絡(luò)筒機(jī)自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院絡(luò)筒機(jī)自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄1 絡(luò)筒機(jī)的概述41.1絡(luò)筒機(jī)的發(fā)展41.2絡(luò)筒的目的和要求51.3自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的工藝流程52 自動(dòng)絡(luò)筒的主要機(jī)構(gòu)62.1自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)構(gòu)組成62.2 絡(luò)紗錠部分82.3 自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)123 模擬自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)153.1元器件的選擇163.2 輸入/輸出與端口的分配173.3 PLC的外部接線(xiàn)圖183.4自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的程序圖193.5小結(jié)21總結(jié)22參考文獻(xiàn)231 絡(luò)筒機(jī)的概述1.1絡(luò)筒機(jī)的發(fā)展由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，此時(shí)我國(guó)也開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，主要有青島紡機(jī)廠(chǎng)、山西、陜西、常州等機(jī)械廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)GA003型（仿

2、薩維奧RAS15型）和GA004型（仿村田No7-型）自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。但是終因機(jī)械零件多，精度要求高，互換性、可靠性及穩(wěn)定性不夠而未能形成批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)開(kāi)始與德國(guó)賜來(lái)福公司、意大利薩維奧公司進(jìn)行自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的技貿(mào)結(jié)合，進(jìn)口部件，國(guó)內(nèi)組裝。最為成功的國(guó)內(nèi)企業(yè)是青島宏大和上海二紡機(jī)。上海二紡機(jī)雖引進(jìn)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)項(xiàng)目，國(guó)家和企業(yè)投入大量資金，但未形成成熟商品。目前，國(guó)產(chǎn)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)在市場(chǎng)占有率和品牌知名度方面與國(guó)外相比還有一定的差距。如果想在今后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地，國(guó)內(nèi)企業(yè)必須依靠有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、更新的技術(shù)、更優(yōu)的質(zhì)量和性?xún)r(jià)比更高的產(chǎn)品，才能滿(mǎn)足用戶(hù)要求。國(guó)外自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)經(jīng)歷過(guò)大批錠（即每臺(tái)自動(dòng)絡(luò)

3、筒機(jī)一只打結(jié)器）、小批錠（即每一定量錠子一只打結(jié)器）及單錠（即每錠一只打結(jié)器）三個(gè)發(fā)展階段。自單錠式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)后，自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。第一代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)就是單錠式自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，其典型代表是RAS15、村田7-。它基本靠機(jī)械結(jié)構(gòu)控制，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度和制造精度要求非常高，而工作速度和效率比較低。以ESPERO、村田7-V、AUTOCONER238為代表的第二代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)相比第一代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)有了較大改變，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，動(dòng)作可靠性提高，機(jī)械零部件制造精度要求降低，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與設(shè)置的人機(jī)對(duì)話(huà)，生產(chǎn)速度和效率得到了提高。到了上世紀(jì)末，國(guó)外自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)快速發(fā)展，已經(jīng)形成了以O(shè)R

4、ION、AUTOCONER、村田21C為代表的第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。相比于第一、第二代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)，高度的機(jī)電一體自動(dòng)化是第三代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)最大的特點(diǎn)。目前國(guó)外生產(chǎn)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的公司主要有三家，包括意大利的薩維奧公司、德國(guó)的賜來(lái)福公司以及日本的村田公司。新一代自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)主要技術(shù)性能表現(xiàn)在：產(chǎn)量高，卷繞速度可達(dá)2200米/分；質(zhì)量好，采用新型電子防疊，電子張力控制，提高筒紗質(zhì)量；數(shù)字化，機(jī)電一體化水平高，實(shí)現(xiàn)智能化控制；價(jià)格低，在提高產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，價(jià)格低于第二代產(chǎn)品。1.2絡(luò)筒的目的和要求絡(luò)筒機(jī)主要是將原紗通過(guò)絡(luò)筒工序加工成符合一定要求的大卷裝筒子，以便于后道加工工序的進(jìn)行。絡(luò)筒的目的在于改變卷裝，

