摘要：闡述高速并條機原理，臺達PLC,人機控制，高速并條機的工藝設(shè)計要求和程序概要。
1 前言
棉紡工序關(guān)鍵-并條機能適應(yīng)純棉紡、棉型化纖及中長纖維的純紡與混紡等多種工藝的并合牽伸，以提高棉條長片段均勻度及纖維的伸直平行，使不同質(zhì)量的纖維在棉條中的混合更均勻。可用于精梳后一道并條，縮短了流程，具有較好的熟條質(zhì)量，尤其是降低重量不勻率，改善條干CV值均有明顯效果，其質(zhì)量指標能達到相關(guān)烏斯特統(tǒng)計值25％水平。
國產(chǎn)新型高速并條機設(shè)計速度在600-800m／min或以上，實開車速應(yīng)達到400m／min,國產(chǎn)新型高速并條機大多為雙眼，單眼并條機已研制成功。
2.傳動系統(tǒng)
2．1 主電機可為雙速電機，大多均為變頻電機，其調(diào)速方便、準確，啟動平穩(wěn)，開速時間可調(diào)且節(jié)電效果明顯。一般電機帶電磁制動，制動過程平穩(wěn)可靠，制動時間≤0．3秒。
2．2 牽引系統(tǒng)均用同步齒形帶、導(dǎo)條羅拉采用平皮帶傳動，減少了傳動級數(shù)，提高了傳動精確性、柔韌性和可靠性，穩(wěn)定了牽伸效果，降低了噪聲，能消除由于開關(guān)車造成的粗細節(jié)，給紡紗質(zhì)量提供了保證。
2．3 主傳動齒輪普遍采用斜齒，提高了齒面精度，并置于車頭齒輪箱內(nèi)，實行油浴，減少了保養(yǎng)時間，控制了噪聲，增加了使用壽命。
3.牽伸機構(gòu)
3．1牽伸形式。曲線牽伸形式使條子質(zhì)量進一步提高。
（1）三上三下壓力棒上托式曲線牽伸，其機構(gòu)最為簡單，車面占用面積最少，羅拉隔距調(diào)節(jié)余地大，雖能適應(yīng)并條機的高速和質(zhì)量要求，但是中羅拉膠輥既是后區(qū)的牽伸輥又是前區(qū)的握持輥，其工作條件和受力狀態(tài)不易穩(wěn)定，牽伸作用受到一定局限性。
（2）三上三下壓力棒加導(dǎo)向輥曲線牽伸，該牽伸形式是在三上三下牽伸機構(gòu)上在前上羅拉前加裝一根與前膠輥同為Φ36mm的膠輥，其與前羅拉中心距為34．01mm，為此，該機型前羅拉直徑由35mm增大為4．5mm，使導(dǎo)向輥的安裝較為寬舒，并能獲得較高的出條速度。導(dǎo)向輥能較好地改變輸出條子方向，由與喇叭口軸線相差90°減小到30°以下，利于高速條子順利通過喇叭口，縮短了輸出距離，減少了機前涌頭現(xiàn)象和意外牽伸，還有利于高速牽伸的穩(wěn)定。
（3）四上四下壓力棒曲線牽伸，是在三上三下的基礎(chǔ)上增加一根羅拉和膠輥，從而形成三個區(qū)域，其后區(qū)為低牽伸區(qū)，前區(qū)為主牽伸區(qū)，而中區(qū)為微張力牽伸區(qū)。這種設(shè)計改善了前區(qū)的后膠輥和后區(qū)的前膠輥的工作條件，使前區(qū)的后膠輥主要起握住作用，后區(qū)的前膠輥主要起牽伸作用，使牽伸過程中的受力狀態(tài)較為合理，可獲得較好的握持效果，利于穩(wěn)定條干質(zhì)量。
（4）四上四下壓力棒加導(dǎo)向輥曲線牽伸，是在前膠輥前加裝一根相同直徑34mm的膠輥作為導(dǎo)向輥，從而減小輸出條進入喇叭口的角度，該機設(shè)計5根上膠輥均為Φ34mm，四根羅拉同為Φ35mm，雖減少了規(guī)格和備件，方便了管理，但導(dǎo)向輥過于靠近前膠輥，其在前羅拉上的包圍弧較短，對高速輸出須條的控制有一些影響。
（5）牽伸形式特點比較。·從提高牽伸過程穩(wěn)定性講，四上四下壓力棒曲線牽伸是獲得好評的形式之一。·從并條機不斷提高設(shè)計速度講，如何穩(wěn)定條干質(zhì)量在較高的水平，選用當前較適宜的牽伸形式則顯得更加重要。·壓力棒的材質(zhì)、斷面幾何形狀、安裝位置、防塵、除塵等均為牽伸系統(tǒng)的重要組成部份，必須重視。·導(dǎo)向輥是并條機在高速前提下出現(xiàn)的附加裝置，使用趨勢明顯。
3．2對羅拉的要求
