基于PLC控制的棉网自动搭接头在HX-C10型棉精梳机上的设计应用

基于PLC控制的棉网自动搭接头在

HX-C10型棉精梳机上的设计应用

王星   （陕西烽火通信集团有限公司）

0      引言

目前，国内外市场对成纱质量及经济性要求日益提高。由于在棉纺工程中，精梳工序是提高成纱质量的关键工序，所以棉精梳机的作用比过去显得更为重要。经过过去十年的不懈发展，当前国内的高效能棉精梳机的生产厂家数量基本稳定，设备的性能指标相差不大。棉精梳机要在众多的设备制造商中脱颖而出，必须针对国内纺织行业用工短缺的现状，开发性能更加优秀，自动化程度更加卓越的全自动新型精梳机。

1      关键技术及创新点

1.1     HX-C10棉精梳机自动搭接头的关键技术

1.1.1     棉网的扯断

换卷前要把正在使用的棉网在合理的位置扯断，保证能与新卷的棉网头重叠，启动后才能连续运行。

1.1.2     对未用完的棉卷筒管上的棉网进行清理

棉精梳机上棉卷有8个小卷，当其中一个用完的时候，必须整体换卷。没有用完的棉卷必须从棉卷筒管上清理干净，运输系统将干净的空管运到条并卷上的空管备用架上，供条并卷使用。

1.1.3     棉卷空管的导出

清理完的棉卷空筒管要顺利的从棉卷罗拉上导入到空筒管架上，位置必须准确一致，运输系统抓取的时候才能将8个棉卷空筒管同时提走。

1.1.4     满卷的导入

满卷由运输系统从条并卷处抓取，并运输到棉精梳机上，储存在棉精梳机的满卷备卷架上。当棉卷罗拉上的棉卷空筒管被导出后，满卷必须被顺利地导入到棉卷罗拉上，棉网找头机构才可以将满卷的棉网头找出，并顺利的截取，保证8个棉卷的棉网头处在同一位置。

1.1.5     满卷棉网头的找出及棉网的接头

棉卷罗拉缓慢旋转，带动满卷旋转，下吸风盒吸气，当棉网头旋转至吸风口处时，气流将棉网头吸住，当8个吸风口都将棉网吸住后，棉卷罗拉反向旋转，扯断棉网，那么8个满卷的棉网头就被确定在了同一个位置；满卷正转，当棉网头转至合适的位置后停止，满卷的侧下方的导气管吹出气流，在棉网头附近形成负压，将棉网头从满卷上剥离，棉网头顺势与正在使用的棉网头重叠，完成接头。

1.2     HX-C10棉精梳机自动搭接头的创新点

1.2.1     伺服电机驱动棉卷罗拉

按照编码器的脉冲信号，保证棉卷罗拉的正反转，启停位置准确。

1.2.2     清卷和接头棉网从专用通道收集

实行双风道，使清卷和接头棉网与落棉分离，减少浪费，节约成本。

1.2.3     采用气动元件

棉网的接头动作、空管的导出、满卷的导入等机械动作都是采用气动实现，环保无污染。

2      棉网自动搭接头的基本原理

2.1     未使用完的棉网清理

原来的棉精梳机在运行中，如果发现8个棉卷中有一个棉网用完，翻空管机构就把所有的棉卷筒管导出，剩余的棉网由人工清理回收。在HX-C10棉精梳机上，如果发现有棉网用完，所有棉网将被倒转的棉卷罗拉自动扯断，棉卷罗拉下的吸风嘴开启吸风，筒管上剩余的棉网被吸风嘴吸入，棉卷罗拉持续倒转，直到棉卷管上剩余的棉网被清理干净，由专用风道回收，实现棉卷筒管剩余棉网自动清理功能。

2.2     空管导出

清理干净的棉卷筒管从棉卷罗拉上被空管导出机构牵引至空管架上，整个过程自动完成，到达空管架后，被确认传感器确认后，整机继续运行。

2.3     备卷送到棉卷罗拉

在HX-C10棉精梳机正常运行的过程中，准备工序加工的满卷被自动运输线运输到备卷架上，等待使用。当被清理完的空管导出到空管架上后，备卷架翻转，将满卷送到棉卷罗拉上。

2.4     棉网自动接头^［1、2］

棉网自动接头功能包含以下几大步骤：①原有棉网的整齐扯断。当发现棉卷罗拉上棉网即将用完时，棉卷罗拉由伺服电机驱动倒转，扯断棉网。继续使用的棉网搭接端被吹气杆吹气，缠绕在导棉罗拉上，待用。②新上棉卷断头处必须一致。为了满卷的棉网头能处在同一位置，当满卷被输送到棉卷罗拉上后，棉卷罗拉倒转，棉网头被棉卷罗拉下的吸风嘴夹住，接着，棉卷罗拉顺转，将棉网扯断，就保证了满卷的棉网头处在同一位置。③棉网引头。满卷的棉网头被定位后，棉卷罗拉顺转，将定位后的满卷棉网头输送到适合引头的位置，引头机构瞬间喷出高速足量气流，带动满卷上的棉网头被吸在导气板上。完成以上几步，整机运行，绕在导棉罗拉上的棉网和导气板上的棉网实现顺利搭接。基本动作流程图如下：

HX-C10自动搭接头部分动作流程图

2.5     电气气动控制系统^［3］

采用变频电源控制主电机运行，通过台达PLC和触摸屏可方便地调节主电机速度，无级平稳变速。主电机采用现有4.7kW的主电机，棉卷罗拉采用伺服电机驱动，实现独立正反转功能，吹棉头、引棉头、棉卷翻转等动作通过电磁阀、增压气缸等气动元件配合PLC控制系统保证了HX-C10棉精梳机的正常运行和清管与接头功能的实现。

3      结束语

自动搭接头这项技术率先在HX-C10棉精梳机上的成功试用，标志着精梳行业进入了一个自动化程度越来越高的时代。在这之前，棉网搭接头都是靠工人手动来依次完成8个棉卷的更替，效率和成功率都不高，自动搭接头很好的解决了这个难题，对提高纺纱企业生产效率和减少用工成本起到了非常积极的作用。

参考文献：

［1］李青山. 精梳机自动换卷、接头机构的设计及运动学仿真［J］.东华大学硕士学位论文，2008：35－37.

［2］周金冠.现代精梳生产工艺与技术.北京：中国纺织出版社.2006:82－95．

［3］AirTAC产品综合型录.AirTAC INTERNATIONAL GROUP.2013．