自調(diào)勻整的研究始于20世紀(jì)60年代，隨著電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自調(diào)勻整裝置在原有作用原理的基礎(chǔ)上，控制技術(shù)和實(shí)現(xiàn)手段都有很大的發(fā)展，在現(xiàn)代紡紗生產(chǎn)中的作用已十分重要。
1并條機(jī)自調(diào)勻整裝置介紹
1．1控制方式
自調(diào)勻整的控制方式可分為開環(huán)、閉環(huán)和混合環(huán)三種形式。開環(huán)系統(tǒng)屬針對(duì)性勻整，適合短片段不勻，閉環(huán)系統(tǒng)適合長(zhǎng)片段不勻，混合環(huán)系統(tǒng)能兼長(zhǎng)短片段不勻，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求很高。并條工序?qū)刂瞥杉喼亓坎粍蚝椭亓科钪笜?biāo)有非常重要的把關(guān)作用，對(duì)勻整的針對(duì)性具有較高的要求。從目前的情況看，在并條機(jī)上具有良好作用的自調(diào)勻整大都屬開環(huán)系統(tǒng)，只要其主要工藝(如延遲時(shí)間)設(shè)置良好，勻整效果十分理想。
USC型、USG型自調(diào)勻整裝置，其作用原理如圖1所示。4根-8根條子由導(dǎo)條架喂入，通過給棉羅拉，進(jìn)入溝槽羅拉與檢測(cè)羅拉組成的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，然后擴(kuò)展成棉網(wǎng)進(jìn)入牽伸裝置。檢測(cè)機(jī)構(gòu)上下羅拉間保持有一定的壓力，隨喂入條子單位長(zhǎng)度重量的不同檢測(cè)羅拉上下移動(dòng)，由位移傳感器發(fā)出訊號(hào)，檢測(cè)相應(yīng)斷面到達(dá)主牽伸區(qū)時(shí)，伺服電機(jī)變速，調(diào)整主牽伸區(qū)牽伸倍數(shù)，以達(dá)到勻整出條條干的目的，同時(shí)在緊壓羅拉處，對(duì)出條條干進(jìn)行在線監(jiān)控，在線檢測(cè)勻整結(jié)果經(jīng)微機(jī)統(tǒng)計(jì)比較，在熒光屏上以數(shù)字和圖表方式顯示出條子的質(zhì)量數(shù)據(jù)。在線檢測(cè)的FP喇叭頭還能不斷核對(duì)出條號(hào)數(shù)和出條實(shí)際條干不勻，如果超出已設(shè)定的警報(bào)界限時(shí)，并條機(jī)能自動(dòng)停車并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，顯示器還能隨時(shí)顯示多項(xiàng)工藝、質(zhì)量、產(chǎn)量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
圖1開環(huán)式自調(diào)勻整作用原理
USC、USG型自調(diào)勻整的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用機(jī)電組合差速合成方式，這種方式具有控制功率小、伺服電機(jī)故障不影響主機(jī)運(yùn)行，控制方法簡(jiǎn)單等較為突出的優(yōu)點(diǎn)。勻整范圍有土10％；±15％、±20％和土25％四檔；適宜纖維長(zhǎng)度為22mm～100mm；控制精度土1％；在線檢測(cè)統(tǒng)計(jì)班產(chǎn)、總產(chǎn)、效率、生產(chǎn)時(shí)間；出條監(jiān)測(cè)重量偏差(A％)、出條(CV值)及不同片段重量CV值(CVlm、CV3m、CVl0m、CVl00m)，是一種對(duì)前紡中短片段具有完整在線檢測(cè)功能的自調(diào)勻整裝置。
1．2牽伸調(diào)節(jié)方式
