《纺织机电一体化》教学课件—10细纱机机电一体化.ppt

1、第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化1.1.了解细纱机机电一体化的特征。了解细纱机机电一体化的特征。2.2.了解新型细纱机的传动与控制系统组成。了解新型细纱机的传动与控制系统组成。3.3.掌握新型细纱机各运动控制的数学模型。掌握新型细纱机各运动控制的数学模型。4.4.掌握细纱机纺纱过程的张力变化和控制方法。掌握细纱机纺纱过程的张力变化和控制方法。5.5.了解细纱机自动落纱机构及控制系统的组成。了解细纱机自动落纱机构及控制系统的组成。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化第一节第一节 细纱机概述细纱机概述 一、细纱机的机构及工艺流程

2、一、细纱机的机构及工艺流程 二、新型细纱机的技术特征二、新型细纱机的技术特征 第二节第二节 细纱机控制系统细纱机控制系统 一、一、新型细纱机传动与控制系统的组成新型细纱机传动与控制系统的组成 二、新型二、新型细纱细纱机传动的数学模型机传动的数学模型 三、细纱机的锭速与纺纱张力控制三、细纱机的锭速与纺纱张力控制 四、电子牵伸系统四、电子牵伸系统 五、细纱电子成型控制五、细纱电子成型控制 六、自动落纱六、自动落纱控制系统控制系统 思考题思考题第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化第一节第一节 细纱机概述细纱机概述 环锭细纱机最为常见。普通环锭细纱机为双面多锭环锭细纱机最为常见。普通环锭细纱

3、机为双面多锭结构，主要由喂入机构、牵伸机构、加捻卷绕机构、结构，主要由喂入机构、牵伸机构、加捻卷绕机构、成形机构组成成形机构组成，其工艺过程如图。，其工艺过程如图。粗纱从粗纱架吊锭上的粗纱管上退绕出来，经过粗纱从粗纱架吊锭上的粗纱管上退绕出来，经过导纱杆及缓慢往复横动的导纱喇叭口，喂入牵伸装置导纱杆及缓慢往复横动的导纱喇叭口，喂入牵伸装置完成牵伸。牵伸后的须条由前罗拉输出通过导纱钩、完成牵伸。牵伸后的须条由前罗拉输出通过导纱钩、穿过钢丝圈，卷绕到紧套在锭子上的筒管上。穿过钢丝圈，卷绕到紧套在锭子上的筒管上。锭子高速回转，通过有一定张力的纱条带动钢丝锭子高速回转，通过有一定张力的纱条带动钢丝圈在

4、钢领上高速回转，圈在钢领上高速回转，钢丝圈每一回转就给牵伸后的钢丝圈每一回转就给牵伸后的须条加上一个捻回须条加上一个捻回。由于钢丝圈的回转速度小于纱管，。由于钢丝圈的回转速度小于纱管，使前罗拉连续输出的纱条卷绕到纱管上。使前罗拉连续输出的纱条卷绕到纱管上。钢丝圈与纱钢丝圈与纱管的转速差，就是纱管单位时间的卷绕圈数。管的转速差，就是纱管单位时间的卷绕圈数。依靠成依靠成形机构的控制，形机构的控制，钢领板按一定规律升降，使细纱绕成钢领板按一定规律升降，使细纱绕成符合一定形状的管纱。符合一定形状的管纱。一、一、细纱细纱机的机构及工艺流程机的机构及工艺流程 1-锭子 2-细纱管 3-钢领板 4-钢领 5

5、-钢丝圈 6-导纱钩 7-前罗拉 8-牵伸装置 9-喇叭口 10-导纱杆 11-粗纱 12-粗纱管 13-粗纱架吊锭细纱机工艺过程图细纱机工艺过程图 第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化二、新型细纱机的技术特征二、新型细纱机的技术特征 （一）采用计算机控制（一）采用计算机控制 细纱机一般是基于可编程控制器或单片机的计算机控制系统细纱机一般是基于可编程控制器或单片机的计算机控制系统，采用触摸屏作为人机界面，可实现纺纱参数设定和显示、纺纱，采用触摸屏作为人机界面，可实现纺纱参数设定和显示、纺纱过程自动控制、定长落纱、锭子速度控制等功能。可按设定条件过程自动控制、定长落纱、锭子速度控制等功

