一种剪毛机张力实时控制系统的制作方法

文档序号:6314829阅读:381来源:国知局
一种剪毛机张力实时控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种剪毛机张力实时控制系统,包括PLC控制器,所述的PLC控制器通过RS232串口通讯线与人机界面触摸屏相连;所述的PLC控制器的高速脉冲输出口通过线路与伺服驱动模块相连;所述的PLC控制器通过RS485总线与变频驱动模块相连;所述的PLC控制器还分别通过线路与速度检测模块、张力检测模块、金属探测器和接缝探测器相连。本实用新型通过对进布辊、前导辊、刷毛辊、吸边器、剪毛辊、后导辊、出布辊的转速进行实时控制,实现布料张力的精确控制与无级调节,使剪毛高度更加精确,减小高度误差。
【专利说明】一种剪毛机张力实时控制系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种剪毛机的控制系统,尤其涉及一种剪毛机张力实时控制系统,属于电子控制领域。

【背景技术】
[0002]剪毛机是纺织后整理加工中的主要设备之一,剪毛机主要包括进布辊、前导辊、刷毛辊、吸边器、剪毛辊、后导辊、出布辊这些装置。织物在经过起毛机拉绒处理之后,织物表面形成长短不一的绒毛,剪毛机的作用就是将这些绒毛进行定长剪切以提高其产品质量和档次。近十年以来,我国的纺织工业获得了较大发展,产业升级的步伐逐渐加快。染整行业作为纺织生产的重要一环,也逐步从规模扩张型转为技术密集型。剪毛机作为产品加工的最后工序,直接关系到产品质量,因此必须设计一套高效可靠的控制系统。
[0003]在剪毛机中,进布辊、前导辊、后导辊和出布辊是剪毛机的传动辊,在布料行进过程中起到传递作用,刷毛辊和剪毛辊分别起到布料的刷毛和剪毛的作用,吸边器主要是保证布料行进方向不会跑偏。剪毛高度是决定剪毛效果好坏的重要参数,它需要各个控制模块相互配合,协调运行,才能实现剪毛高度的准确。张力控制对剪毛高度的准确程度起到至关重要的作用,张力不稳定,会导致布料拉伸变形,使剪毛高度不均匀,布料表面绒毛参差不齐。所以,实现剪毛机张力的实时控制是剪毛技术的关键。国内现有的剪毛机大多采用变频控制系统,这种控制系统存在张力控制不稳定、精度低、故障多等缺陷,影响产品质量的提升。
实用新型内容
[0004]本实用新型目的在于提供了一种剪毛机张力实时控制系统,本实用新型通过对进布辊、前导辊、刷毛辊、吸边器、剪毛辊、后导辊、出布辊的转速进行实时控制,实现布料张力的精确控制与无级调节,使剪毛高度更加精确,减小高度误差。
[0005]为了达到上述目的,本实用新型的技术方案是:
[0006]一种剪毛机张力实时控制系统,包括PLC控制器,所述的PLC控制器通过RS232串口通讯线与人机界面触摸屏相连;所述的PLC控制器的高速脉冲输出口通过线路与伺服驱动模块相连;所述的PLC控制器通过RS485总线与变频驱动模块相连;所述的PLC控制器还分别通过线路与速度检测模块、张力检测模块、金属探测器和接缝探测器相连。
[0007]所述的伺服驱动模块包括进布辊伺服驱动器、前导辊伺服驱动器、刷毛辊伺服驱动器、剪毛辊伺服驱动器、后导辊伺服驱动器和出布辊伺服驱动器;且所述的进布辊伺服驱动器、前导辊伺服驱动器、刷毛辊伺服驱动器、剪毛辊伺服驱动器、后导辊伺服驱动器和出布辊伺服驱动器分别通过线路与PLC控制器的高速脉冲输出口相连;其中所述的进布辊伺服驱动器通过线路与进布辊伺服电机相连;所述的前导辊伺服驱动器通过线路与前导辊伺服电机相连;所述的刷毛辊伺服驱动器通过线路与刷毛辊伺服电机相连;所述的剪毛辊伺服驱动器通过线路与剪毛辊伺服电机相连;所述的后导辊伺服驱动器通过线路与后导辊伺服电机相连;出布辊伺服驱动器通过线路与出布辊伺服电机相连。
[0008]所述的变频驱动模块包括刷毛高度调整变频器、剪毛高度调整变频器、平刀摆动变频器和吸边器变频器;且所述的刷毛高度调整变频器、剪毛高度调整变频器、平刀摆动变频器和吸边器变频器通过RS485总线与PLC控制器相连;所述的刷毛高度调整变频器通过线路与刷毛高度调整电机相连;所述的剪毛高度调整变频器通过线路与剪毛高度调整电机相连;所述的平刀摆动变频器通过线路与平刀摆动电机相连;所述的吸边器变频器通过线路与吸边器电机相连。
