纺织机电一体化-络筒机

自动络筒机机电一体化本章知识点:1、了解络筒工序的工艺过程和现代自动络筒机的机电一体化特征。

2、了解络纱张力控制装置的形式及工作原理。

3、掌握电子清纱器分类、组成及工作原理。

4、了解自动络筒机接头的循环控制。

5、掌握自动络筒机电子防叠控制系统的工作原理及特点。

6、了解电子定长装置的功能和测长原理。

7、掌握自动络筒机控制系统的基本组成。

8、了解自动络筒机锭位计算机的功能。

9、了解自动络筒机多电机传动的优点。

10、了解细络联连机装置组成及细络联的优点。一、自动络筒机的工艺流程第一节自动络筒机概述

纱线从管纱上退解下来，经过气圈破裂器、预清纱器、探纱栅、张力盘、电子清纱和槽筒，最后卷绕到筒子上。缝隙式预清纱器的任务是预先清除纱线上的杂疵，减少电子清纱器的负担和停车次数。剪刀用来剪断小吸嘴吸到的管纱纱头。探纱栅用来探测停车原因是中间断头还是管纱用完。定位吸纱嘴是在纱线断头后，迅速将管纱纱头吸入，使纱线保持一定张力。1-纱管2-气圈破裂器3-预清纱器4-剪刀5-探纱栅6-张力盘7-定位吸纱嘴8-电子清纱器9-捻接器10-槽筒11-筒子12-小吸嘴13-大吸嘴二、自动络筒机的机电一体化特征

1、用直流无刷电机同轴带传动槽筒，减低能耗，卷绕速度提高。开车时各锭电机依次启动，可降低动力消耗峰值，可根据预先设定的启动程序逐渐加速，断头时，筒子立即抬起，槽筒和筒子分别刹车。2、普遍采用多电机分部传动，简化机械传动系统。3、闭环张力控制系统控制络纱张力。4、新的电子防叠方式使防叠效果更好。5、接头循环电气控制，实现接头循环智能化。6、使用跟踪式气圈控制器，检测管纱退绕位置反馈给电脑。7、采用精密定长装置，使自动络筒机效率更高，节省纱线。8、智能监控系统不断完善。由控制整机运行发展到筒子防叠、纱线张力、接头循环、吸头回丝等控制;监控内容由数据统计、程序控制为主转向以质量控制为主。9、功能模块化。第一节自动络筒机概述第二节自动络筒机控制系统一、张力控制系统

络纱张力是络筒过程中纱线卷绕到筒子之前的张力。络纱过程中必须控制纱线的张力，使张力均匀、适度。络筒张力适度，能使络成的筒子成形良好，具有一定卷绕密度而不损伤纱线的物理机械性能。

张力过大，纱线弹性损失，织造断头增加；张力过小，筒子成形不良，造成筒子疵点。第二节自动络筒机控制系统

在络筒过程中，纱线从固定的管纱上作轴向退绕，经过若干个导向器件后最终卷绕到筒子上。络筒张力的构成①纱线从静态过渡到动态所需克服的惯性力；②纱线从附着于管纱表面过渡到离开管纱表面进入气圈所需克服的摩擦力和粘附力；③纱线作气圈运动而引起的纱线张力；④纱线通道中各种导纱器件和张力装置的作用所引起的纱线张力；⑤纱线运动所受的空气阻力构成的络筒张力（当络筒速度达到很高时）。｛一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统张力控制主要是控制变动部分的张力。影响张力的因素包括纱路曲折角、导纱点的多少、导纱点的表面粗糙度等。①固定不变因素②可变因素机型确定后对络纱张力的影响既确定。纱线线密度、络纱速度对络纱张力产生较大影响。管纱退绕从满纱到小纱满纱时张力较小，小纱时张力较大。槽筒启动、制动和电子防叠因卷绕速度变化，络纱张力也发生变化。｛｛一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（一）跟踪式气圈控制器目的：气圈破裂器可以改变气圈的形状，抑制摩擦纱段长度变化，改善纱线张力的均匀程度。

