第六章-清梳联机电一体化
国产清梳联的技术特点及成熟的具体表现

国产清梳联的技术特点及成熟的具体表现杨志清【摘要】从开清棉工艺流程、开清棉机械性能、高产梳棉机与喂棉箱一体化、简化传动机构、完善创新控制系统等以及国产清梳联在产品适应范围、生条质量和经济效益等几个方面作了详细的介绍。
【期刊名称】《现代纺织技术》【年(卷),期】2011(019)004【总页数】3页(P18-20)【关键词】清梳联;工艺流程;开清棉机械;高产梳棉机;控制系统;经济效益【作者】杨志清【作者单位】山西省纺织科学研究所,太原030001【正文语种】中文【中图分类】TS103.22清梳联是把清棉和梳棉两个工序有机地组合在一起,组成一个清梳联合机组。
它将信息化技术融入纺织机械和纺织工艺,是实现纺织生产工序连续化、自动化、高速化、智能化和机电一体化的典型机种,是当代棉纺生产技术发展的重要成果。
我国清梳联经过20多年的不断地研究、试验,在学习、借鉴、消化、吸收国外先进技术的基础上,通过不懈地努力,不断地创新,技术上在不断完善过程中趋于成熟。
特别是在实现国产化方面已走在其它国产纺织设备的前面。
据不完全统计,目前我国棉纺企业已拥有清梳联生产线2 000多套,其中3/4是国产清梳联,并且每年以150多套的速度在递增,棉纺生产清梳联实现国产化为期不远了。
那么,国产清梳联在技术上究竟有哪些特点,走向成熟具体表现哪些方面呢?现介绍如下。
1 国产清梳联的技术特点1.1 实现开清棉短流程在开清棉工程中实现了主机“一抓、一开、一混、一清”,即抓棉机、开棉机(单双轴流)、混棉机(多仓混棉机)、清棉机(主除杂机);青纺机采用二刺辊,郑纺机采用三刺辊,其中1~2针辊长绒棉不论郑纺机、青纺机、苏拉(金坛)纺机均采用单梳针滚筒、强力除尘器(除纺粗号转杯纱必须使用,其余品种可选用)。
国产清梳联实现短流程,与当前国外著名公司的工艺流程配置水平相当。
1.2 开清棉机械性能好a)为了减小打击开松强度,解决开松度、除杂效率与棉结短绒的矛盾,从而解决纤维的损伤以及减少棉结索丝的增加。
机电一体化技术六PPT课件

r1
X1
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U1
Im
r2 X2
I2 Xm
(1-s)r2/s rm
I1
I2
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Xm X2
(a)
I2
I1
Im (b)
I2 (c)
-I'2
I'1
-I2
I1
Im
Im
(d)
图6-19交流电动机等效电路及简化等效电路 (a)等效电路 (b)电流矢量 (c)简化等效电路 (d)简化电路电流矢量
20世纪50年代,无刷电机和直流电机实现了 产品化,并在计算机外围设备和机械设备上 获得了广泛的应用。20世纪70年代则是直流 伺服电机的应用最为广泛的时代。
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6.3.1直流伺服电机的分类与特性
直流伺服电机的基本结构与工作原理与一般直流电 动机相类似。
S Fa F0
S
F0
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思考练习
1、步进电机的结构及工作原理是什么?驱动 方式有哪些?各有何特点?
2、直流伺服的特点是什么?驱动方式有哪些? 3、交流伺服的特点是什么?驱动方式有哪些? 4、各种伺服电机的区别和特点? 5、液压执行机构的特点是什么?