[0009]所述的速度检测模块包括进布辊测速传感器、前导辊测速传感器、刷毛辊测速传感器、剪毛辊测速传感器、后导辊测速传感器和出布辊测速传感器;其中所述的进布辊测速传感器、前导辊测速传感器、刷毛辊测速传感器、剪毛辊测速传感器、后导辊测速传感器和出布辊测速传感器分别通过线路与PLC控制器相连。
[0010]所述的张力检测模块包括进布段张力传感器、前导布段张力传感器和后导布段张力传感器;其中所述的进布段张力传感器、前导布段张力传感器和后导布段张力传感器分别通过线路与PLC控制器相连。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型剪毛机张力控制系统,采用速度链的控制方式,通过测速传感器测得各传动辊的转速值,以进布辊的线速度为基准,通过设置前导辊、后导辊和出布辊的张力系数,即可达到张力的无级调节。通过PID控制计算方法计算各传动辊的各传动辊转速调整值,保证剪毛机运行过程中各传动辊转速的恒定,从而实现剪毛机张力的恒定。本实用新型系统可靠性高,张力控制稳定、精度高、故障率低,提高了剪毛机的机电一体化程度,大大提高生产效率和系统稳定性。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图;
[0013]图2是本实用新型控制下的导布过程示意图;
[0014]图3是本实用新型的PLC程序流程图。
[0015]

【具体实施方式】
[0016]实施例1
[0017]本实施例的一种剪毛机张力实时控制系统,如图1所示,包括PLC控制器1,所述的PLC控制器I通过RS232串口通讯线与人机界面触摸屏2相连,PLC控制器I的输入输出是通过人机界面触摸屏2来实现的,而人机界面触摸屏2通过设置运行参数实现对PLC控制器I的控制,并且对PLC控制器I的运行状况进行实时监控;所述的PLC控制器I的高速脉冲输出口通过线路与伺服驱动模块3相连;所述的PLC控制器I通过RS485总线与变频驱动模块4相连;所述的PLC控制器I还分别通过线路与速度检测模块5、张力检测模块6、金属探测器7和接缝探测器8相连;所述的金属探测器7和接缝探测器8分别对布料进行金属、接缝的检测,及时反馈给PLC控制器1,进行报警故障处理。
[0018]所述的伺服驱动模块3包括进布辊伺服驱动器31、前导辊伺服驱动器32、刷毛辊伺服驱动器33、剪毛辊伺服驱动器34、后导辊伺服驱动器35和出布辊伺服驱动器36 ;且所述的进布辊伺服驱动器31、前导辊伺服驱动器32、刷毛辊伺服驱动器33、剪毛辊伺服驱动器34、后导辊伺服驱动器35和出布辊伺服驱动器36分别通过线路与PLC控制器I的高速脉冲输出口相连;其中所述的进布辊伺服驱动器31通过线路与进布辊伺服电机37相连;所述的前导辊伺服驱动器32通过线路与前导辊伺服电机38相连;所述的刷毛辊伺服驱动器33通过线路与刷毛辊伺服电机39相连;所述的剪毛辊伺服驱动器34通过线路与剪毛辊伺服电机310相连;所述的后导辊伺服驱动器35通过线路与后导辊伺服电机311相连;出布辊伺服驱动器36通过线路与出布辊伺服电机312相连。
[0019]所述的变频驱动模块4包括刷毛高度调整变频器41、剪毛高度调整变频器42、平刀摆动变频器43和吸边器变频器44 ;且所述的刷毛高度调整变频器41、剪毛高度调整变频器42、平刀摆动变频器43和吸边器变频器44通过RS485总线与PLC控制器I相连;所述的刷毛高度调整变频器41通过线路与刷毛高度调整电机45相连;所述的剪毛高度调整变频器42通过线路与剪毛高度调整电机46相连;所述的平刀摆动变频器43通过线路与平刀摆动电机47相连;所述的吸边器变频器44通过线路与吸边器电机48相连。
[0020]本实施例的PLC控制器I能够同步访问各伺服驱动器和各变频器,以保证各电机的协同运作。