6、能。可按设定条件对纺纱过程的锭速、牵伸倍数、细纱特数、捻度等进行计算并自对纺纱过程的锭速、牵伸倍数、细纱特数、捻度等进行计算并自动显示，并依据机上各部分传感器自动协调控制，实现了纺纱过动显示，并依据机上各部分传感器自动协调控制，实现了纺纱过程自动控制。程自动控制。（二）多轴独立驱动（二）多轴独立驱动 现代细纱机主电机只传动锭子回转，钢领板升降由一部电机现代细纱机主电机只传动锭子回转，钢领板升降由一部电机独立传动，实现细纱电子成形。牵伸机构中前罗拉由一部电机独独立传动，实现细纱电子成形。牵伸机构中前罗拉由一部电机独立传动，中后罗拉由另一部电机独立传动，形成电子牵伸。多轴立传动，中后罗拉由另一部电

7、机独立传动，形成电子牵伸。多轴独立驱动技术的应用简化了细纱机机械结构。独立驱动技术的应用简化了细纱机机械结构。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 （三）自动化程度提高（三）自动化程度提高 先进的细纱机均具有全自动自动落纱装置，有自动换筒管、落纱后先进的细纱机均具有全自动自动落纱装置，有自动换筒管、落纱后启动、生头及管纱自动运输等功能。粗细联、细络联、粗细络联等联启动、生头及管纱自动运输等功能。粗细联、细络联、粗细络联等联合机的形成，是纺纱技术的发展方向。合机的形成，是纺纱技术的发展方向。配以计算机辅助生产，能检测满纱落纱和空管插入，监测机前机配以计算机辅助生产，能检测满纱落纱和空管

8、插入，监测机前机后断头并完整地收集与处理生产过程的有关数据。后断头并完整地收集与处理生产过程的有关数据。（四）小卷装高锭速（四）小卷装高锭速 由于自动落纱和空气捻接技术的成功，新型细纱机普遍采用小卷装由于自动落纱和空气捻接技术的成功，新型细纱机普遍采用小卷装高锭速。高锭速。（五）龙带传动（五）龙带传动 新型细纱机采用龙带传动，可适应高速以及超长细纱机的传动。新型细纱机采用龙带传动，可适应高速以及超长细纱机的传动。（六）新型牵伸型式（六）新型牵伸型式 采用性能优良的牵伸型式，如德国采用性能优良的牵伸型式，如德国SKFSKF公司的公司的SKFSKF牵伸装置、牵伸装置、INAINA公公司的司的V V

9、型牵伸装置等。型牵伸装置等。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化第二节第二节 细纱机控制系统细纱机控制系统一、新型细纱机传动与控制系统的组成一、新型细纱机传动与控制系统的组成 新型细纱机传动系统主要以新型细纱机传动系统主要以四轴独立驱动的形式为主，如四轴独立驱动的形式为主，如图所示。图所示。主电机主电机M1M1：驱动锭子回转驱动锭子回转，可根据设置的锭子变速曲线，可根据设置的锭子变速曲线在纺小、中、大纱时以不同的在纺小、中、大纱时以不同的锭速回转。锭速回转。前罗拉电机前罗拉电机M2M2：驱动前罗驱动前罗拉回转，控制细纱出条速度及拉回转，控制细纱出条速度及细纱捻度。细纱捻度。中后罗拉电

