1 引言
棉紡工程中的并條過程是現(xiàn)代紡紗技術提升紡紗質(zhì)量的關鍵工藝。并條工藝輸入的原料是來自前端梳棉工藝段的具有紗條初級形態(tài)的“生條”，并條工藝成品是經(jīng)過并和、牽引、混合、成條四項工藝處理過的“熟條”?！笆鞐l”通常經(jīng)過盤條后由送交后端粗紗機。機電一體化并條機的關鍵技術是解決并條速度與并條質(zhì)量的矛盾，又好又快的加工“生條”。
本項目研發(fā)的自動化高速并條機主要應用于76mm以下精梳、普梳棉、化纖和混紡工藝的并合牽伸，以提高棉條長片段均勻度及纖維的伸直平行，使不同品質(zhì)的纖維在棉條中的混合更均勻。一般用于精梳機后一道工序，具有較好的熟條質(zhì)量，尤其是表現(xiàn)在降低重量不勻率，改善條干cv（混合均勻度）值等方面均有明顯效果，其質(zhì)量指標達到或者優(yōu)于相關國標要求，對后續(xù)粗紗機、細紗機與自動絡筒機的成紗品質(zhì)帶來很大幫助。

2 工藝原理
并條工藝簡要概括為并和、牽引、混合、成條4項功能。由于梳棉機生產(chǎn)的生條不勻率很大，纖維排列紊亂，直接紡成細紗質(zhì)量很差，通過上述步驟有效改善條干均勻度即纖維狀態(tài)。
(1)并合：將6～8根棉條并合喂入并條機制成一根棉條；
(2)牽伸：將棉條拉長拉細到原來程度同時改變纖維狀態(tài)，可以有效地控制熟條定量；
(3)混合：用反復混合的方法進一步實現(xiàn)單纖維的混合，保證棉條的成分均勻，穩(wěn)定成紗質(zhì)量；
(4)成條：將制成棉條利用圈條盤有規(guī)則地放在棉條桶內(nèi)，便于搬運，供下道工序使用。

3 項目設計
3.1設計概述
目前國產(chǎn)新型高速并條機設計速度一般在600～800m／min或以上，實際開車速度多在360～420m／min，國產(chǎn)新型高速并條機目前大多為雙眼出條，少數(shù)采用單眼結構但是多用于配置瑞士烏斯特自調(diào)勻整系統(tǒng)的機型。新型高速并條機做了較大電氣的變化，取消了原來一些機械結構，使用大量的電氣控制，使機器性能大幅提高，新型高速并條機外觀如圖1所示。

圖1 新型高速并條機

3.2設計項目
雙眼輸出；適紡纖維22～76mm；最高機械速度800m／min；采用開環(huán)控制的自調(diào)勻整系統(tǒng)，實現(xiàn)短片段的自調(diào)勻整，可改善棉條的不勻率和條干cv％值，加工出優(yōu)質(zhì)紗條；大量采用同步帶傳動，實現(xiàn)“無間隙”傳動，噪聲低，穩(wěn)定牽伸，降低出條不勻；左右眼除自動換筒外其余均單獨傳動，可消除對牽伸傳動的干擾；三上三下附導向皮輥壓力棒雙區(qū)曲線牽伸，上清潔采用回轉絨布帶或浮動金屬棒、下清潔采用往復擺動式丁腈刮圈清潔裝置；加壓有氣動加壓和彈簧加壓兩種方式由用戶選用，氣體加壓壓力可調(diào)節(jié)；運用了可編程序控制器（plc）、觸摸屏顯示、變頻調(diào)速等技術，預留中央網(wǎng)絡接口，可實現(xiàn)故障遠程診斷；主電機變頻調(diào)速，可實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，加減速時間可調(diào)，自選最佳起動狀態(tài)；液晶觸摸屏顯示實現(xiàn)人機對話，有中英文兩種方式任選；加壓搖架起落由氣缸完成，按鈕操作，圈條、前區(qū)、后區(qū)和導條四大張力牽伸均可實現(xiàn)多級調(diào)節(jié)，且無鍵連接，提高了適紡性能；吸風、上、下各由單獨氣管與吸棉箱聯(lián)接，棉箱內(nèi)自動撥落棉，保持吸風均勻，不會因落棉積聚過厚而影響吸風效果；具備自動剝棉、自動釋壓、自動換筒、自動潤滑等功能 ，免去工藝變換輪，維護操作簡單方便；自動換筒設有積極式斷條機構，功能可靠；關鍵零件加工工藝先進，采用高精度是高質(zhì)量熟條的保證；產(chǎn)品外型新穎美觀。

4 基于臺達機電一體化技術的高速并條機
新型高速并條機采用全系列臺達機電一體化技術，實現(xiàn)單一自動化平臺工藝控制過程?？刂葡到y(tǒng)框圖如圖2所示。項目由dvp60es00r2型plc負責控制全機的運行，同時配備dopa57gstd或者dopas57bstd型號觸摸屏，plc與觸摸屏之間采用rs232方式通訊，運用中文與圖形符號顯示產(chǎn)量、條速、轉速、定長、班次等參數(shù)，并對出現(xiàn)的故障進行實時顯示，使控制更加人性化，即利于全機的操作，也方便了管理，而plc與伺服驅動器以及e系列變頻器之間通過modbusrs485方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和通訊控制。

圖2 控制系統(tǒng)框圖

本機主傳動即一羅拉采用臺達vfd055e43a型變頻器驅動變頻電機，通過臺達es3-06cg6941型光學編碼器將轉速信號送到后級臺達asda1521ma型伺服驅動裝置，由伺服電機驅動二三羅拉運行，其中伺服接受編碼器脈沖信號由plc依據(jù)標準定量與檢測定量的差值運算結果后通過modbus總線方式發(fā)出指令，改變伺服電子齒輪比，從而達到動態(tài)改變牽伸比的目的，直到檢測定量符合國標工藝要求。
項目實現(xiàn)以前的機型基于單板機控制，數(shù)碼管顯示，系統(tǒng)操作界面麻煩，電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性導致經(jīng)常更換電路板?，F(xiàn)在把臺達的人機界面、es系列可編程控制器、變頻器與伺服驅動器、編碼器等應用在并條機控制上大幅度提高了機器的可靠性，因為不再需要先前的輕重牙齒輪機械裝置，只需動態(tài)改變伺服電子齒輪比即可實現(xiàn)總牽伸倍數(shù)的改變，從而使得機器系統(tǒng)簡潔可靠，操作維護簡便，在變更生條種類時牽伸倍數(shù)由機器自適應調(diào)整，體現(xiàn)了在oem設備上臺達產(chǎn)品整合的優(yōu)勢，貯存和顯示內(nèi)容廣泛，自調(diào)勻整，張力控制，輕松實現(xiàn)班產(chǎn)/總產(chǎn)量自動統(tǒng)計，數(shù)據(jù)掉電保存等系統(tǒng)功能。

5 結束語
該紡機廠該機型自從2007年5月份在江蘇江陰宇華化纖有限公司試用成功以來，由于產(chǎn)品良好的性價比，在國內(nèi)諸如福建金源紡織、四川天嬌紡織、荊門紡織等多家紡織企業(yè)進行大量的推廣應用，截至如今已有120多臺機器投入商用，產(chǎn)品受到紗廠歡迎，市場反映良好，為紡機廠帶來了顯著的經(jīng)濟效益。

作者簡介
魏新平 工程師 現(xiàn)任職于中達電通公司武漢機電處，負責產(chǎn)品應用項目的開發(fā)。

參考文獻（略）