新型的气圈破裂器称气圈控制器，根据管纱的退绕程度自动调整气圈控制器的高低位置，使整只管纱在退绕过程中始终保持相同的气圈形态和摩擦纱段长度，均匀络纱张力，减少毛羽及脱圈现象。一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（一）跟踪式气圈控制器

光电传感器与气圈控制器固装为一体。光电传感器实时采集管纱的退绕位置信号，若有纱线，气圈控制器保持在原位置不动，若无纱线，控制其下移。

新型气圈破裂器工作情况

1-管纱2-纱线3-气圈破裂器一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（二）络纱张力自动控制系统工作特点：单锭控制器根据张力传感器监测到的张力 改变张力装置的加压压力。在压力达到最小极限值时，同时降低槽筒速度，使纱线张力趋于恒定。应用：第三代自动络筒机普遍采用这种形式。

开环张力控制系统闭环或混合环张力控制系统工作特点：根据纱线品种、支数和卷绕速度，设定一个张力值，由张力装置给纱线加压产生附加张力，当卷绕到小纱管时，降低卷绕速度，来保持纱线张力稳定。

缺点：降低卷绕速度，牺牲产量。

应用：第二代自动络筒机采用这种形式。张力控制系统形式｛一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（二）络纱张力自动控制系统1.日本村田No.21C型自动络筒机络纱张力自动控制系统

组成：由跟踪式气圈控制器、栅栏式张力控制器组成。气圈控制器构成闭环系统，栅栏式张力器构成开环系统，是一处检测、两处控制的混合环控制系统，控制精度较高。一、张力控制系统锭位计算机根据光电传感器探测的管纱退绕位置用张力数学模型自动计算张力变化，并通过电磁铁来调节活动栅栏的位置，从而用倍积法调节附加张力的大小，使络纱张力自始至终保持稳定。第二节自动络筒机控制系统（二）络纱张力自动控制系统2.德国赐来福Autoeoner338型自动络筒机络纱张力自动控制系统两个张力圆盘在锭位计算机的控制下由步进电机经齿轮同步积极传动，圆盘转动方向与纱线运行方向相反，对纱线的压力通过控制电磁力调整。

一、张力控制系统闭环系统:增减电磁力使纱线张力得到补偿和匀整。

开环系统:增减卷绕速度来增减纱线张力。一处检测、两处控制的混合环控制系统，控制精度较高。第二节自动络筒机控制系统（二）络纱张力自动控制系统2.德国赐来福Autoeoner338型自动络筒机络纱张力自动控制系统一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（二）络纱张力自动控制系统村田No.21C型和赐来福338型自动络筒机张力控制装置比较对比项目村田No.21C型赐来福338型张力器栅栏式电磁加压圆盘式电磁加压加压原理倍积法累加法张力器的主控制方式开环控制闭环控制络纱张力的辅助控制方式跟踪式气圈控制器闭环控制槽筒卷绕速度开环控制附加张力的大小数学模型预先确定根据检测结果实时动态匀整气圈控制器跟踪式固定式检测装置光电式传感器检测压电式传感器检测方式探测管纱退绕位置间接确定张力直接动态检测张力对于无法预见的张力波动无法调节可以调节一、张力控制系统第二节自动络筒机控制系统（一）光电式电子清纱器工作原理工作原理：光电式电子清纱器是将纱疵形状的几何量（直径和长度）通过光电系统转换成相应的电信号来进行检测。若纱疵的粗度、长度超过设定值时，鉴别电路翻转，输出高电平，驱动切刀机构将纱疵切除。装置组成：整个装置由光源、光敏接收器、信号处理电路、执行机构等组成。