10、机中后罗拉电机M3M3：驱动中驱动中后罗拉回转，与前罗拉电机配后罗拉回转，与前罗拉电机配合，控制细纱牵伸倍数。合，控制细纱牵伸倍数。钢领板升降电机钢领板升降电机M4M4：驱动驱动钢领板升降，控制细纱卷绕位钢领板升降，控制细纱卷绕位置，实现细纱电子凸轮成形。置，实现细纱电子凸轮成形。细纱机系统传动与控制示意图细纱机系统传动与控制示意图 第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 数学模型是现代控制的基础，建立数学模型就是建立系统输入和输出的关系，具体来说就是设备的基本工艺参数与传动电动机转速或频率的关系。（一）主电机转速与锭子转速（一）主电机转速与锭子转速根据主电机根据主电机M1到锭子传动的

11、路线，得到主电机的转数：到锭子传动的路线，得到主电机的转数：式中：ns 锭子转速，rmin；nM1 主电动机转速，rmin；D1 主动皮带盘直径，mm；D2 被动皮带盘直径，mm；D3 滚盘直径，mm；D4 锭盘直径，mm；锭带厚度，mm；A 滑溜系数。ADDDDnn1324sM1)()(第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（二）前罗拉传动（二）前罗拉传动 前罗拉使用单独的电动机驱动，其转速及其驱动电动机转速的数前罗拉使用单独的电动机驱动，其转速及其驱动电动机转速的数学模型：学模型：式中：Vf 前罗拉出条速度，m/min；nf 前罗拉转速，r/min；nM2 前罗拉电动机转速，r/m

12、in；T 细纱捻度，捻/m；df 前罗拉直径，mm；B 细纱捻缩率，%；C 牵伸效率，%；i2 前罗拉减速器速比。TnVsfCdBVnf3ff)1(10CdBiVinnf32f2f2M)1(10第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（三）牵伸分配与中后罗拉电机转速（三）牵伸分配与中后罗拉电机转速 由于中后罗拉转速接近，后区牵伸倍数不大，且不经常变化，因由于中后罗拉转速接近，后区牵伸倍数不大，且不经常变化，因此中后罗拉由同一台电动机驱动。牵伸分配与中后罗拉电机转速的数此中后罗拉由同一台电动机驱动。牵伸分配与中后罗拉电机转速的数学模型学模型：式中：Dz 总牵伸倍数；Df 前区牵伸倍数；Db

13、 后区牵伸倍数；Ntc 粗纱号数，tex；Ntx 细纱号数，tex；nM3 中后罗拉电动机转速，r/min；db 后罗拉直径，mm；i3 中后罗拉减速器速比。txtcbfzNNDDDbz3ffM3dDidnn第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（四）细纱成形与钢领板升降电机转速（四）细纱成形与钢领板升降电机转速 管纱卷装尺寸和容量，除直接纬纱受梭子管纱卷装尺寸和容量，除直接纬纱受梭子内腔大小限制外，应尽量大一些，以减小落纱内腔大小限制外，应尽量大一些，以减小落纱和后工序退绕时的换管次数。细纱管纱采用的和后工序退绕时的换管次数。细纱管纱采用的圆锥形交叉卷绕形式，如图所示。圆锥形交叉卷绕

14、形式，如图所示。截头圆锥形截头圆锥形的大直径即管身的最大直径的大直径即管身的最大直径d d，小直径小直径d d0 0就是就是筒管的直径，每层纱的绕纱高度为筒管的直径，每层纱的绕纱高度为h h（即钢领（即钢领板升降动程），管纱成形角为板升降动程），管纱成形角为。同时，同时，钢领钢领板每升降一次要有一个很小的升距板每升降一次要有一个很小的升距j j（称为级（称为级升）升）。细纱在纱管底部卷绕时，为了增加管纱。细纱在纱管底部卷绕时，为了增加管纱的容纱量，钢领板升降动程和级升均较管身部的容纱量，钢领板升降动程和级升均较管身部分卷绕时要小。设从空管卷绕开始，分卷绕时要小。设从空管卷绕开始，钢领板经钢领板