自調(diào)勻整裝置是通過改變牽伸羅拉的速度來調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)的，可以改變后羅拉的速度，也可以改變前羅拉的速度。在自調(diào)勻整裝置中，調(diào)節(jié)前羅拉速度或調(diào)節(jié)后羅拉速度各有優(yōu)缺點(diǎn)。從負(fù)荷上看，希望調(diào)速部分的功率愈小愈好，以降低系統(tǒng)的設(shè)備費(fèi)用。調(diào)節(jié)后羅拉速度一般所需要功率比前羅拉小，也比較容易滿足系統(tǒng)對(duì)慣性的要求；從提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度來看，前羅拉速度比后羅拉調(diào)節(jié)有利，因?yàn)榍傲_拉的轉(zhuǎn)速比后羅拉速度高，轉(zhuǎn)速誤差率可降低。另外，調(diào)速部分一般作高速運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣，減速齒輪系統(tǒng)可盡量減少，因而，也減小了齒輪誤差。但在前羅拉變速時(shí)，必須同時(shí)改變緊壓羅拉、圈條器等的速度，因?yàn)槠湄?fù)荷大，相應(yīng)的慣性也大，有時(shí)不易滿足系統(tǒng)的慣性要求。后羅拉變速則不同，由于速度低，如果速度變化僅百分之幾，則誤差就大，而且，后羅拉變速時(shí)整個(gè)喂入機(jī)構(gòu)，如導(dǎo)條架、檢測(cè)機(jī)構(gòu)及后羅拉等的速度都要變化，容易產(chǎn)生意外牽伸；前羅拉變速時(shí)，牽伸倍數(shù)與喂入紗條的重量變化為線性關(guān)系；而后羅拉變速時(shí)，則為雙曲線關(guān)系。在調(diào)整時(shí)，線性關(guān)系比較容易調(diào)節(jié)。
實(shí)際上，由于并條機(jī)出條速度的不斷提高，較少考慮前羅拉速度的改變。同時(shí)，隨著并條機(jī)牽伸機(jī)構(gòu)的不斷改進(jìn)完善，往往將牽伸區(qū)分成兩部分，在工藝側(cè)重點(diǎn)上有所區(qū)別，自調(diào)勻整在調(diào)節(jié)牽伸時(shí)也應(yīng)考慮盡量少改變?cè)械那昂鬆可靺^(qū)的牽伸配置，特別是對(duì)牽伸質(zhì)量影響較大的后區(qū)牽伸倍數(shù)，避免惡化條干。SH802-E型并條機(jī)上的USC型自調(diào)勻整裝置是通過改變Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ羅拉的速度，I羅拉速度保持不變。這種調(diào)節(jié)方式保持后區(qū)牽伸倍數(shù)不變，而以Ⅱ、Ⅲ羅拉速度的改變來調(diào)節(jié)前區(qū)牽伸倍數(shù)。
有的自調(diào)勻整裝置保持并條機(jī)主牽伸倍數(shù)不變，專門設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)牽伸區(qū)進(jìn)行牽伸調(diào)節(jié)，如在主牽伸區(qū)后方設(shè)置一對(duì)簡(jiǎn)單羅拉，須條在進(jìn)入主牽伸前先進(jìn)入預(yù)牽伸區(qū)，經(jīng)過自調(diào)勻整的作用，使進(jìn)入主牽伸區(qū)的條子定量均勻一致。采用這種方式，應(yīng)在工藝上避免因增加一個(gè)牽伸性能并不完善的預(yù)牽伸區(qū)而惡化條干。
1．3喂入檢測(cè)系統(tǒng)
喂人檢測(cè)系統(tǒng)的作用是將喂入須條的不勻變化以某種信號(hào)反應(yīng)出來，有機(jī)械式、電氣式及氣流檢測(cè)等多種不同的方式，因后兩者對(duì)外界因素(纖維品種、纖維分布狀況、溫濕度等)變化較敏感，使檢測(cè)信號(hào)不夠穩(wěn)定，目前，使用較成熟的技術(shù)是機(jī)械電器結(jié)合式檢測(cè)，如利用一線位移傳感器配合一對(duì)凹凸羅拉(對(duì)輸入棉條進(jìn)行連續(xù)測(cè)量)，其工作原理是凹羅拉固定不動(dòng)，凸羅拉通過彈簧加壓緊靠在凹羅拉上，形成一測(cè)量鉗口。由于鉗口中棉條粗細(xì)的變化，使凸羅拉推動(dòng)傳感器的探頭發(fā)出信號(hào)。根據(jù)位移量的大小，傳感器輸出相應(yīng)的電壓值，該值與棉條輸入量有良好的線性關(guān)系，同時(shí)得到放大和傳送。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
是測(cè)量穩(wěn)定可靠，不易受外界干擾，操作使用方便。為使凹凸羅拉組成的測(cè)量鉗口能正確反應(yīng)須條不勻的變化，要合理設(shè)置測(cè)量羅拉加壓、直徑和溝槽寬度等參數(shù)，同時(shí)還要注意須條定量、回潮率、結(jié)構(gòu)性狀等對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響，不同品種可以設(shè)置不同的測(cè)量參數(shù)。USC型、USD型自調(diào)勻整均根據(jù)不同的勻整范圍設(shè)置了最大測(cè)量偏差，并提供了不同的測(cè)量羅拉槽寬度。