二、电子清纱器电子清纱器分类｛电容式

光电式第二节自动络筒机控制系统（一）光电式电子清纱器工作原理二、电子清纱器第二节自动络筒机控制系统（二）电容式电子清纱器电容式电子清纱器工作原理

二、电子清纱器第二节自动络筒机控制系统（三）电子清纱器的电脑控制

电子清纱器一般由检测头、清纱器信号处理电路（位于锭位）和清纱器控制电脑（位于车头）三部分组成。

二、电子清纱器第二节自动络筒机控制系统（四）光电式和电容式电子清纱器主要工作性能对比项目光电式电容式纱线捻度影响大无影响纱线颜色较大影响略有影响纱线光泽有影响无影响纱线回潮率影响较小或无影响较大影响，引起检测失误纤维种类略有影响有影响混纺比例略有影响有影响外部杂散光有影响无影响飞花灰尘积聚较大影响，引起检测失误有影响金属粉末混入纱线无影响较大影响二、电子清纱器光电式和电容式的组合探头综合了两者的优点，还有异纤检测功能。如瑞士USTER公司的QUANTUM2型，日本KEISOKKI公司的TRICHORD型，印度PREMIER公司的IQON型等。第二节自动络筒机控制系统（一）接头循环的动作组成1.清纱器动作清纱器判断纱路中没有纱线时，接头开始。2.筒子和槽筒动作筒子抬起→槽筒和筒子刹车→刹车释放→筒子落下→槽筒倒转→槽筒倒转结束。3.筒纱吸嘴动作筒纱吸嘴上行→风门打开→筒纱吸嘴下行→风门关闭→筒纱吸嘴到位等待。4.管纱吸嘴动作管纱吸嘴下行→预清纱器和张力盘打开→张力盘清洁→管纱吸嘴夹住纱线等待→管纱吸嘴上行→预清纱器和张力盘闭合→管纱吸嘴复位。5.换管动作(可选)管纱探知→管纱托脚转动→空管排出→管纱托脚复位→管纱漏斗闭合→纱库转动，新管纱落下→交纱臂送纱→剪刀剪断纱线→管纱漏斗复位。6.接头动作夹住纱线→绞纱→退捻→加捻→纱尾剪断→捻接结束，纱线进入纱路。三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（二）接头循环的基本形式接头循环形式筒纱吸嘴、管纱吸嘴和接头动作一次成功筒纱吸嘴重复动作管纱吸嘴重复动作接头动作重复动作｛

一个完整的接头循环应该包括上述的四个基本形式，而且各模块间除垂直联系外，还有横向联系。三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（二）接头循环的基本形式1.筒纱吸嘴、管纱吸嘴和接头动作一次成功三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（二）接头循环的基本形式2.筒纱吸嘴重复动作

筒纱吸嘴动作失败后重复进行，直至重复的次数达到设定值后，接头宣告失败，由操作人员处理后，进入下一轮接头循环。三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（二）接头循环的基本形式3.管纱吸嘴重复动作

管纱吸嘴动作失败后重复动作，直至重复的次数达到设定值后，接头宣告失败，由操作人员处理后，进入下一轮接头循环。三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（二）接头循环的基本形式4.接头重复动作

在筒纱和管纱都到位后，接头装置才开始动作，若成功，则纱线进入纱路；若失败则整个接头循环进入第2轮，直至成功。失败次数达到设定之后，槽筒停止运转，经处理后再重新启动。三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统（四）接头方法无结接头方法

空气捻结法：是将两根纱头放入一只特殊设计的捻接腔中，经高压气喷射，使两根纱头缠合在一起。机械捻接法：是利用机械动作来完成捻接全过程的捻接技术，通过高速自动络筒机上机械搓捻器来实现退捻——牵伸——加捻的捻接技术过程。静电捻接法：是利用高压电场作用下产生的静电，吸引纱线两端的平行纤维，使纤维松解并重新掺合在一起，然后切断电源，再进行机械加捻而成。｛三、电气控制的接头循环第二节自动络筒机控制系统四、电子防叠机构重叠筒子产生原因：在槽筒的一个或几个往复导纱周期中筒子恰好转过整数转时，卷绕在筒子上的纱圈就会前后重叠起来。虽然筒子转速会随其直径的增加而不断降低，但其转动直径增加很慢，所以筒子在若干个往复导纱周期内就近似等速回转，也就是说，重叠现象会持续相当时间，结果在筒子表面形成密集凸起的条带。重叠筒子危害：使筒子与槽筒接触不良，不仅使部分纱线受到过分摩擦，造成筒子剧烈振动，而且会使筒子跳动或作轴向移动，以致在筒子两端造成蛛网或脱边疵点，使整经断头增加。在重叠的条带中，层层纱圈又紧密地堆叠在一起，易使纱圈互相嵌入，增加在下道工序退绕时的阻力，造成断头和乱纱。第二节自动络筒机控制系统（一）周期性地改变槽筒的转速