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本章小结
对不同的机电一体化设备,伺服系统驱动部 件时所需功率的差异很大,在确定驱动方式 时一般从输出功率与响应频率两个方面综合 选择。液压驱动伺服系统输出功率大、响应 频率高。伺服电机驱动的伺服系统,对不同 的伺服电机具有不同的要求,因此具有所选 择的输出功率范围大、响应频率宽的特点。
(式6-13)
K一系统泄漏系数,一般取K=1.2;
机电一体化概论

机电一体化概论xx年xx月xx日contents •机电一体化概述•机电一体化的核心技术•机电一体化系统设计•机电一体化在各领域的应用•机电一体化的发展趋势与挑战•案例分析目录01机电一体化概述机电一体化是指在机械、电子、计算机和自动化等技术的有机结合下,实现机械与电子的深度融合,使得机械具备自动化、智能化、网络化等特点的一种技术手段。
定义主要包括机械设计制造技术、传感器与检测技术、计算机与信息技术、控制与传动技术、伺服驱动技术等。
内涵定义与内涵初始阶段20世纪60年代以前,主要是在军事和工业领域应用了一些简单的电子技术,如继电器、电气控制器等。
发展阶段20世纪70-80年代,计算机和微电子技术的快速发展,推动了机电一体化的进步,出现了可编程控制器、数控机床等高级机电一体化产品。
智能化阶段20世纪90年代以后,随着人工智能、物联网、云计算等技术的不断发展,机电一体化进入智能化阶段,出现了智能机器人、自动化生产线等。
智能家居如智能家电、智能照明、智能门锁等。
工业制造如数控机床、自动化生产线、工业机器人等。
交通运输如自动驾驶汽车、智能交通管理系统、自动化港口等。
服务行业如智能服务机器人、自动化服务系统等。
医疗护理如智能医疗设备、远程诊疗系统等。
02机电一体化的核心技术总结词机械设计技术是机电一体化的重要核心技术之一,主要包括机械系统的概念设计、详细设计、结构设计、工艺设计、材料选择等方面的技术。
详细描述机械设计技术是机电一体化领域的基础,涉及到机械系统的各个方面,包括机械传动系统、液压气压系统、机械执行机构、传感器和执行器等。
机械设计技术的发展趋势是向着轻量化、小型化、精密化、模块化和智能化方向发展。
机械设计技术总结词电子控制技术是机电一体化中的核心技术之一,主要涉及到微处理器、可编程控制器、传感器、执行器和信号处理等方面的技术。
详细描述电子控制技术是机电一体化的重要支撑,包括数字信号处理、模拟信号处理、传感器信号处理、控制算法等方面。
第六章-清梳联机电一体化

第六章清梳联机电一体化1.了解清梳联系统的设备组成及控制要求。
2.掌握异性纤维检测及分离装置的工作原理。
3.掌握梳棉机自调匀整检测机构的形式及特点。
4.掌握梳棉机自调匀整装置的控制原理及调节方法。
5.了解梳棉机输出棉条的在线检测的方法。
第一节清梳联机械一、开清棉机组二、连续喂棉箱三、梳棉机第二节清梳联控制系统与单机控制一、清梳联控制系统要求二、清梳联集散式控制系统三、清梳联各单机的控制系统——思考题第六章清梳联机电一体化清梳联合机亦称“清钢联”,是集抓棉、混棉、开清棉、梳棉与电气自动化于一体的机电一体化加工系统。
清梳联技术是纺纱新技术的一个里程碑,也是纺纱过程实现连续化、自动化、优质高产和低消耗的重要途径。
清梳联生产线是由开清棉机组、连续喂棉箱和梳棉机联合组成,是一个不可分割的统一整体,可根据纤维原料不同有不同的配置,通过机电一体化控制使整个系统连续、平稳运行。
第一节清梳联机械第六章清梳联机电一体化1234567891011一、开清棉机组1.往复抓棉机。
往复抓棉机是清梳联的第一道工序,是对棉包中紧密棉块分离。
抓棉是在肋条对棉包按压的条件下,由抓棉打手刀片(或锯齿)对棉块进行撕扯与钩抓,使棉块产生分离而获得细小棉束,抓取的细小棉束再由风机通过输棉管道送至下道工序。
2.开棉机。
开棉机是联合机组中的主要打击开松设备,对经过初步开松、混和、除杂的纤维原料做进一步的开松、除杂,提高纤维的开松度。
3.除微尘机。
是开清棉流程上的最后一个除尘点。
经充分开松的纤维,由输棉风机输入本机内,纤维经过大面积带有滤网的网眼板而输出本机,纤维中的细小杂质、微尘和短绒在经过滤网时在排尘风机的作用下透过滤网面被排尘风机吸走。
