[发明专利]磨毛机多轴传动张力控制系统及其张力控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨毛机，尤其涉及一种磨毛机多轴传动张力控制系统及其张力控制方法。

背景技术

高效多功能超柔软磨毛整理机，主要适用于纯棉及混纺织物和针织物的柔软、磨毛加工，特别具有对高档薄型织物、凹凸花纹织物柔性加工能力。磨毛整理机的发展仅有几十年的历史。以德国、意大利为主的一些高档超柔软磨毛整理机诞生于上世纪九十年代，国内磨毛机的研发始于21世纪初，目前国内外磨毛机发展总的趋势是环保、绿色、节能、低耗、高效、智能化。

织物的张力是织物与磨毛辊接触松紧度的表现。在磨毛过程中，根据面料对磨毛的工艺要求不同，在布面与磨毛辊之间需要保证不同大小的均匀张力，而且张力的波动不能过大，否则会使织物强力下降，影响织物性能，使磨毛效果变差，出现布面发花、绒毛不均匀，导致磨柳等疵品。所以在高速运行的磨毛机上，实现织物的实际张力保持恒定非常关键，张力控制的好坏直接影响着产品的质量。国内现有的磨毛机大多采用变频控制系统，存在张力控制不稳定、线性不好、调试复杂、精度差、故障率高等技术问题，影响了纺织产品档次的提高。

发明内容

本发明主要解决原有磨毛机存在张力控制不稳定、启停阶段张力无法控制，调整线性度不好、调试复杂、精度差、故障率高的技术问题；提供一种根据即时张力，进行实时自适应导布，保证织物在磨毛过程中张力恒定，张力控制稳定、线性好、调试简单、精度高、故障率低的磨毛机多轴传动张力控制系统及其张力控制方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决：

本发明的磨毛机多轴传动张力控制系统，包括导布控制系统和磨毛控制系统，所述的导布控制系统是基于恒张力控制的导布控制系统，该系统包括设于进布辊与前导辊之间的进布张力传感器、设于前导辊与后导辊之间的磨毛张力传感器、设于后导辊与上导辊之间的上导张力传感器、设于上导辊与出布辊之间的出布张力传感器以及与上述张力传感器相连的PLC控制器，所述的PLC控制器通过进布伺服驱动器、前导伺服驱动器、后导伺服驱动器、出布伺服驱动器和上导伺服驱动器分别与进布辊电机、前导辊电机、后导辊电机、出布辊电机和上导辊电机相连；所述的PLC控制器也与所述的磨毛控制系统相连。基于恒张力的导布系统由进布张力控制、磨毛张力控制、上导张力控制和出布张力控制四部分组成。进布张力传感器检测进布辊与前导辊之间的织物张力，磨毛张力传感器检测前导辊与后导辊之间的张力，上导张力传感器检测后导辊与上导辊之间的张力，出布张力传感器检测上导辊与出布辊之间的张力。机器运行时，进布辊以设定速度运转，其他4根导辊以闭环恒张力控制驱动。导布控制系统以PLC控制器为核心驱动多个电机，用伺服控制系统代替原导布控制系统中的变频控制系统，实现精确控制。基于恒张力控制的导布控制系统是单轴闭环恒张力控制和五轴协同速度恒张力控制的组合控制系统，不同轴之间可改变不同的张力。导布控制系统以PLC控制器为核心，五轴协同速度同步驱动，能适应不同原料布。

作为优选，所述的磨毛控制系统中的锡林电机、扩幅辊电机和左磨毛辊电机、右磨毛辊电机分别与锡林变频器、扩幅变频器和左磨毛变频器、右磨毛变频器相连，上述变频器再通过串口通信线与所述的PLC控制器相连。磨毛控制系统由锡林电机、左磨毛辊电机、右磨毛辊电机和扩幅辊电机构成。锡林、左磨毛辊、右磨毛辊和可调速扩幅辊由变频器带动电机控制。不可调速扩幅辊跟随可调速扩幅辊启动、停止。本发明以现场总线为通讯形式，使PLC控制器能够同步访问变频器，保证磨毛机系统各部分之间电机的协同运作。

作为优选，所述的PLC控制器的输入输出设备为与其相连的触摸屏。操作方便，人机界面好。

本发明的磨毛机多轴传动张力控制系统所用的张力控制方法为：PLC控制器通过模拟输入端口实时接收进布张力传感器、磨毛张力传感器、上导张力传感器和出布张力传感器检测回来的张力值，判断磨毛机上织物各处的张力大小，根据张力设定值，运用PID控制算法，计算出进布辊电机、出布辊电机、后导辊电机、前导辊电机及上导辊电机的转速变化量，通过高速脉冲输出端口发送脉冲信号给与上述电机相连的伺服驱动器，从而驱动上述电机旋转，保证磨毛机运行过程中系统张力恒定；所述的PID控制算法采用基于人工干预的PD控制算法。

对经典PID控制算法公式