当槽筒转速作周期性变化时，受槽筒摩擦传动的筒子转速也随之改变，但由于惯性，筒子转速的变化总是滞后于槽筒转速的变化，因而两者之间产生滑移。当筒子直径达到重叠的条件时，由于滑移的缘故，使相邻卷绕的纱圈产生一定的位移角从而避免了重叠的发生。（二）使筒子握臂架作周期性的轴向移动或摆动

使筒子与槽筒之间产生滑移，重叠条件破坏，从而避免重叠的产生。（三）利用槽筒本身的特殊结构防叠。筒子握臂周期性轴向移动或摆动四、电子防叠机构第二节自动络筒机控制系统（三）利用槽筒本身的特殊结构来防叠的实际应用1.使沟槽中心线左右扭曲。利用自由纱段的作用，让纱圈的卷绕轨迹与左右扭曲的槽筒沟槽不相吻合，当筒子表面形成轻度的重叠纱条时，纱条与槽筒沟槽的啮合现象不可能发生，因此避免严重重叠的产生。2.将回槽设计为虚纹或断纹（一般断在与离槽的交叉口处）。当纱圈开始轻微重叠时，由于虚纹和断纹的作用抬起筒子，立即引起传动半径的变化，从而改变筒子的转速，使进一步的重叠过程不致持续很久。3.改设直角槽口。改普通对称的V形槽口为直角槽口也能防止重叠条带陷入沟槽。直角槽口必须对称安排，才能起抗啮合的作用。四、电子防叠机构第二节自动络筒机控制系统

摇架小端的光电编码器探测筒子转速，纱线电子定长传感器探测槽筒转速。锭位计算机根据两个传感器检测的转速随时计算出当时的筒子直径和速比。当筒纱卷绕直径与槽筒直径成倍数比例即达到临界重叠卷绕直径时，锭位计算机控制直接驱动槽筒的伺服电机加速或减速，利用变速过程所产生的滑移实现防叠，等越过重叠直径后伺服电机再恢复匀速运转。赐来福自动络筒机的电子防叠系统

四、电子防叠机构第二节自动络筒机控制系统

随着筒子直径逐渐增大，卷装重量也逐渐增大，为了避免筒子在槽筒上的压力增大，卷绕密度增大，锭位计算机还适时发出指令控制顶升筒子摇架的气压阀，使气压缸内的压力逐渐增大，从而保持筒子在槽筒上的压力基本稳定。

四、电子防叠机构赐来福自动络筒机的电子防叠系统

第二节自动络筒机控制系统日本村田自动络筒机的电子防叠系统

采用了复合槽筒。卷绕控制器通过两个传感器监测筒子上的卷绕圈数，在即将发生重叠卷绕的直径处控制跳线机构切换槽筒的导纱沟槽。这样破坏了重叠交叉点，等越过临界重叠直径后再控制跳线机构切换回原来的沟槽，从而解决了槽筒沟槽固定带来的重叠卷绕问题，并实现了筒纱的高速退绕。

采用复合槽筒的电子防叠系统的优势:槽筒不变速，基本上避免了槽筒与筒子之间的相对滑移，减少毛羽和纱线磨损。1.5圈与2圈复合2圈与2.5圈复合四、电子防叠机构第二节自动络筒机控制系统五、电子定长控制目的：①减少后工序的筒脚纱浪费及倒筒工作；②提高后加工的工艺合理性。电子定长直接测量间接测量通过测量络筒过程中纱线运行速度，达到测长的目的。通过检测槽筒转数，转换成相应的纱线卷绕长度，进而实现定长。｛（一）电子式定长要求与功能第二节自动络筒机控制系统原理：在槽筒外圆周内嵌一永磁体，计数霍尔开关的脉冲信号从而间接控制筒子纱的设定长度。定长修正：由于传动点上槽筒和筒子的相对滑移、张力作用下的纱线伸长、筒子锥角与防叠参数的不同、纱线特数和线密度的不同以及络筒速度和筒架压力的影响等，实际长度与设定长度不会完全相同，须根据确定修正系数。一般各批纱的修正系数都不相同，故必须在投产前，在一个络纱锭上通过实验来确定修正系数，然后在电脑上集中设定。经修正后长度与设定长度的差异可以满足±1%的精度要求。五、电子定长控制第二节自动络筒机控制系统七、络筒辅助装置