（1）在牽伸機件中，前羅拉的實開線速度已達到400m／min的高速，其機械振動也會加大而產(chǎn)生機械波，影響牽伸握持的穩(wěn)定性，導(dǎo)致須條出現(xiàn)牽伸波，使條干質(zhì)量下降。
（2）羅拉聯(lián)接端面跳動及工作外圓跳動其制造應(yīng)<0．008mm的內(nèi)控標準，達到不出現(xiàn)機械波的要求。
（3）羅拉應(yīng)有較高的彎曲剛度和足夠的扭曲剛度其表面精度高、光潔度高、轉(zhuǎn)動要平穩(wěn)。
3．3加壓特點
加壓方式目前多數(shù)采用彈簧搖架，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作方便、易維護。
3．4膠輥
膠輥是紡紗工程中最為重要的器材之一，在高速、重壓下運轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生靜電、溫升、中凹變形、易纏花等缺陷。
4.自調(diào)勻整系統(tǒng)
4．1并條機勻整系統(tǒng)均采用開環(huán)式
即檢測在前，勻整在后。喂人部分檢測，國產(chǎn)機都采用凹凸羅拉，由位移傳感器將位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎胗嬎銠C中與設(shè)置的標準量比較，計算出差值并存儲，當被測量的棉條到達變速點時，輸入信號經(jīng)計算機處理，調(diào)整伺服電機轉(zhuǎn)速，經(jīng)差速器與主機速度合成，控制牽伸系統(tǒng)變化，從而改變后(或前)區(qū)牽伸倍數(shù)，修正了喂人條子的重量偏差。勻整的主要性能為勻整片段1．5cm；勻整精度±1％；勻整范圍±25％。
4．3雙眼并條機的自調(diào)勻整系統(tǒng)
采用二套勻整裝置，二眼分別進行有效控制。其勻整裝置可配瑞士烏斯特USG或國產(chǎn)航空總公司613所BYD，二者性能上均能滿足勻整范圍。
(1)控制一羅拉的主電動機是由一個由變頻器驅(qū)動的變頻電動機，這樣由PLC通過串行通信的方式對其進行速度控制，可根據(jù)需要實現(xiàn)起動的無級變速。
(2)二羅拉與三羅拉通過齒形帶相連，完成有著固定牽伸比的預(yù)牽伸，二羅拉由一個伺服電動機進行拖動，同時在一羅拉主軸上設(shè)置一個編碼器，該編碼器與拖動二羅拉的伺服電動機控制器相連，通過對該控制器的參數(shù)的設(shè)置，利用其電子齒輪的功能，使得無論一羅拉速度高低，二羅拉與一羅拉的牽伸比始終保持設(shè)定的一個比例關(guān)系。
(3)拖動二羅拉的伺服電動機由PLC通過一定的控制算法，經(jīng)過與控制器的串行通信實現(xiàn)其調(diào)速。
(4)凹凸檢測羅拉通過一個放大裝置，將位移放大，還安裝有一個位移傳感器。同時在檢測羅拉的旁邊放置一個脈沖信號發(fā)生器，當檢測羅拉轉(zhuǎn)過一定的角度，即棉條經(jīng)過一定的位移后，發(fā)出一個脈沖，實現(xiàn)其定長檢測控制，克服以前定時檢測在速度不穩(wěn)定時，計算勻整延時困難的不足。脈沖信號發(fā)生器通過一個串口和PLC實現(xiàn)通信。 (5)在整個并條機的過程控制、故障診斷、紅外線自停及簡單的日常數(shù)據(jù)處理仍由PLC實現(xiàn)，由PLC統(tǒng)一協(xié)調(diào)整個自調(diào)勻整系統(tǒng)。
勻整系統(tǒng)參見圖1。
凹凸羅拉
伺服電機
齒輪箱
位移傳感器
轉(zhuǎn)速器
變速傳感器
喇叭口
前置放大器
壓輥速度傳感器
5.電氣控制系統(tǒng)分析與設(shè)計
5．1電氣控制選型
選用臺達可編程控制器PLC，觸摸屏控制，實現(xiàn)人機對話。觸控式控制面板能顯示相關(guān)運轉(zhuǎn)數(shù)值，能在運轉(zhuǎn)狀態(tài)下設(shè)定輸出速度，能對異常警報斷電記憶，方便管理。方便調(diào)整及檢測。采用變頻調(diào)速，減少皮帶輪變換，解決開關(guān)車時瞬間條干惡化。
在牽伸機件中，前羅拉控制采用5.5KW變頻器;電磁剎車方式;
吸風電機:0.75KW.一般直接驅(qū)動無須變頻器,啟動可能有一定的噪音.
