Autoconer 5自动络筒机中的现代电子技术

Autoconer 5自动络筒机中的现代电子技术作者：张水英马也驰来源：《现代电子技术》2014年第22期摘要：络筒机是织造准备中最重要的设备之一。

为生产出高质量产品，要求络筒机能清除各种纱疵、纱线张力精密均匀、并能有效防止卷绕重叠，因此新型络筒机大多利用计算机技术、电子技术及信息技术来控制以上这些核心环节。

先简单介绍络筒工艺及流程，以Autoconer 5自动络筒机为例子，分析其中的电子防叠技术、电子清纱技术及张力控制技术。

关键词：自动络筒机；电子防叠；电子清纱；张力控制中图分类号： TN98⁃34； TS112.2 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）22⁃0108⁃03Modern electronic technology used in Autoconer 5 automatic windersZHANG Shui⁃ying， MA Ye⁃chi（School of lnformation， Zhejiang Sci⁃Tech University， Hangzhou 310018， China）Abstract： The winders is one of the most important equipments for weaving preparation. For producing high quality pro⁃ducts， it is required to remove all kinds of yarn defects， get the precision and uniform yarn tension， and can effectively prevent winding overlap， so the most new type winders are combined with computer technology， electronic technology and information technology to control these core links. The winding technology and process are introduced in this paper. Autoconer 5 automatic winders is taken as an example to analyze the technologies of electronic ribbon breaker， electronic yarn cleaning and tension control.Keywords： automatic winder； electronic ribbon breaker； electronic yarn cleaning； tension control0 引言在经济全球化和贸易自由化的环境之下，各个国家和地区都在积极发展本国和本地区的优势产业，而中国在纺织贸易中占据巨大优势。

络筒作为纺纱工艺中一道承上启下的工序，对最终的产品质量起到至关重要的作用，这步做好可以弥补前期头并、二并、粗纱及细纱工艺的不足，如纱线不匀、断头、疵点等。

采用集成控制技术、电子技术、信息技术、计算机技术的自动络筒机可以最大程度的改变纱线的品质[1]。

1 自动络筒机络纱流程自动络筒机络纱流程如图1所示[2]。

图中1是纱管、2是气圈破裂器、3是预清纱器、4是剪刀、5是探纱栅、6是张力盘、7是定位吸纱嘴、8是电子清纱器、9是捻接器、10是槽筒、11是筒子、12是小吸嘴、13是大吸嘴。

纱线从管纱上退解下来，经过气圈破裂器、预清纱器、探纱栅、张力盘、捻接器和槽筒，最后卷绕到筒子上。

图1 自动络筒机络纱工艺简图气圈破裂器的作用不仅能破裂气圈，而且可以根据管纱的退绕程度自动调整气圈破裂器的高低位置，起到控制气圈形状和摩擦纱段长度的作用[3]，从而均匀了络筒张力。

预清纱器是预先清除纱线上的杂疵，减少电子清纱器的负担和停车次数。

电子清纱器则是通过测量单位长度内纱线质量，从而间接反映纱线截面积的变化，进行纱疵检测。

剪刀则用来剪断小吸嘴吸到的管纱纱头。

探纱栅是用来检查停车原因。

定位吸纱嘴是在纱线断头后，迅速将管纱纱头吸入，使纱线保持一定张力，等待小吸嘴找头。

德国赐来福公司的Autoconer 5自动络筒机是最新的自动络筒机之一，它采用现代传感技术和电子技术控制整个络筒过程。

下面详细分析Autoconer 5自动络筒机中电子防叠技术、电子清纱技术及张力控制技术等现代电子技术。

2 自动络筒机电子防叠技术在络筒过程中，当槽筒的一个或几个导纱周期中，筒子恰好转过整数转时，卷绕在筒子上的纱圈就会前后重叠起来。

虽然筒子转速会随其直径的增加而不断降低，但其直径增加很慢，所以筒子在若干个导纱周期内近似等速回转，也就是说，重叠现象会持续相当时间。

重合若干次后，纱线便在筒子表面凸凹不平，这样不但会产生脱圈摩擦产生毛羽，而且会使筒子跳动或作轴向移动，导致重叠的纱线在筒子两端产生滑边，使整经断头增加，由于槽筒与筒子纱之间的滑移，使平行的纱束产生分离，使筒子纱卷绕质量较差。

德国赐来福Autoconer 5自动络筒机使用电子防叠机构来防止纱圈重叠，其原理如图2所示。

图中摇架小端的传感器是光电编码器，用来探测筒子转速。

Ecopack FX 纱线精密定长装置用来探测槽筒转速，可使卷绕长度误差精确到 l%，在原料节约方面起着举足轻重的作用。

锭位计算机根据两个传感器检测的转速随时计算出当时的筒子直径和速比。

当筒纱卷绕直径与槽筒直径成倍数比例，即达到临界重叠卷绕直径时，锭位计算机控制驱动槽筒的伺服电机加减速，利用变速过程所产生的滑移实现防叠，等越过重叠直径后伺服电机再恢复匀速转动。

图2 Autoconer 5自动络筒机电子防叠原理在Autoconer 5自动络筒机中，可在电脑上集中设定槽筒型号、筒管形式、筒子直径等影响重叠卷绕的参数，并在闭环控制系统中记录下来。

