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多轴同步传动磨毛整理机控制技术研究

杨薇

   经磨毛整理后的织物绒毛细短均匀、手感柔软舒适,用其制成的服装穿着舒适、保暖性能好,因此,经磨毛处理后的产品在近年来倍受国内外消费者喜爱。现在,以高档床单、被套为代表的家纺用品,也都普遍采用磨毛技术进行后整理加工,磨毛后整理设备市场需求旺盛。目前,我国磨毛后整理装备技术经过十几年的发展,取得了长足进步,但两大关键技术—耐磨钢砂磨毛棍生产和多轴同步传动恒定导布张力控制技术还处于探索研究阶段,高档的磨毛整理设备主要依赖进口,且价格昂贵,生产成本居高不下,这严重制约了产业的发展。因此,对以多轴同步传动恒定张力控制为核心的磨毛整理机控制技术进行深入研究,研发一种导布张力分段设置、相对恒定、范围可调、磨毛和导布协同控制的控制系统具有十分重要的现实意义和广泛的应用前景。 本文研究了一种多轴同步传动磨毛整理机的控制技术,关键对多轴同步传动导布张力闭环控制、磨毛和导布协同控制进行了深入研究,并论述了应用PLC控制技术进行磨毛整理的磨毛整理机控制系统的研发。本文主要在控制系统硬件设计、控制系统软件开发及多轴传动恒张力控制技术研究三个方面进行了重点阐述,内容包括以下几个方面。 首先,本文对磨毛机类型、工作原理及国内外磨毛机控制技术的研究现状等进行了简要阐述,对磨毛机常用的几种张力控制技术进行了比较说明。根据多轴同步传动磨毛整理机的控制系统功能要求和张力控制性能要求,论述了控制系统总体方案的设计。在硬件设计方面,选用2台OMRON CP1H PLC作为磨毛机系统的核心控制单元,磨毛装置采用变频电机控制,导布装置采用交流伺服电机驱动、张力闭环控制,对控制系统硬件平台的搭建进行了详细阐述。 其次,本文根据控制系统总体方案,在软件开发方面,进行了深入阐述。提出了基于PLC功能块的多任务软件总体框架设计思想,并根据系统对各个控制任务的时效性要求,对系统任务进行了合理划分。主要对恒张力伺服控制程序、变频控制程序以及报警系统程序的开发进行了详细阐述。另外,根据磨毛机控制系统操作要求,阐述了图文化的人机界面的设计。最后,对多轴传动恒张力控制技术进行了深入研究。分析了恒张力控制原理,针对几种传统的磨毛机张力控制方法的不足之处,提出了一种多轴同步传动恒张力控制方案,深入论述了自适应PID控制算法在磨毛机恒张力控制上的实现。并将此控制技术在ME776ASF型磨毛机上进行了运行调试,运行结果表明这种模糊自适应PID控制算法比常规的控制算法在张力控制中的控制特性更优。 研发的磨毛整理机控制系统在ME776ASF型磨毛机改进型产品中进行了试运行,并通过了产品的定型测试,实现了小批量生产,其张力控制性能达到了预期的目标。对多轴同步传动磨毛整理机的控制技术的研究在改善磨毛质量、提高磨毛机性能上,在进一步提高磨毛后整理装备技术上,在促进纺织后整理产业发展上意义重大。……   
[关键词]:磨毛机;张力系统;多轴同步控制;PLC;模糊自适应PID
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江理工大学2010年