后羅拉控制,大多設(shè)備并無控制,前后羅拉位置相對固定,需要機械調(diào)整羅拉支架滑塊.現(xiàn)在也有在后羅拉處用一顆1KW伺服控制后羅拉的位置，增加1個旋編檢測位置.
5.2自動換桶
自動換桶并條機提高自動化程度能減輕操作工的勞動強度，普遍采用定長，主機停車，積極式斷條，換桶電機啟動經(jīng)機械傳遞回轉(zhuǎn)推桿。推出滿桶，送進空桶并定位，主機啟動后完成換桶過程。
滿桶后，圈條盤出口自動定位，主機停車，依次換桶電機啟動帶動弧形推桶板推出滿桶、斷條、推桶板退回；轉(zhuǎn)臂電機啟動使轉(zhuǎn)臂向下旋轉(zhuǎn)90°；推動電機再啟動，通過轉(zhuǎn)臂將滿桶繼續(xù)外推；補桶電機通過傳動由撥盤將空桶送至預(yù)定位置，撥盤退回；推動電機經(jīng)轉(zhuǎn)臂將空桶拉到底盤上；轉(zhuǎn)臂電機使轉(zhuǎn)臂上旋90°，最后主電機啟動。完成全部換桶過程只需30多秒。該過程由PLC控制，保證了換桶的可靠性。
5。3潔與吸風
（1）上清潔形式有回轉(zhuǎn)絨套、金屬鋼棒、浮動清潔棒、清潔桿等。通過上吸風將其聚集的花衣吸人棉箱，達到清潔上羅拉的要求。
（2）下清潔形式有丁晴刮圈、單皮圈往復(fù)、橡皮片等，并通過下吸風口將花衣吸入風箱，能有效的除去棉條中的雜塵。
（3）吸風裝置均獨立設(shè)計、使用，自成系統(tǒng)，配備1．5KW左右的2級電機，提高了傳動的可靠性。吸棉箱設(shè)計有積極式自動剝棉裝置，并附有貯棉倉；FA311增加刮棉箱；也有采用渦流排風方式。均使金屬過濾網(wǎng)表面不積花衣和粉塵，達到氣流暢通，滿足吸風要求。
5。4喂入與自停
（1）導(dǎo)條方式多數(shù)機型采用高架積極式，高度可調(diào)。導(dǎo)條羅拉已由一端支撐發(fā)展為雙支撐，減少振動、適應(yīng)高速。導(dǎo)條羅拉由鍍鉻光面向鋁合金溝槽發(fā)展，精度提高，重量減輕。
（2）電氣自停已逐步被光電自停替代，光電從二路自停向多路自停發(fā)展。采用光電與八路檢測雙保險，能保證斷條、缺條立即停車。
繞皮輥、涌頭、壓輥繞花、滿桶等均設(shè)計有自停裝置，罩殼設(shè)有安全連鎖機構(gòu)，同時用相應(yīng)的有色燈顯示，方便操作處置。
FA311F 型高速并條機綜合國內(nèi)外同類型的優(yōu)點，主電機采用變頻調(diào)速器，該機采用先