控制软件通过设定最大允许的速度差，以及对槽筒和筒子卷装速度进行连续不断的比较能够优化槽筒与卷装的加速过程。

由于筒子卷绕速度随卷绕直径的增加而相应减少，因此卷绕系统的电子计算机将直接控制糟筒及卷绕筒子的速比，并随时加以调整。

由于槽筒只在可能发生重叠的区域变速，且变速时间较短，减少了变速时产生的紊乱纱层和毛羽。

随着筒子直径逐渐增大，卷装重量也逐渐增大，为了避免筒子在槽筒上的接触压力增大导致的卷绕密度增大，通过Propack FX系统连续计算络纱张力等数据，从而选择络筒与筒子之间的接触压力，并经过传动络筒的电动机进行张力调节，从而保持筒子在槽筒上的压力基本稳定。

槽筒直接由伺服电机驱动，不但提高传动效率，降低能耗，保证槽筒完全处于电子计算机的控制之下，还使传送至卷装的驱动力矩更加可靠。

利用计算机控制 Propack FX筒子架压力及槽筒驱动保证了无冲击平滑启动，并控制防叠加速的滑动，使防叠效果显著。

3 自动络筒机电子清纱技术Autoconer 5自动络筒机配置的电子清纱器为电容式电子清纱器。

电容式电子清纱器通过测量单位长度内纱线的质量，从而间接反映纱线截面积的变化、进行纱疵检测[4]。

电容式电子清纱器由电容传感器、检测电路、放大电路、积分电路、信号处理电路（纱疵鉴别电路）和切刀驱动电路组成，如图3所示。

图3 电容式电子清纱器工作原理电容传感器由两块金属极板构成，无纱时，极板间介质全部是空气，电容量最小。

当纱线以基本恒定的速度通过时，因为纤维介电常数比空气的纤维介电常数大，电容量增加，而增加的大小与金属极板间纱线的质量成正比。

因此，纱线单位长度内质量的变化所带来的截面积的变化被转换成传感器电容量的变化。

当纱线以匀速通过时，它的质量变化所带来的电容量的变化会调制高频振荡器的高频等幅信号，经过检波器后，得到幅度和宽度会随着纱线的质量变化而变化的脉冲信号。

放大器的增益可通过主计算机设置。

检波器输出的脉冲信号经放大器放大分别加到不同鉴别通道和探纱电路中，其中鉴别通道细分为颗粒疵、长粗节、长细节。

每个通道都会与检波器产生的脉冲信号的宽度或幅度进行对比，当超出设定的最大值时，电路发出动作指令，产生切疵信号，电磁铁将驱动切刀将纱疵切除。

纱线材料的控制参数、颗粒节长度粗度参数、长粗节长度粗参数及长细节长度细度参数等均可通过主计算机设定。

4 自动络筒机的络纱张力控制技术Autoeoner 5自动络筒机络纱张力自动控制系统如图4所示。

图4 Autoeoner 5自动络筒机络纱张力自动控制系统图中锭位计算机、电磁式张力器（包含电磁铁）、张力传感器构成闭环控制系统。

其中张力传感器采用压电陶瓷传感器，位于靠近卷绕筒子的纱路中。

在此区域中纱线运行平稳[5]。

由于纱线连续不断地与压电式张力传感器发生接触，因此传感器可以对每一锭位上的纱线进行连续测量。

并将测量的张力信号送给锭位计算机与张力设定值相比较。

锭位计算机根据比较值来控制电磁铁电流的强弱以增减电磁力。

图中锭位计算机、电磁式张力器（包含电磁铁）、伺服电机又构成开环系统。

锭位计算机对电磁式张力器进行张力控制的同时，还对驱动槽筒的伺服电机进行转速控制。

当管纱退绕到管底时，纱线退绕张力达到最大值，张力盘施加的附加张力却不能无限制的减小，这时锭位计算机根据输入的信号大小直接驱动伺服电机，调整转速，使络筒张力保持大小适当，均匀。

综上所述，Autoeoner 5自动络筒机络纱张力自动控制系统是一处检测、两处控制的混合环控制系统，因此控制精度较高。

5 结语Autoeoner 5自动络筒机将独立电机控制技术、电子技术、信息技术和计算机技术很好地结合在一起，不仅实现了等张力卷绕、精密防叠、电子高效清纱，另外还实现了精密定长、无接头痕接头技术等，从而提高了织造效率及织布质量。

参考文献[1] 过念薪.新一代自动络筒机的性能和生产[J].北京纺织，2005（4）：33⁃41.[2] 马崇启.纺织机电一体化[M].北京：中国纺织出版社，2012.[3] 穆征，张冶.自动络筒机的机电一体化技术简析[J].南通纺织职业技术学院学报，2006（3）：20⁃23.[4] 李引梅，马晓.五种型号电子清纱器清纱效果对比分析[J].棉纺织技术，2003，31（9）：45⁃47.[5] 陈锡勇.自动络筒机络纱张力控制分析[J].苏州大学学报：工科版，2002（10）：18⁃22.[6] 郭俊勤.国产自动络筒机的研发与性能测试[J].江苏纺织，2013（6）：38⁃41.。