1．4控制計(jì)算機(jī)
控制計(jì)算機(jī)是整個(gè)自調(diào)勻整系統(tǒng)的核心。選擇工業(yè)級(jí)的主CPU減少了外圍控制元件。因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)共有8個(gè)采樣點(diǎn)，為減少采樣等待時(shí)間，減少主CPU的負(fù)擔(dān)，單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)采樣子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)由單片機(jī)控制，它將所有信號(hào)采集后，通過并行接口傳輸?shù)街鰿PU。此外，硬件設(shè)計(jì)上采取了許多有效的措施，如掉電保護(hù)電路的設(shè)計(jì)采用了電源掉電信號(hào)控制、片選控制、掉電中斷控制以及鋰電池的保護(hù)處理等，達(dá)到了在任何狀態(tài)下的數(shù)據(jù)均完整可靠的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
軟件設(shè)計(jì)采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。主程序中，設(shè)計(jì)了內(nèi)容豐富的6級(jí)菜單系統(tǒng)。通過這些菜單，可以直接觀察系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)工藝數(shù)據(jù)，可以輸入各種控制參數(shù)，能對(duì)顯示菜單進(jìn)行更改。此外，設(shè)計(jì)中還增加了自檢和測(cè)試功能，通過顯示面板就可以了解整個(gè)系統(tǒng)的工作情況。
1．5伺服系統(tǒng)
伺服系統(tǒng)主要包括控制電機(jī)、伺服控制器、剎車控制器和大功率變壓器等?？刂齐姍C(jī)使用無刷類電機(jī)，選擇功率為1．2kW的交流伺服電機(jī)。電機(jī)剎車控制板用于吸收電機(jī)減速運(yùn)行時(shí)反饋給控制器的能量。
1．6出條檢測(cè)
一般的開環(huán)自調(diào)勻整系統(tǒng)在出條端是沒有檢測(cè)點(diǎn)的，控制系統(tǒng)根據(jù)喂入檢測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)牽伸倍數(shù)后直接輸出須條，無法在線了解勻整效果。USC、USG型自調(diào)勻整均在出條處設(shè)置了檢測(cè)喇叭口，它不同于閉環(huán)系統(tǒng)的出條檢測(cè)，與自調(diào)勻整的控制系統(tǒng)沒有關(guān)系，是一個(gè)直接監(jiān)測(cè)輸出條質(zhì)量，向計(jì)算機(jī)提供信號(hào)的高精度監(jiān)測(cè)器。出條檢測(cè)采用具有高速、高精度特點(diǎn)的FP棉條壓力傳感器，能檢測(cè)條子的微小變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)棉條質(zhì)量的監(jiān)控。若配合高性能的軟件，還能直接在終端顯示棉條的條干數(shù)值和波譜圖，這對(duì)系統(tǒng)調(diào)試和質(zhì)量監(jiān)控有重要的意義。
1．7顯示終端
終端是控制系統(tǒng)與操作人員連接的橋梁，通過顯示終端對(duì)有關(guān)工藝條件和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，并隨時(shí)了解生產(chǎn)情況和出條質(zhì)量。USC型、USG型自調(diào)勻整終端選用點(diǎn)陣型液晶，液晶本身自帶控制線路，其控制是由一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)完成。
1．8勻整技術(shù)參數(shù)
1．8．1死區(qū)長(zhǎng)度
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