第六章清梳联机电一体化4.多仓混棉机。
现有的清梳联多采用6~8仓混棉机来完成原料的均匀混合。
利用输棉风机将原料逐仓喂入,经开松打手打松,由混棉道混合,靠气流输送到下一单元。
混棉机采用的是压力等检测方式逐仓连续核验仓内压力,使之达到设定要求。
《纺织机电一体化》教学课件—08精梳机机电一体化

机
2.简述高效精梳机控制系统要求。
电
一
3.简述多电机拖动的精梳机控制系统工作过程。
体
化
(2)即使采用独立的伺服驱动,一般都采用伺服电机和减速装
化
置实现。但是,伺服电机转速较高,一般在3000~5000r/min之间,
而负载(分离罗拉)是不对称往复运动,伺服电机必须在较高转速
下频繁换向,伺服电机长期处在起动和停止的动态过渡过程,会导
致因电机的温升增高而停机。
第 八 章
精
梳 机
1.简述精梳机的工艺过程。
第一节 精梳机概述
第
八
一、精梳机
章
1.精梳机的分类及工作原理
精
棉型精梳机
梳 机 机
按适用原料
毛型精梳机 亚麻纤维的栉梳机
电
加工绢纺的梳棉机
一
体
直型精梳机
化
按工艺路线
圆型精梳机
按工作状态
连续式精梳机 间歇式精梳机
第
八
章
2.精梳机组成
14
精梳机虽有多种
精 梳
机型,但其工作原 理基本相同,在精
13
9 10 12
机
触有分离皮辊,分离罗拉与分离皮辊成对旋转而构成分离钳口;分离罗
机
拉电机通过分离罗拉齿轮驱动两根分离罗拉有规律地运动,分离罗拉电
电
机为一伺服电机。承卷罗拉电机通过同步齿形带传动机构与两根承卷罗
一
拉相互传动连接,承卷罗拉电机为带有减速器的伺服电机。牵伸装置为
体
三上四下的曲线牵伸装置,由牵伸圈条电机驱动,该电机还驱动着圈条
体
水平的重要标志。提高自动化水平,不仅可以减轻挡车工的劳动强
机电一体化知识点

一、机电一体化起源与定义:在机械的主功能、动力功能、信息功能、控制功能基础上引入微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机地结合所构成系统的总称。
机电一体化一般包含机电一体化产品(系统)和机电一体化技术两层含义。
典型的机电一体化产品(系统)有:数控机床、机器人、工程机械、汽车、智能化仪器仪表、CAD/CAM系统等。
P26间隙的影响三、机电一体化的目的(功能)使系统(产品)高附加值化,即多功能化、高效率化、高可靠性化、省材料化、省能源化,并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展,不断满足人们生活和生产的多样化需要和生产的省力化、自动化需要。
四、 机电一体化发展概况“萌芽阶段”“蓬勃发展阶段”“智能化阶段”1 智能化、2 模块化、3 网络化、4 微型化、5、绿色化、6、人格化五、机电一体化系统的构成1、执行元件(主功能)实现机电一体化系统主功能。
主功能是系统的主要特征部分,完成对物质、能量、信息的交换、传递和储存。
主功能包括三个目的功能:(1)变换(加工、处理)功能;(2)传递(移动、输送)功能;(3)储存(保存、存储、记录)功能2、机械本体(构造功能)机械本体包括机架、机械连接、机械传动等,它是机电一体化的基础,起着支撑系统中其他功能单元、传递运动和动力的作用。
3、动力源(动力功能)是机电一体化产品的能量供应部分,其作用是按照系统控制要求,为系统提供能量和动力,使系统正常运行。
4、传感检测单元(计测功能)对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测。
要求:体积小、精度高、抗干扰5、控制与信息处理单元(控制功能)将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、储存、分析、加工,根据信息处理结果,按照一定的程序和节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的地运行。
要求:高可靠性、处理速度快、智能化6、接口将各组成单元或子系统连接成一有机的整体。
各要素或子系统之间能顺利进行物质、能量和信息的传递和交换。
[工学]机电一体化课件
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机电一体化整合了机械 与电气,提高了生产效 率和工作效能。
