6ES7211-0BA23-0XB0产品描述

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1、 引言

　　包覆丝机可用于生产各种规格氨纶包覆丝，芯丝用氨纶外包锦纶、涤纶等化纤弹力丝、长丝、也可包真丝、棉纱、毛纱线，各种混纺纱，这些弹力包丝或包纱广泛用于弹力袜、运动袜、丝袜、连裤袜，针织内衣衫裤，机织面料，弹性服装、运动服、休闲服、羊毛衫、弹性带等。

　　包覆丝机能生产单包丝、双包丝，也能生产某些特种加捻的丝、线，生产一些附加值很高的产品。

　　目前传统的包覆丝机（以下简称机械成型包覆丝机）的组成是：一台18.5KWVFD-B的变频器驱动两台9KW异步电机传动主轴运行,再通过机械齿轮变比带动锭子高速旋转,及卷绕,再通过机械油浴式齿轮箱带动横动机构来回运动,实现卷绕成型功能,一套速度监测仪，随时监测锭子、卷绕等运行转速。

机械成型包覆丝机的主要技术参数为：

缺点：1、只能通过变频器面板进行调速，界面不友好。
　　　2、由于成型机构是机械油浴式齿轮箱，导致整体车速只有不超过40米/分。
　　　3、由于成型机构是机械油浴式齿轮箱，卷绕成型有叠绕和硬边突起等电阻效应（对下一道工序退绕很不利，卷绕纱锭只能达到3公分厚）。
　　　4、由于成型机构是机械油浴式齿轮箱，长时间运行后机械磨损导致无法进行根本性修复，维护，调整都很困难。

2、电子成型包覆丝机自动化设计

　　由于传统机械成型的速度、成型效果、维护难等局限性，已经严重制约了包覆丝机在市场上的发展，近年来很多的纺机厂家及自动化系统设计集成企业都在全力研发电子成型包覆丝机这一产品，但由于在成型控制精度、防叠绕算法、防电阻效应、防掉线、机械精度、卷绕成型交叉角度算法等、生产调试周期厂（生产一个锭需要20小时-80小时）等困难至今成效都不大。

　　通过近期一个多月的努力我们在国内设计出以台达EH系列可编过程控制器为主控制单元，控制全机锭子速度（台达变频器控制），卷绕电机速度（台达变频器控制系列），横动移纱电子成型（台达伺服驱动器），用台达人机界面设置和显示工艺参数的控制方案。取消机械油浴式齿轮箱。对主轴转速信号采用高速计速，对卷绕辊进行测速；通过在人机界面上设置工艺参数如：锭子速度、横动速度、成型斜度、工作定时、捻度、等，对运转过程中出现的故障信息均在人面界面上用来显示，为排除故障提供方便。
　　主要元件清单如下:
　　PLC:DVP-EH(高速脈衝輸出可達200KHz, 高速計數通道200KHz/通道、共四通道)
　　HMI:DOP-AS(5.7寸)
　　变频器:VFD-B(18.5KW)
　　伺服驱动器:VSD-B(0.75KW, 編碼器分辨率:10000, 位置定位時間:2ms)

优点：

　　1、可以通过触摸屏随意更改整机车速，横动速度，成型参数，等满足不同生产需要，界面友好、方便。

　　2、由于成型横动机构采用伺服传动，整体车速可以提高到100米/分，大大提高生产效率，是原机械成型机型200%-300%倍速度。

　　3、由于成型横动机构采用伺服传动，卷绕成型解决叠绕和硬边突起电阻效应等问题，卷绕纱锭可以达到10公分厚，原机械成型机型300%-400%倍，节约了换锭时间提高了生产效率。

　　4、由于成型机构采用伺服传动，机械结构简单，长时间运行维护，调整都很方便。

　　电子成型包覆丝机的主要技术参数为：

3、伺服电子成型的实现介绍

1）、卷绕速度设定
卷绕速度即主车速，决定整机的生产速度，根据卷绕速度设定变频器运行频率；卷绕速度决定卷绕线速度。
2）、横走速度设定
横走速度即横向移丝速度，根据不同品种纱线的卷绕要求横走速度与卷绕速度形成比例，来决定来回卷绕的交叉角度；且横走速度不能过慢或过快，过慢会导致横动反向时锭边累计过多导致硬变和掉线，过快也会导致伺服反向时过冲、抖动而导致掉线。

3）、初始行程设定
初始行程即表示A-B间距离。
4）、初始辊径设定
初始辊径设定必须准确，否则将影响成型效果。
5）、停车延时设定
停车延时即表示在按动停车按钮后由于转盘惯性无法立即停止，必须延时横动机构一段时间等待转盘完全停止后再停止横动，否则纱线将会在横动停止位置大量卷绕。
6）、差动距离
AC与DB为差绕长度。
在AB往复的过程中，并不是每次往复行程都是由A点至B点，或是由B点至A点实际往复行程为A点至D点，D点至C点，C点至B点，再由B点至A点依序循环，主要是解決在卷绕过程中两边会有凸起的現象（俗称电阻效应）

7）、成型角度调整参数
成型角度调整参数将决定纱锭在卷绕成型的收边角度的坡度，由于成型角度是由卷绕速度、横动速度、纱线粗细不同所共同决定的，可以通过成型角度调整参数进行修正，达到美观的效果，此参数越大表示坡度越陡，越小表示坡度越平。
8）、软边调整参数设定
在卷绕成型中由于退绕的需要，要求锭边相对松软，避免锭边太硬、太紧所导致退绕断线现象，调整软边参数可以有效调整收边的松软度，软边调整参数越大边越硬，参数越小边越软。