15、经过过n n次升降后，其动程由次升降后，其动程由h h1 1逐渐增大至正常动逐渐增大至正常动程程h h，其级升由，其级升由j j1 1逐渐增大至正常级升逐渐增大至正常级升j j，直此，直此管底卷绕完成，转变为管身成形，钢领板升降管底卷绕完成，转变为管身成形，钢领板升降动程由动程由h h和级升和级升j j不再变化。不再变化。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 在数字式小样细纱机上，管底成形时，只要给定起始动程在数字式小样细纱机上，管底成形时，只要给定起始动程h h1 1和管身和管身动程动程h h、起始级升、起始级升j j1 1和管身级升和管身级升j j以及管底成形所需钢领板往复次数以

16、及管底成形所需钢领板往复次数n n由由可编程控制器自动计算钢领板每次往复的目标高度：可编程控制器自动计算钢领板每次往复的目标高度：管底成形时，管底成形时，钢领板第钢领板第i i次升降的动程：次升降的动程：钢领板第钢领板第i i次升降的级升：次升降的级升：钢领板第钢领板第i i次升降的下降目标位置：次升降的下降目标位置：钢领板第钢领板第i i次升降的上升目标位置：次升降的上升目标位置：管身成形时，管身成形时，钢领板第钢领板第i i次升降的下降目标位置：次升降的下降目标位置：钢领板第钢领板第i i次升降的上升目标位置：次升降的上升目标位置：当钢领板上升目标位置高于当钢领板上升目标位置高于满纱位置时

17、即达到满纱，启动满纱位置时即达到满纱，启动满纱自停程序。满纱自停程序。nhhh1njjj1ni 1hihh1i)1(hihhi)1(1jijj1i)1(jijji)1(1jiijiHi2)1(1dhihHhHHiiii)1(11d1dunijHHii1ddhHHii1du第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 在细纱成形过程中，在细纱成形过程中，钢领板上升时卷绕的纱层称为卷绕层钢领板上升时卷绕的纱层称为卷绕层，钢领板钢领板下降时卷绕的纱层称为束缚层下降时卷绕的纱层称为束缚层，一般钢领板升降速度是上升慢而下降快，一般钢领板升降速度是上升慢而下降快，在电子凸轮成形细纱机上，可设置两个成形参

18、数，一个是绕纱层卷绕圈在电子凸轮成形细纱机上，可设置两个成形参数，一个是绕纱层卷绕圈数数m m（圈（圈/层），另一个是钢领板下降速度与上升速度的比值层），另一个是钢领板下降速度与上升速度的比值k k，则有：，则有：式中：Vd 钢领板下降速度；Vu 钢领板上升速度。二、数控细纱机传动的数学模型二、数控细纱机传动的数学模型mddhVV)(10203fuudVkV第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 当前罗拉到导纱钩间纺纱段纱线的强力小于纺纱段所承受的张力时就当前罗拉到导纱钩间纺纱段纱线的强力小于纺纱段所承受的张力时就发生断头，所以要降低细纱断头就必须稳定纺纱张力。用变频器控制细发生断头，

19、所以要降低细纱断头就必须稳定纺纱张力。用变频器控制细纱机主电机，在纺纱过程中根据小、中、大纱不同时段，设定不同的速纱机主电机，在纺纱过程中根据小、中、大纱不同时段，设定不同的速度，稳定纺纱张力以提高纺纱速度，达到提高生产效率的目的。度，稳定纺纱张力以提高纺纱速度，达到提高生产效率的目的。传统细纱机为提高车速、降低纱线的断头率，采取两级变速方案，即小纱段低速运行，中纱段速度升至最高速，而在大纱段，车速再降低。由此出现的问题是，从低速向高速或从高速到低速运行时，锭子速度有一突变，纱线张力也产生一突变，极易导致小纱区和大纱区的断头。在纺纱过程中，小纱张力大，中纱张力小而稳定，而大纱张力又有所增加，张

