细纱超长车是一个面向未来的机器设计,上海二纺机EJM158JL型细纱机采用全数字化电气控制系统,是集现场总线、PLC通讯控制、光机电一体化的配集体落纱装置的新型纺机,该机的细纱锭数可达1512锭(标准常规细纱机为480锭/台),预计可为用户节省15%的生产成本,减少20%的占地面积。贝加莱新一代伺服驱动器ACOPOS multi在1512锭超长细纱机上的应用增强了其高效、节能、方便、精确的性能。
整套控制部分由上位机、人机界面、变频控制器、专用伺服控制器、同步电机、伺服电机、Powerlink高速通讯总线等组成,主要控制如下四部分:1.罗拉分段独立传动。对于超长车而言,前、中、后罗拉在运行过程中,尤其是高速中会产生微小的机械变形,这些微小的变形对于成型纱线的质量而言却有着非常大的影响,为了解决这个问题,EJM158JL型细纱机设计了分段独立驱动的罗拉驱动方案,即前后车头与车尾的罗拉在中间断开,分别由车头与车尾的同步罗拉电机单独驱动,多个轴之间不断的通过编码器与总线通讯实现高速的数据交换,以确保相互之间同步关系的捆绑,这在解决机械变形的同时,还有效解决了罗拉分段之后高精度的同步传动,即使在突然断电的时候,各个轴之间依然能够保持同步降速停止,以保证高质量的实现纺纱的需求,保证了纱线生产的一致性。
2. 钢领板传动采用电子凸轮技术。钢领板级升采用具有电子凸轮功能的凸轮型伺服控制器及伺服电机,取代了原来复杂的机械齿轮及凸轮结构组件,以达到电子凸轮成形代替传统的机械凸轮成形,其原理为通过用软件编程的方法控制伺服电机对其拖动的元件进行类似于机械组件一样的不规则的运动,同时实现对钢领板传动的准确跟踪。
3.主电机控制锭子传动。该部分由主变频器、锭子传动部分和主电机构成,其作用是上位机依据用户在人机界面内设定的控制十点曲线的速度,由变频器控制锭子转动的速度曲线,自动调整锭子运行,以提高纱线质量和产量。
4.位置型伺服控制集体落纱的升降。 集体落纱部分由位置型伺服控制器和伺服电机采用脉冲精确定位的方式控制。该部分由伺服控制器、升降传动部分和集落电机构成,集体落纱传动数字通讯分为人字臂上升、下降、暂停和伺服复位四个功能,通过在上位机内设定的13个集落位置脉冲来达到自动插拔管的精确定位,落纱时间被缩短到小于3分钟,整个1512锭的走管时间则控制在55分钟以内,而留头率则在98%以上,同时省去了空管纱的整理工作,并且节省了大量人工,对终端客户来说意味着巨大的成本节省,也显示了带集体落纱设备的竞争力。
虽然自动化程度和独立驱动很重要,但是,纺织机械行业有很多特殊的要求必须首先被考虑,例如:散热方式,因为纺织厂高温高湿的生产环境,造成了毛纱及漂浮物会累积到电气柜子里,对柜子的散热性造成了很大的影响,甚至出现了散热风扇堵转的情况,这可能直接会导致驱动器的损坏,因此,通常这些机器都要求散热装置安装于机柜的外面,以便整个电气柜的密封性和驱动器的持续散热得到保证,而本机中的ACOPOS multi驱动器采用大冷板穿墙式的安装方式极好适应了这一特殊的环境需求,在实际的试验中,驱动器的散热得到了有力保证
由于纺织机械是一个竞争非常激烈的领域,因此成本也必须考虑在内,一方面是整体的硬件投资成本,另一方面是系统的运行成本。全机伺服驱动器的逆变单元具有双轴驱动能力,14个轴只需要7个逆变单元,这将大大的节省成本,同时整个驱动器部分采用了共直流母线技术,每个逆变单元无需再增加DC模块的成本,从而使得整体的价格得到下降,而且共直流母线有较大范围的电源支持能力,从230VAC~480VAC宽广的电压适应范围使得即使在电源不稳定的情况下,也能提供稳定的驱动电流输出,确保了机器的可靠运行。
由ACOPOS multi构成的分布式伺服驱动系统借助于POWERLINK的通信技术,将EJM158JL型细纱机的整个生产过程及各工艺步骤完美的实现了同步,机器整体性能达到国内领先水平,有助于提高整体生产效率。