4、结束语

　　通过8月9月两个月的时间，我们已经使用不同纱线进行卷绕测试（40D-200D规格），现在的卷绕成型效果已经非常接近国际包覆丝机生产商曼尼加图的成型效果。

　　随着伺服成型的高效、成熟、性价比的提高，应用伺服成型的自动化包覆丝机将逐渐取代纺织行业上所有机械式传统包覆丝机，效率比传统包覆丝机成倍提高，卷装容量增大，质量大幅度提高，高品质锭子在高速运转下的持久稳定性，二级传动机构，使受力更合理，适用范围更广，取消油浴式齿轮箱，维护更方便，使卷绕成形良好，软边成型退绕更容易。

　　伺服成型技术的成熟将完全取代传统机械成型技术，目前所有机械成型的卷绕纺机都将得到革命性突破（包括包覆丝机、倍捻机、络筒机等），推动国内纺机行业从低效、底端市场走向高效、高质的新时代。

1  引言
   plc控制油压车床是表壳等小五金加工开发的机电一体化集成设计专用项目。基于台达机电自动化平台的油压车床以其高刚性、高精度、高品质、高效率、高寿命、性能稳定、结构简单，操作方便，成本低廉等优点广泛用于表壳加工行业。项目亦可用于小型轴、套类加工。该机床采用了性能稳定的台达es系列plc和dop-a57cstd彩色人机界面做为控制中心，使设备操作简单、直观，人机界面人性化的控制程序输入方式设计，转换程序简单快捷，使操作者发挥自如。自动化程度高，大量生产节省人力、物力，能够实现产品生产的高效化、优质化。自动化油压车床外形如图1所示。

图1  自动化油压车床外形

2  系统构成及工艺参数
   自动化油压车床主轴轴承采用进口p4级主轴专用轴承，主轴自动油润滑，保证机床高精度、寿命更长。主轴电机选用双速带高性能刹车系统。程控液压推动多刀刀架保证加工尺寸准确、稳定。刀具中心高度可调节，操作方便，效率更高。精心设计液压系统，使机床空运转时，液压卸荷，节约电力，降低液压系统温度上升，延长油泵寿命；并安装温度、压力补偿装置，重复加工时非常稳定、可靠。电控箱、液压箱、冷却液箱均置于机箱内，减少占地面积，使机床外观整体化。车床技术参数如附表所示。

3  油压车床操作界面设计
   基于台达机电自动化平台的油压车床操作界面是本项目区别于传统油压车床明显的标志，为小型机床运行带来人性化的透明操作功能。
   开机后，在人机界面初始界面图2上点击进入主菜单画面图3，根据工艺需要按加工工艺选择手动单步图4或全自动图5等进入不同的加工方式，选择手动单步情况下总共列有五种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下程。在单步运行情况下，当选择完单步程序锁定图3设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他四种程序不能运行，若要运行其他程序，请先解除程序锁定功能。

图2  初始界面

图3  主菜单画面

   泵电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用请先启动泵。主轴的高低速选择在全自动人机界面图5上操作完成。除手动外，其他程序的运行都是以外部启动按钮为给定信号的。当设备运行过程中，将主菜单人机界面如图2画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到运行监控画面图6进行运行监控。

图4  手动单步加工画面

图5  全自动加工画面

图6  运行监控画面

 图7  托板延时设置画面

4  自动化加工系统设计
4.1 es系列plc的i/o接口
    (1)行程开关(开关量输入)定义：sl1-x11下托板前进到位；sl2-x12下托板慢进；sl3-x13下托板回位；sl4-x14上托板前进到位；sl5-x15上托板慢进；sl6-x16上托板回位。
(2)阀件(开关量输出)定义：yv1-y14下托板前进阀；yv2-y15下托板慢进阀；yv3-y16上托板前进阀；yv4-y17上托板慢进阀。
4.2 工艺流程设计
    该机种具有五种单步固定工艺流程，用于五种不同规格产品的加工。
    (1)单步工艺流程1描述：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后开始慢进进行，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时(图7)的设定值，时间到后yv1，yv2断电，下托板回原位。

    (2)单步工艺流程2描述：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时(图六)的设定值，时间到后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板前进到位sl4限位后，下托板前进阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时(图7)的设定值，时间到后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3断电，上托板回位。

    (3)单步工艺流程3描述：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后阀yv1,yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3，yv4断电，上托板回位。

    (4)单步工艺流程4描述：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时(图7)的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信号后下托板前进阀yv1，yv2断电，下托板回位。

    (5)单步工艺流程5描述：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后阀上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时(图7)的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，下托板前进阀yv1，yv2保持前进位不动。 

         
    (6)全自动工艺流程：开车启动，恢复原点，阀yv1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位sl2后阀yv2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位sl1后执行下托板延时(图六)的设定值，时间到后阀yv1，yv2断电下托板回退，碰到回退到位限位sl3信号后上托板前进阀yv3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进sl5限位后，上托板慢进阀yv4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位sl4后执行上托板延时(图7)的设定值，时间到后阀yv3,yv4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位sl6信号后下托板前进阀yv1得电进入下一个循环。

4.3 设备系统保护
   在人机界面内通过宏指令读出系统设定时间，分别赋值给不同的数据寄存器，如图8所示，运行过程中通过自定义输入时间年月日和系统本身时间进行监控比较，程序判断当系统时间超过设定时间时，系统自动停止运行，如图9所示。

图8  系统设定时间赋值

图9  自定义运行时间

5  结束语
   本项目已经通过设备调试，各项性能指标达到设计指标。台达plc，人机界面在表壳等小五金加工油压车床设备当中的成功应用，得到客户的好评。