20、力变化规律决定了小纱断头最多，中纱断头最少，大纱断头又有所增加的分布规律。传统细纱机锭速变化曲线传统细纱机锭速变化曲线 三、细纱机的锭速与纺纱张力控制三、细纱机的锭速与纺纱张力控制第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 数字控制的细纱机一般采用变频调速器对锭子进行调速。数字控制的细纱机一般采用变频调速器对锭子进行调速。由于小纱时断头率最大，故选择转速最低，而中纱时断头率最由于小纱时断头率最大，故选择转速最低，而中纱时断头率最小，所以转速最高，当大纱时转速又变小。小，所以转速最高，当大纱时转速又变小。锭子变速曲线锭子变速曲线 第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 细纱机的锭速实

21、际控制采用的方法：细纱机的锭速实际控制采用的方法：（一）定长法（一）定长法 根据所纺纱的特数按满纱的总长分为若干个区间，每个区间按实际根据所纺纱的特数按满纱的总长分为若干个区间，每个区间按实际断头的多少设定相应的速度，此种方法称为定长法。断头的多少设定相应的速度，此种方法称为定长法。（二）定位法（二）定位法 将一落纱过程中钢领板动程分为若干个区间，分别设定每个区间的将一落纱过程中钢领板动程分为若干个区间，分别设定每个区间的锭速，这种方法称为定位法。锭速，这种方法称为定位法。（三）逐层调节法（三）逐层调节法 按照卷装直径的大小来调节锭速，卷装直径小时降低锭速，卷装直按照卷装直径的大小来调节锭速，

22、卷装直径小时降低锭速，卷装直径大时提高锭速。这种方法就是在钢领板的每一个动程内，根据卷绕径大时提高锭速。这种方法就是在钢领板的每一个动程内，根据卷绕直径来改变锭速。当钢领板上升时，卷绕直径逐渐减小，纺纱张力逐直径来改变锭速。当钢领板上升时，卷绕直径逐渐减小，纺纱张力逐渐增大，应该逐渐降低锭速。反之，当钢领板下降时，应逐渐增加锭渐增大，应该逐渐降低锭速。反之，当钢领板下降时，应逐渐增加锭速，从而保持纱线张力恒定，减少断头。速，从而保持纱线张力恒定，减少断头。逐层调节法可与定长法或定位法结合使用。逐层调节法可与定长法或定位法结合使用。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化四、电子式牵伸系统

23、四、电子式牵伸系统 牵伸传动是环锭细纱机的心脏。牵伸传动是环锭细纱机的心脏。在传统环锭细纱机的牵伸传动机构中，车尾主电机驱动主在传统环锭细纱机的牵伸传动机构中，车尾主电机驱动主轴，主轴进入车头后经一系列的齿轮啮合来传动车头的牵伸机轴，主轴进入车头后经一系列的齿轮啮合来传动车头的牵伸机构。在构。在600600锭以上的环锭细纱长机中，增加了车尾中后罗拉同锭以上的环锭细纱长机中，增加了车尾中后罗拉同步传动机构，即由前罗拉从车头同步传动中后罗拉。在这种机步传动机构，即由前罗拉从车头同步传动中后罗拉。在这种机构中，驱动源来自车尾主电机，纺纱工艺调整靠一系列的变换构中，驱动源来自车尾主电机，纺纱工艺调整靠

24、一系列的变换齿轮来完成，操作不便，且由于受自身结构的影响，不能满足齿轮来完成，操作不便，且由于受自身结构的影响，不能满足某些特殊工艺的要求，而且车尾的同步牵伸机构是由前罗拉从某些特殊工艺的要求，而且车尾的同步牵伸机构是由前罗拉从车头传动的，增加了前罗拉的负荷，易产生前罗拉的扭变形。车头传动的，增加了前罗拉的负荷，易产生前罗拉的扭变形。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 现代环锭细纱机的现代环锭细纱机的牵伸传动与主传动分离牵伸传动与主传动分离，三组罗拉分别三组罗拉分别由交流伺服电机或变频调速同步电机传动由交流伺服电机或变频调速同步电机传动，电机转速完全按照，电机转速完全按照工艺牵伸设