[0021]所述的速度检测模块5包括进布辊测速传感器51、前导辊测速传感器52、刷毛辊测速传感器53、剪毛辊测速传感器54、后导辊测速传感器55和出布辊测速传感器56 ;其中所述的进布辊测速传感器51、前导辊测速传感器52、刷毛辊测速传感器53、剪毛辊测速传感器54、后导辊测速传感器55和出布辊测速传感器56分别通过线路与PLC控制器I相连;测速传感器对各个传动辊的转速进行实时检测,并把检测到得转速值发给PLC控制器1,PLC控制器I根据实际张力需要对相应传动辊的电机转速作出调整,实现张力恒定。
[0022]所述的张力检测模块6包括进布段张力传感器61、前导布段张力传感器62和后导布段张力传感器63 ;其中所述的进布段张力传感器61、前导布段张力传感器62和后导布段张力传感器63分别通过线路与PLC控制器I相连;各张力传感器分别对布料进行张力检测,把检测到得张力值发给PLC控制器1,PLC控制器I把实际张力值与设定的张力值进行比较,再通过改变相应传动辊电机转速进行张力大小调节。
[0023]本实施例的一种剪毛机张力实时控制系统的控制方法,如图1-3所示,包括如下步骤:启动剪毛机,根据需要,通过人机界面触摸屏2对剪毛机上的进布辊、前导辊、刷毛辊、剪毛辊、后导辊和出布辊的参数进行设定;剪毛机启动后,进布辊、前导辊、刷毛辊、剪毛棍、后导棍和出布棍的转速由PLC控制器I实时控制;进布棍、前导棍、后导棍和出布棍为剪毛机的传动辊,对布料进行传递;当布料进入剪毛机的进布辊后,通过在进布辊和前导辊之间安装金属探测器7,对布料进行金属探测,检测布料中是否有金属碎片夹带物并把信号反馈给PLC控制器1,当发现布料中有金属碎片夹带物后及时发出故障报警且PLC控制器I执行剪毛机停止运行的操作,如没有检测到金属夹带物,布料继续被输送进入前导辊,通过在前导辊和刷毛辊之间安装接缝探测器8对经过的布料进行接缝实时检测,如检测到有接缝通过时,将信号及时反馈给PLC控制器I,发出报警信号给PLC控制器,由PLC控制器I记录当前时刻为h,布料从接缝探测器8行进到剪毛辊需要时间为t (由剪毛机机械结构决定,t的值为接缝探测器8到剪毛辊路程s与当前布速V的商),当到达Utl +t)时刻,布料行进到剪毛辊时,PLC控制器I发出抬刀信号给剪毛高度调整变频器42,驱动剪毛高度调整电机46抬高剪毛辊,让接缝通过,以免损坏剪毛辊上的剪毛刀;通过接缝探测器8后,刷毛辊对布料进行刷毛处理,清除布料表面附着的游离纤维及碎屑并且将布料表面绒毛拉出以便剪切,拉绒高度可以通过刷毛高度调整变频器41控制刷毛高度调整电机45正反转来调节;刷毛过后,布料进入吸边器,通过吸边器变频器44控制吸边器电机48正反转来保证布料行进方向不会跑偏,然后布料经过剪毛辊,通过剪毛辊上的剪毛刀和平刀的配合进行剪毛处理,剪毛高度可通过剪毛高度调整变频器42控制剪毛高度调整电机46正反转来调节,剪毛之后的布料,相继通过后导辊和出布辊形成最后的成品。布料在行进过程中,在进布辊、前导辊、刷毛辊、剪毛辊、后导辊、出布辊上分别通过进布辊测速传感器51、前导辊测速传感器
52、刷毛辊测速传感器53、剪毛辊测速传感器54、后导辊测速传感器55和出布辊测速传感器56实时测得各传动辊的转速值,并把测得的转速值发回给PLC控制器1,并与设定参数进行比较,运用PID控制计算方法,计算各传动辊、刷毛辊和剪毛辊的转速调整值,PLC控制器I将转速调整值转化为脉冲信号,通过高速脉冲输出端口发送到上述的相应辊的伺服驱动器,通过伺服驱动器来调整伺服电机所对应的辊的转速,使各辊的速度与设定值在剪毛机运行过程中始终保持一致,从而保证剪毛机运行过程中张力恒定和刷毛处理及剪毛处理后的布料绒毛平整;所述的进布辊和前导辊之间通过安装进布段张力传感器61测得进布段的张力值,在前导辊和刷毛辊之间通过安装前导布段张力传感器62测得前导布段的张力值,在后导辊和出布辊之间通过安装后导布段张力传感器63测得后导布段的张力值,并将这些测得的张力值传输给PLC控制器1,根据上述张力传感器检测到的张力值与设定的张力值进行比较,PLC控制器I将张力差值转化为脉冲信号,通过高速脉冲输出端口发送到相应传动辊的伺服驱动器,通过伺服驱动器来改变相应伺服电机转速对传动辊转速进行张力大小调节。本实施例张力系数与各传动辊的速度有关,实际还是通过改变各传动辊的线速度,使它们之间形成速度差,实现张力的调节。