通过整合系统,减少了 材料和人工成本,提高 了生产效益。
机电一体化技术可确保 产品质量和一致性,提 供更好的用户体验。
机电一体化的发展趋势
1
智能化
智能化是机电一体化领域的未来发展方向,结合人工智能与机电系统,实现更高 级别的自动化。
2
可持续发展
机电一体化将越来越注重可持续发展,包括节能减排、资源利用和环境保护。
3
跨领域合作
机电一体化将与其他领域进行更多的跨学科合作,创造创新解决方案,实现更大 的发展。
机电一体化的教学内容
1. 机电系统设计原理 3. 传感器与测量技术 5. 机电一体化项目管理
2. 电气控制与调试技术 4. 自动化控制系统 6. 实践与案例分析
课程总结
机电一体化的发展已经深刻改变了现代工程领域,培养机电一体化专业人才 是推动未来制造业发展的关键。
机电一体化的应用领域
制造业
机电一体化在制造业中广 泛应用,实现自动化生产 线的设计和控制。
医疗器械
机电一体化技术被应用于 医疗器械领域,提高了医 疗设备的精度和可靠性。
交通运输
机电一体化在交通运输行 业中,用于设计智能交通 系统和自动化驾驶技术。
机电一体化的优势
1 提高效率
2 降低成本
3 提升品质
机电一体化课件
欢迎来到机电一体化课件!本课程将带你深入了解机电一体化的概念、应用 程,结合机械工程与电气工程,探索解决方案来设计、开发和控制各 种机械和电气系统的集成。
机电一体化概述
机电一体化是将机械与电气两个学科进行无缝结合,形成互相融合的新型技 术,促进了生产力和效率的提高。
机电一体化PPT课件

-
20
为了机床运止机床突然断电,各轴都安装断电制动器。
电磁失电制动器广泛应用于冶金、建筑、化工、食品、 机床、印刷、包装等机械中,及在断电时(防险)制动等 场合。
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22
THANKS
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机电一体化课程汇报
汇报人:
2018/4/1 8
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1
此次主要设计的是一款三轴数控铣床
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2
该机床主要由如图所示的 几部分组成
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3
主要采用步进电动机+滚珠丝杠+滚动导轨的驱动方式
计算机 数控
位置,速 度反馈
电机
位置,速度 检测单元
数控机床伺服系统组成
机械部件
-
4
机床XY轴组成结构
-
5
采用PID进行位移控制与速度控制
-
13
HCTL-20XX系列集成电路细分原理图
-
14
直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换 向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子 铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。
-
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(一)PWM的的基本原理
电压的平均值Uav为
Uav
Ton T
U
S
U S
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7.Discharge(引脚 7):振荡器放电端。该端与引脚 5 之 间外接一只放电电阻, 构成放电回路。8.Soft-Start(引 脚 8):软启动电容接入端。该端通常接一只 5 的软启 动电容。pensation(引脚 9):PWM 比较器补偿 信号输入端。在该端与引脚 2 之间接 入不同类型的反
式中 =ton/T,称为占空比;T开关周期,ton为一个 周期内开关接通时间。改变脉冲的占空比,电机两
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电