25、计的要求回转，工艺牵伸设计的要求回转，牵伸工艺牵伸工艺的改变由原来靠调换齿轮的改变由原来靠调换齿轮变为人机对话完成变为人机对话完成。长车的牵伸靠车头车尾同步驱动，。长车的牵伸靠车头车尾同步驱动，车头车车头车尾各有一部电机从两侧同时传动尾各有一部电机从两侧同时传动，前罗拉不再承担中后罗拉的，前罗拉不再承担中后罗拉的同步传动任务。同步传动任务。克服了传统细纱机的不足，前罗拉负载过重问克服了传统细纱机的不足，前罗拉负载过重问题也得到根本解决。题也得到根本解决。数字化牵伸传动使数字化牵伸传动使纺纱工艺得到程序化控制纺纱工艺得到程序化控制，通过操作屏通过操作屏可方便地将牵伸倍数改变可方便地将牵伸倍数改变

26、，甚至可以直接纺制竹节纱等特殊品，甚至可以直接纺制竹节纱等特殊品种的纱线，实现纺纱产品的柔性切换。同时减少纺纱张力的变种的纱线，实现纺纱产品的柔性切换。同时减少纺纱张力的变化，减少断头，提高成纱质量。化，减少断头，提高成纱质量。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化五、细纱电子成形控制五、细纱电子成形控制 采用伺服电动机驱动电子凸轮来控制钢领板、导纱板及气圈采用伺服电动机驱动电子凸轮来控制钢领板、导纱板及气圈环的升降环的升降，取消了原有的机械成形凸轮，管纱成形好。，取消了原有的机械成形凸轮，管纱成形好。采用光电采用光电开关控制钢领板极限位置开关控制钢领板极限位置，钢领板升降平稳。可，钢

27、领板升降平稳。可根据纺纱品种的根据纺纱品种的要求，通过工艺参数设置，就可任意改变纺纱成形要求，通过工艺参数设置，就可任意改变纺纱成形，以满足新产，以满足新产品开发的需要。品开发的需要。在细纱成形参数确定后，在细纱成形参数确定后，可编程控制器根据输入的工艺参数可编程控制器根据输入的工艺参数，计算出钢领板升降速度和一个短动程运动中升降的目标位置。，计算出钢领板升降速度和一个短动程运动中升降的目标位置。当细纱机启动后，控制器根据钢领板上升速度驱动钢领板升当细纱机启动后，控制器根据钢领板上升速度驱动钢领板升降电机降电机M4M4回转，编码器实时反馈钢领板位置，当钢领板上升高度回转，编码器实时反馈钢领板位

28、置，当钢领板上升高度达到目标位置时，可编程控制器驱动钢领板升降电机达到目标位置时，可编程控制器驱动钢领板升降电机M4M4换向并以换向并以计算的钢领板下降速度驱动钢领板升降电机计算的钢领板下降速度驱动钢领板升降电机M4M4回转，此时可编程回转，此时可编程控制器计算钢领板下一次上升的目标位置。当钢领板下降到目标控制器计算钢领板下一次上升的目标位置。当钢领板下降到目标位置时，可编程控制器驱动钢领板升降电机位置时，可编程控制器驱动钢领板升降电机M4M4换向并计算钢领板换向并计算钢领板下一次下降的目标位置，如此重复直至纺纱过程完成。下一次下降的目标位置，如此重复直至纺纱过程完成。第第十十章章 细细纱纱机