[0024]本实施例是一个闭环转速控制系统,提高了控制精确度,通过实时检测布料关键位置的张力大小,由PLC控制器I进行数据处理,并发送数据给相应传动辊电机,对张力进行调节,从而使剪毛机运行过程中张力更加稳定。通过采用人工干预的ro控制计算方法,对PID控制算法计算公式进行处理,得到Λ U的值,Λ U为每个采样周期的调整值。通过AU的补偿,使张力恒定。本实施例的系统可靠性高,张力控制稳定、精度高、故障率低,提高了剪毛机的机电一体化程度,大大提高生产效率和系统稳定性。
【权利要求】
1.一种剪毛机张力实时控制系统,其特征在于:包括PLC控制器(I ),所述的PLC控制器(I)通过RS232串口通讯线与人机界面触摸屏(2)相连;所述的PLC控制器(I)的高速脉冲输出口通过线路与伺服驱动模块(3)相连;所述的PLC控制器(I)通过RS485总线与变频驱动模块(4)相连;所述的PLC控制器(I)还分别通过线路与速度检测模块(5)、张力检测模块(6)、金属探测器(7)和接缝探测器(8)相连。
2.如权利要求1所述的一种剪毛机张力实时控制系统,其特征在于:所述的伺服驱动模块(3)包括进布辊伺服驱动器(31)、前导辊伺服驱动器(32)、刷毛辊伺服驱动器(33)、剪毛辊伺服驱动器(34)、后导辊伺服驱动器(35)和出布辊伺服驱动器(36);且所述的进布辊伺服驱动器(31)、前导辊伺服驱动器(32)、刷毛辊伺服驱动器(33)、剪毛辊伺服驱动器(34)、后导辊伺服驱动器(35)和出布辊伺服驱动器(36)分别通过线路与PLC控制器(I)的高速脉冲输出口相连;其中所述的进布辊伺服驱动器(31)通过线路与进布辊伺服电机(37)相连;所述的前导辊伺服驱动器(32)通过线路与前导辊伺服电机(38)相连;所述的刷毛辊伺服驱动器(33)通过线路与刷毛辊伺服电机(39)相连;所述的剪毛辊伺服驱动器(34)通过线路与剪毛辊伺服电机(310)相连;所述的后导辊伺服驱动器(35)通过线路与后导辊伺服电机(311)相连;出布辊伺服驱动器(36)通过线路与出布辊伺服电机(312)相连。
3.如权利要求1所述的一种剪毛机张力实时控制系统,其特征在于:所述的变频驱动模块(4)包括刷毛高度调整变频器(41)、剪毛高度调整变频器(42)、平刀摆动变频器(43)和吸边器变频器(44);且所述的刷毛高度调整变频器(41)、剪毛高度调整变频器(42)、平刀摆动变频器(43)和吸边器变频器(44)通过RS485总线与PLC控制器(I)相连;所述的刷毛高度调整变频器(41)通过线路与刷毛高度调整电机(45)相连;所述的剪毛高度调整变频器(42)通过线路与剪毛高度调整电机(46)相连;所述的平刀摆动变频器(43)通过线路与平刀摆动电机(47)相连;所述的吸边器变频器(44)通过线路与吸边器电机(48)相连。
4.如权利要求1所述的一种剪毛机张力实时控制系统,其特征在于:所述的速度检测模块(5)包括进布辊测速传感器(51)、前导辊测速传感器(52)、刷毛辊测速传感器(53)、剪毛辊测速传感器(54)、后导辊测速传感器(55)和出布辊测速传感器(56);其中所述的进布辊测速传感器(51)、前导辊测速传感器(52)、刷毛辊测速传感器(53)、剪毛辊测速传感器(54)、后导辊测速传感器(55)和出布辊测速传感器(56)分别通过线路与PLC控制器(I)相连。
5.如权利要求1所述的一种剪毛机张力实时控制系统,其特征在于:所述的张力检测模块(6)包括进布段张力传感器(61)、前导布段张力传感器(62)和后导布段张力传感器(63);其中所述的进布段张力传感器(61)、前导布段张力传感器(62)和后导布段张力传感器(63 )分别通过线路与PLC控制器(I)相连。
【文档编号】G05D15/01GK203923687SQ201420212387
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】彭来湖, 史伟民, 万中魁, 黄栋明, 汝欣, 李建强 申请人:浙江理工大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1