是使纤维流通过一有机玻璃通道,在特殊光源的照射下,使用
一
高速线阵CCD对纤维流进行扫描,计算机对扫描图像进行处理
体
,判断异纤的位置并控制气阀喷气,通过喷射气流使异纤分离
化
出来。
二、连续喂棉箱
第
现代清梳联多采用连续喂棉方式。连续喂棉箱安装在梳棉
六
机上,连接开清棉与梳棉机。经过开松、除杂、混和后的筵
电
系统扩充性的要求,系统网络上可接入的最大节点数量应比实际使用的节点
一
数量大若干倍。这样,一方面可以随时增加新的节点,另一方面也可以使系
体
统网络运行于较轻的通信负荷状态,以确保系统的实时性和可靠性。在系统
化
实际运行过程中,各个节点的上网和下网是随时可能发生的,网络重构会经
常进行,而这种操作绝对不能影响系统的正常运行,因此,系统网络应该具
电 和控制(Control)等4C技术,其
一 基本思想是分散控制、集中操作、分
体
级管理、配置灵活、组态方便。其特
化
点是以分散的控制适应分散的控制对
象,以集中的监视和操作达到掌握全 局的目的。
清梳联集中控制上位机组态界面
第
集散式控制系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。集散式控制系统是相
六
对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统。集散式控制系统是由多台
梳
时运行数据,为企业的市场运作提供科学、准确的经济性指标。
联
机
信息层
电
Internet Ethernet
一
体
控制层
现场总线
化
执行层
工厂信息化网络连接拓扑图
第
网络系统是DCS的基础和骨架,对于DCS整个系统的实时性、可靠性和扩
六
充性起着决定性的作用,它必须满足实时性的要求,即在确定的时间限度内
章
完成信息的传送。这里所说的“确定”的时间限度,是指无论在何种情况下,
有很强的在线网络重构功能。
第
六
清梳联系统上位控制计算机负责接收各单元下位计算机工
章
作状态的信息,协调指挥各单元下位计算机工作。例如根据混
清
棉机各棉仓的压力状态判断抓棉机应当在哪个区域抓棉,分配
梳
器应当向哪一个混棉机分配原棉,并将该信息传送给相应的下
联
机
位计算机。
电
清梳联系统各组成单元均包含各自的下位控制计算机,这
分布式控制系统在结构上更加灵活、布局更为合理和成本更低。
工厂级监控信息系统(SIS)实现了工厂管理信息系统与各种分
第
散控制系统之间的数据交换。厂级实时监控信息系统以分散控制
六
系统为基础,采用先进、适用、有效的专业计算方法,实现整个
章
工厂范围内信息共享,厂级生产过程的实时信息监控和调度,提
清
高了机器运行的可靠性。它为企业管理层的决策提供真实、可靠的实
第 六 章
包中紧密棉块分离。抓棉是在肋条对棉包按压的条件下,由抓 棉打手刀片(或锯齿)对棉块进行撕扯与钩抓,使棉块产生分
清
离而获得细小棉束,抓取的细小棉束再由风机通过输棉管道送
梳
至下道工序。
联
2.开棉机。开棉机是联合机组中的主要打击开松设备,对经
机
过初步开松、混和、除杂的纤维原料做进一步的开松、除杂,
体
机独立驱动 。现代抓棉机采用变频调
化
速连续喂棉控制技术,抓棉速度随多
仓混棉机的棉仓压力改变,使棉仓储
FA006型往复式抓棉机
棉量及棉层密度保持恒定。
(二)多仓混棉机
第
六
多仓混棉机是清梳联系统中的主要设备之一,通过输棉风机的
章
抽引,将来自前道设备的棉束均匀分布到若干个混棉仓,利用多个
清 混棉仓棉流不同时喂入而同时并列输出或同时喂入而不同时并列输
第
松,由混棉道混合,靠气流输送到下一单元。混棉机采用的是
六
压力等检测方式逐仓连续核验仓内压力,使之达到设定要求。
章
5.清棉机。对经过初步开松和混和的原棉进行精细开松,并
清
除去其中的杂质。
梳 联
6.异纤检出机。异纤是指混合于原料中的异质、异色纤维,
机
如丙纶丝、头发丝、有色纤维或污染纤维等。异纤检出机一般
一 些计算机通过网络接受上位计算机的协调统一指挥,负责本机
体
运转控制并通过网络将工作状态信息传送到上位计算机。
化
第 六
为了确保成纱质量,尤其是成纱条干质量,现代清梳联系统必须实 现全流程连续喂棉的自动控制。PLC具有模拟运算及调节功能后,使 连续喂棉控制成为现实,控制系统的原理如图 。