29、机机机电电一一体体化化六、自动落纱控制系统六、自动落纱控制系统国内外细纱机自动落纱的主要机构形式对比：国内外细纱机自动落纱的主要机构形式对比：制造厂商制造厂商瑞士立达瑞士立达RieterG33德国青泽德国青泽Zinser351德国绪森德国绪森SuessenFiomax1000日本丰田日本丰田TOYOTARX240NEW意大利意大利马佐里马佐里MarzoliNSF4经纬榆次经纬榆次JWF1581J上海上海二纺机二纺机EJM138JL锭数锭数/锭锭1200148811041200133412001008锭距（锭距（mm）70,7570,75,82.570,7570,7570,7570,7570锭速

30、（锭速（r/m）25000250002100025000250002500022000落纱架摆动落纱架摆动控制形式控制形式多汽缸多汽缸单汽缸单汽缸落纱架升降落纱架升降控制形式控制形式多汽缸多汽缸丝杆传动伺服系统丝杆传动伺服系统管纱输送管纱输送系统系统凸盘凸盘半锭距半锭距钢带蝶盘钢带蝶盘组合式组合式凸盘中间过渡凸盘中间过渡抓取管纱抓取管纱形式形式气囊夹持气囊夹持顶部外抓顶部外抓气夹持气夹持顶部外抓顶部外抓气夹持气夹持内定心外内定心外抓抓气夹持气夹持顶部外抓顶部外抓气夹持气夹持中部外抓中部外抓气夹持气夹持顶部外抓顶部外抓气夹持气夹持顶部外抓顶部外抓落纱时间（落纱时间（min）243细络联细络联可以

31、可以第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（一）自动落纱机构组成（一）自动落纱机构组成 环锭细纱机的自动落纱系统包括环锭细纱机的自动落纱系统包括空管摆放空管摆放、纱管定位传送纱管定位传送、自动落纱架自动落纱架、程序控制器及测量元件程序控制器及测量元件。程序控制器向空管摆放、。程序控制器向空管摆放、纱管输送、自动落纱架等部分发出动作指令，每个部分的工作纱管输送、自动落纱架等部分发出动作指令，每个部分的工作情况通过测量元件反馈到程序控制器，为程序控制器发出下一情况通过测量元件反馈到程序控制器，为程序控制器发出下一道指令提供必要的信息。道指令提供必要的信息。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电

32、一一体体化化 空管摆放装置负责在自动落纱之前，将空纱管逐个自动摆放在定空管摆放装置负责在自动落纱之前，将空纱管逐个自动摆放在定位输送钢带上。纱管定位传送装置的作用是输送纱管并在落纱时使位输送钢带上。纱管定位传送装置的作用是输送纱管并在落纱时使空管处于固定位置上。空管处于固定位置上。自动落纱装置主要由驱动电机、气缸、人字自动落纱装置主要由驱动电机、气缸、人字臂、升降臂和行程开关等组成。臂、升降臂和行程开关等组成。在落纱过程中升降臂除完成上下运在落纱过程中升降臂除完成上下运动外，还要完成一套摆进摆出的动作，以避开机架锭子。程序控制动外，还要完成一套摆进摆出的动作，以避开机架锭子。程序控制器发出指令

33、，驱动电机带动丝杆转动，使升降臂上升或下降，如图。器发出指令，驱动电机带动丝杆转动，使升降臂上升或下降，如图。自动落纱装置自动落纱装置 第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化1 1机架锭子机架锭子 2 2纱管架纱管架 3 3气缸气缸 4 4落纱电机落纱电机 升降臂摆进摆出的动作，如升降臂摆进摆出的动作，如右图所示。右图所示。程控器通过电磁阀程控器通过电磁阀控制气缸带动升降臂摆进或推控制气缸带动升降臂摆进或推出。两组行程开关将升降臂完出。两组行程开关将升降臂完成摆进摆出的动作信号送入程成摆进摆出的动作信号送入程控器，为下道指令提供信息。控器，为下道指令提供信息。纱管架摆动示意图纱管架摆动

