏差，条干CV值，1m、3m、5mCVL值、波谱图定长检测（4mm）；可显示出条的实际号数，实际牵伸倍数，支数偏差，平均重量CV值，10㎝、1mCV值第七章并条机机电一体化（二）并条机自调匀整方案比较制造厂商型号单/双车速/m/min自调匀整装置检测装置（喂入）被控对象监测装置（输出处）备注德国特吕茨勒公司TD03单眼1000短片段开环控制用特有弹簧片传感器检测伺服控制主牵伸倍数输出测量漏斗监测棉条质量有CE认证标志瑞士立达公司RSB-D35单眼1000短片段开环控制凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数用位移传感器监测棉条质量意大利马佐里公司VOUK公司UNIMAXR单眼DUOMAXR双眼1050短片段开环控制配乌斯特USG自匀整凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数FP传感器监测棉条质量有CE认证标志沈阳宏大纺织机械有限公司JWF1302单眼250~600可配USG或613所开发的自匀整凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数FP传感器监测棉条质量配USG陕西宝城新型纺机有限公司FA382单眼800短片段开环控制配USG自匀整凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数FP传感器监测棉条质量主机变频调速天门纺织机械有限公司FA319双眼261~700短片段开环控制，可配乌斯特USG或国产BYD自匀整凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数FP传感器监测棉条质量配USG江苏宏源纺机有限公司HY31单眼250~1000短片段开环控制凹凸罗拉检测伺服控制主牵伸倍数输出传感器监测棉条质量太行机械有限公司THFA398单眼300~900短片段自匀整装置用杠杆（带传感器）检测喂入棉条粗细伺服控制主牵伸倍数用喇叭口接弹簧片连传感器检测棉条质量主机变频调速可配USG或国产BYD杭州东夏纺机有限公司HSD961AL双眼600短片段开环控制凹凸罗拉检测伺服系统控制主牵伸区（或预牵伸区）的牵伸倍数输出传感器监测棉条质量上海纺织机械总厂CB100(Z)单眼1000短片段开环控制凹凸罗拉检测伺服系统控制主牵伸区（或预牵伸区）的牵伸倍数FP传感器监测棉条质量第七章并条机机电一体化（三）短片段自调匀整装置短片段自调匀整装置采用开环控制原理，在并条机喂入端对喂入棉条的总量进行检测，由计算机根据特定的控制算法,实时调整并条机的牵伸倍数，使棉条匀整。

国产BYD型并条机自调匀整控制仪是一种短片段自调匀整装置，采用开环控制，在并条机喂入端装有高精度凹凸罗拉，以检测喂入棉条的不匀，由喂入检测传感器将棉条的线密度信号转换成相应的电压信号，经过A/D变换成相应的数字信号后送入控制计算机，计算机依据匀整控制规律和用户的工艺设置，计算出特定时刻的控制电动机的转速，在恰当的时刻由控制电动机驱动相应的罗拉变速，在恰当的时刻由控制电动机驱动相应的罗拉变速，通过实时改变并条机主牵伸倍数，使喂入棉条匀整。

BYD-3型自调匀整装置是由以工控机为核心的专用计算机组成，并采用了彩色液晶显示和触摸屏技术，整机采用定长控制方式，喂入棉条的分辨率为lmm，A/D、D/A均采用l2位精度的芯片，执行机构选用交流伺服系统，响应特性快，带宽可达100Hz以上。

第七章并条机机电一体化短片段匀整方式，不仅能有效控制半制品的支数偏差和重量不匀率，而且可以改善条干CV值，匀整范围可达±25％，所以短片段自调匀整装置已成为当前并条机匀整的主流。

而单道匀整并条可达到或优于普通两道并条的效果，是无短片段匀整装置的并条机无法比拟的，对精梳产品尤为重要。

随主机制造水平的不断提高，并条机的速度也在不断提高，而自调匀整装置是实时在线检测控制装置，要求响应特性快，故执行机构均选用伺服控制。

同时，在出条处装有实时在线监测装置，具有超差报警和自动停车等功能。

但这部分装置不参与匀整的控制，只起监测的作用。

第七章并条机机电一体化（四）并条机自调匀整装置的关键技术1.检测技术为了监测并条机的各种运行状态和质量参数，高速并条机均带有短片段开环控制的自匀整装置，新型并条机上应用的各类传感器越来越多。