章
清
前道工序准备好
章
棉,均匀地输送给梳棉机,保持箱内棉量动态平衡,筵棉均
清
匀一致。
梳 联
三、梳棉机
机
梳棉机是整个纺纱系统的“心脏”,与生条质量有极其重
电
要的关系。梳棉机将开清棉工序开松过的散纤维进行梳理、
一
除杂、混和并排除大部分短绒和杂质,集束成较均匀的棉条,
体
有规律地圈放在条筒内,供后道工序并条使用。
化
第
六
章
清
梳
电
以及监控和管理等功能。在集散式控制系统中,将直接控制机台动作的过程控制
一
级计算机安装在机台附近,将控制功能尽可能分散,而将管理功能相对集中。这
体
种分散化的控制方式能改善控制的可靠性,不会由于个别计算机的故障而使整个
化
系统失去控制。当管理级计算机发生故障时,过程控制级计算机仍具有独立控制 能力,个别控制回路发生故障时也不致影响全局。与计算机多级控制系统相比,
六 棉比例从棉包中抓取原料,在气流作用下喂给前方机械单元,同时
章 它还具有一定的开松和混和作用。抓棉机的机型按其运动特点可分
清 梳
为环行式和往复式两类,清梳联系统一般选择往复式。
联
往复式自动抓棉机可采用单、双
机
侧抓棉,一套清梳联可同时生产两种
电
质量要求不同的品种。其各种动作均
一
在计算机控制下,由变频电机或伺服电
一
位,将异纤位置信息转换成相应的
体
控制信号,驱动气动装置在异纤经
化
过清除区域时,开启对应的快速高
压气阀,喷射高压气体将异纤吹出
CCD异纤分拣系统检测原理方框图
传送管道,落入废棉收集箱中。
JWF0011A型异纤分检机依靠高
第
品质彩色线阵CCD和高速图像处理
章
计算机分别控制生产过程中多个控制回路(设备),各回路之间和上下级之间通
清
过高速数据通道交换信息。同时又可集中获取数据、集中管理和集中控制的自动
梳
控制系统。集散式控制系统采用微处理机分别控制各个回路,用中小型工业控制
联
计算机或高性能的微处理机实施上一级的控制。各回路之间和上下级之间通过高
机
速数据通道交换信息。分布式控制系统具有数据获取、直接数字控制、人机交互
梳
三、梳棉机
联 机
第二节 清梳联控制系统与单机控制
电
一、清梳联控制系统要求
一
二、清梳联集散式控制系统
体
三、清梳联各单机的控制系统
化
——思考题
第一节 清梳联机械
第
清梳联合机亦称“清钢联”,是集抓棉、混棉、开清棉、
六
梳棉与电气自动化于一体的机电一体化加工系统。清梳联
章
技术是纺纱新技术的一个里程碑,也是纺纱过程实现连续
体
FT214A 桥式磁铁 FT301B 连续喂棉控制器
化
FA125 重物分离器 JWF1171 喂棉箱 FT240F 输棉风机 FA203A;FA203B 梳棉机
FA105A1 单轴流开棉机 FT024A 自调匀整器
FT222F 输棉风机 FA054 纤维分离器
FT224 弧形磁铁 FA1112 精开棉机
清
化、自动化、优质高产和低消耗的重要途径。
梳
联
清梳联生产线是由开清棉机组、连续喂棉箱和梳棉机联
机
合组成,是一个不可分割的统一整体,可根据纤维原料不
电
同有不同的配置,通过机电一体化控制使整个系统连续、
一
平稳运行。
体
化
3
1
2
45
6
78 9
10
11
一、开清棉机组
1.往复抓棉机。往复抓棉机是清梳联的第一道工序,是对棉
一 体
地密实的异纤起作用,而对面积较小的异纤检测不到,仍存在缺
化
陷。因此总体来说光电传感器检测检出效果不如CCD。
CCD异纤分拣系统检测原理如图。
充分开松的原棉在气流的带动下,
第
经渡转接管道形成薄棉层,进入由
六
透光玻璃构成的扁平检测通道。检
控制系统
章
测通道两面的高亮度光源对棉层和 异纤均匀照亮,两边的高速CCD摄 人机互交界面
梳 出达到混和目的。
联
机
电
一
体
化
FA029;FA029D系列多仓混棉机
FA1113型多仓混棉机,采用
第 四个棉仓同时喂入而不同时并列
六 输出的方式达到混棉的目的。
章
FA1113型多仓混棉机由PLC控
清 制,与前后机台联动,当棉仓压
梳 联
力升高时,通过上位计算机通知
机 抓棉机减小抓棉输出量,当管道
电 中的压力升高时,通过上位计算
机器配置:
联
FA009 自动往复抓棉机 FA179 喂棉箱
机
FT245FB 输棉风机 FA116 主除杂机 AMP2000 火星金属重物探除器 FA156 除微