34、示意图第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（二）自动落纱过程（二）自动落纱过程1 1 细纱机满管，并完成钢领板下降等关机动作，升降臂在初始位置。（图细纱机满管，并完成钢领板下降等关机动作，升降臂在初始位置。（图1 1）2 2 升降臂夹持空管后外摆，上升将空管卸放在寄放站。（图升降臂夹持空管后外摆，上升将空管卸放在寄放站。（图2 2）3 3 升降臂继续上升，摆进到拔纱位置，夹持满纱筒管上拔。（图升降臂继续上升，摆进到拔纱位置，夹持满纱筒管上拔。（图3 3）1 123第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化4 4 升降臂外摆、下降，摆进到存纱位置，将满管卸放到输送带的凸盘上。（图升

35、降臂外摆、下降，摆进到存纱位置，将满管卸放到输送带的凸盘上。（图4 4）5 5 升降臂外摆、上升，夹持空管后继续上升，摆进，卸放空管到锭子套。（图升降臂外摆、上升，夹持空管后继续上升，摆进，卸放空管到锭子套。（图5 5）6 6 升降臂外摆、下降，摆进到初始位置，细纱机重新启动。（图升降臂外摆、下降，摆进到初始位置，细纱机重新启动。（图6 6）456第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（二）自动落纱过程（二）自动落纱过程第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化 自动落纱完成后，控制系统接到送纱信号，启动输送带使筒管凸盘自动落纱完成后，

36、控制系统接到送纱信号，启动输送带使筒管凸盘托着管纱沿轨道向车尾运行，依靠轨道的升高段使管纱提升，然后由托着管纱沿轨道向车尾运行，依靠轨道的升高段使管纱提升，然后由取纱铲子将管纱铲落，或者通过细络联装置直接连接络筒机。管纱的取纱铲子将管纱铲落，或者通过细络联装置直接连接络筒机。管纱的送出和空管的补充都是在细纱机运行时进行，不另外占用纺纱时间，送出和空管的补充都是在细纱机运行时进行，不另外占用纺纱时间，因此能大幅提高生产效率。因此能大幅提高生产效率。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化（三）自动落纱程序控制（三）自动落纱程序控制 自动落纱控制机构一般由自动落纱控制机构一般由PLCPLC、

37、控制元件、驱动原件及传感、控制元件、驱动原件及传感器等组成。主控制器器等组成。主控制器PLCPLC通过通信端口与伺服控制器连接，在通过通信端口与伺服控制器连接，在纺纱过程中，当达到满纱时，自动落纱程序启动。纺纱过程中，当达到满纱时，自动落纱程序启动。自动落纱机构控制框图自动落纱机构控制框图 第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化瑞士立达瑞士立达G5/1G5/1环锭细纱机自动落纱程序流程图环锭细纱机自动落纱程序流程图 一个落纱过程要经过数十个工艺步骤，而对于可编程控制器而言实一个落纱过程要经过数十个工艺步骤，而对于可编程控制器而言实现其逻辑控制并非难事，只要各步之间的逻辑关系清楚，各步运

38、动的传现其逻辑控制并非难事，只要各步之间的逻辑关系清楚，各步运动的传感器信号灵敏、精确、可靠，自动落纱程序的编程就很简单了。感器信号灵敏、精确、可靠，自动落纱程序的编程就很简单了。第第十十章章 细细纱纱机机机机电电一一体体化化1.1.新型细纱机的机电一体化特征有哪些？新型细纱机的机电一体化特征有哪些？2.2.绘图说明数字式细纱机的传动系统，给出电子牵绘图说明数字式细纱机的传动系统，给出电子牵伸、加捻和卷绕（电子成形）控制的数学模型。伸、加捻和卷绕（电子成形）控制的数学模型。3.3.细纱断头分布规律是怎样的？新型细纱机如何根细纱断头分布规律是怎样的？新型细纱机如何根据断头分布规律调节锭速？据断头分布规律调节锭速？4.4.细纱机自动落纱装置是如何工作的？画出其控制细纱机自动落纱装置是如何工作的？画出其控制系统的原理方框图。系统的原理方框图。