自动换管装置配有6个（或9个）位置的管纱库。工作管纱络卷完毕时，换管驱动机构将插纱锭座移向空管输送带并把空纱管从纱锭座上起下，空管落在输送带上。步进电动机驱动管纱库转动一定角度，将满管纱补入插纱锭座，然后插纱锭座移回到工作位置。（一）自动换管装置第二节自动络筒机控制系统推进机构：推动自动换筒装置定位在换筒位置；换筒机构：自动完成换筒操作，包括筒子尾纱卷绕，空管抓取，空管在生头卷绕装置上的卷绕，满筒的落筒，空管向筒子握臂喂给以及落筒后开始卷绕时对筒子握臂施加附加的压力，将满筒子推入机后的筒子输送带。吹风机构：离心式风机及吹风通道对换筒工作区域吹风。（二）自动换筒装置吹风机构自动换筒装置构成推进机构换筒机构｛七、络筒辅助装置第二节自动络筒机控制系统八、整机监控系统自动络筒机控制系统组成第二节自动络筒机控制系统八、整机监控系统

位于车头的整机监控计算机功能：整机启动时，顺序启动控制柜风扇、空压机、主传动电机、依次分锭节启动各锭节槽筒电机，避免因捻接器同时工作发生气压不足，捻接失败。当整机监控系统监测到压缩空气压力下降到一定值，或监控系统出现故障时，发出报警并使全机停止。第二节自动络筒机控制系统九、锭位计算机

锭位计算机根据整机监控系统送来的信号对本锭的卷绕过程进行监测与控制，它通过外部总线与微机监控系统联系。

锭位计算机电路原理第二节自动络筒机控制系统十一、细络联合

为了提高劳动生产率和自动化水平，避免细纱管纱在运输过程中由于管纱之间相互碰撞摩擦而增加纱线毛羽，细络联自动络筒机上安装了从细纱到络筒之间管纱自动运输装置。1991年欧瑞康赐来福在Autoconer238上应用Caddy-Transport-System对细纱机上的管纱进行质量监控，监测仪内贮存每个锭子的编码，络筒机电子清纱器检测到的细纱质量数据，可准确反馈至相应的锭子上。可迅速查出疵点原因，保证管纱质量。第二节自动络筒机控制系统十一、细络联合实现细络联优点①降低了管纱运输人力成本，保证纱线的质量，减少油脏污纱及毛羽等纱疵；②减少了半成品的储存，加快了周转，减少备用纱管数量，降低生产成本；③能满足纺织品小批量、多品种，生产周期短的生产要求；④细络联的连接有单台连接和多台连接两种形式，如果采用多台连接的形式的话，可节省大约30%的占地面积。利用计算机控制筒子架压力及槽筒驱动，保证了无冲击平滑启动，并控制防叠加速的滑动，而使防叠效果显著；电子监测纱线横动，使槽筒缠绕能很快被发现并得到解决；纱线长度和筒子直径同时检测，可保证两者之间的相关性，使筒子纱线密度趋于一致；负压调节系统保证了吸头的成功率；使用压力传感器使动力消耗降到了最低；采用EcopackFX精密定长装置，可使卷装长度误差精确到l%，大大减少后道工序的筒脚纱；上纱头吸风管道内设置纱线传感器，可有效减少吸纱时间和废纱。德国OerlikonSchlafhorst(欧瑞康赐来福)公司Autoconer5自动络筒机典型的自动络筒机介绍德国OerlikonSchlafhorst(欧瑞康赐来福)公司Autoconer5S自动络筒机以伺服驱动的导纱钩代替了