5、增加紗線(xiàn)卷裝的容紗量，提高后道工序的生產(chǎn)率；絡(luò)筒的另一個(gè)目的在于清除紗疵，檢查紗線(xiàn)直徑，清除紗線(xiàn)上的疵點(diǎn)和雜質(zhì)，改善紗線(xiàn)品質(zhì)。只有紗線(xiàn)的外觀(guān)質(zhì)量改善，產(chǎn)品的內(nèi)在性能提高，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定，才能提高紡織產(chǎn)品的檔次。絡(luò)筒的基本要求：（1）卷繞張力適當(dāng)，不損傷紗線(xiàn)原有的物理機(jī)械性能；（2）筒子卷裝容量大，成型良好，便于退繞；（3）紗線(xiàn)接頭小而牢，盡量形成無(wú)結(jié)頭紗線(xiàn)；（4）用于整經(jīng)的筒子要定長(zhǎng)，用于染色筒子要結(jié)構(gòu)均勻（卷密均勻）。1.3自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的工藝流程如圖1.1所示，紗線(xiàn)自管紗1上退繞下來(lái)，經(jīng)過(guò)氣圈破裂器2（或氣圈控制器）、預(yù)清紗器4（檢查紗疵）、紗線(xiàn)張力裝置5、自動(dòng)捻接器6、電子清紗器7（檢測(cè)

6、捻結(jié)）、上蠟裝置9和導(dǎo)紗槽筒10后卷繞在筒子11上。其中，預(yù)清紗器的任務(wù)是預(yù)先清除紗線(xiàn)上的雜疵，減少電子清紗器的負(fù)擔(dān)和停車(chē)次數(shù)；紗線(xiàn)張力裝置是對(duì)紗線(xiàn)附加張力的主要器件；自動(dòng)捻接器用于紗線(xiàn)的退捻和捻結(jié)。圖1.1 自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的工藝流程1-管紗2-氣圈破裂器3-余紗剪切器4-預(yù)清紗器5-張力裝置6-自動(dòng)捻接器7-電子清紗器8-張力傳感器9-上蠟裝置10-槽筒11-筒子2 自動(dòng)絡(luò)筒的主要機(jī)構(gòu)2.1自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)構(gòu)組成自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)主要由車(chē)頭控制箱和機(jī)架、絡(luò)紗錠、自動(dòng)換管裝置、除塵系統(tǒng)、自動(dòng)換筒裝置、定長(zhǎng)裝置、電腦系統(tǒng)、氣流循環(huán)系統(tǒng)等部分組成。（1）車(chē)頭控制箱和機(jī)架車(chē)頭控制箱是自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的指揮中心，主要由電源控

7、制裝置、電腦系統(tǒng)、電子清紗器的控制儀、空吸裝置、壓縮空氣控制和儀表顯示等組成。機(jī)架往往是裝配式組合機(jī)架。機(jī)型不同，每節(jié)機(jī)架裝有的錠數(shù)也不同，可根據(jù)需要將相同錠數(shù)的機(jī)架連接起來(lái)。（2）絡(luò)紗錠自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的絡(luò)紗錠是自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的最重要部分，主要由氣圈控制器、預(yù)清紗器、紗線(xiàn)張力裝置、自動(dòng)捻接器、電子清紗器、切斷夾持器、上蠟裝置、捕紗器、槽筒和筒子架等構(gòu)成。絡(luò)紗錠的紗線(xiàn)通道具有很小的包圍弧，降低了紗線(xiàn)的毛羽、細(xì)節(jié)、粗節(jié)和棉結(jié)，提高了紗線(xiàn)強(qiáng)度，減少了紗線(xiàn)在退繞過(guò)程中的不必要斷頭。（3）自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)是自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)，不同的機(jī)型有所區(qū)別，其中薩維奧自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)有管紗庫(kù)、管紗滑槽和插

8、紗錠座三部分組成。管紗庫(kù)一般有6個(gè)位置，最多可以存放5只管紗，由人工放置。對(duì)于不同的機(jī)型，管紗的幾何尺寸（如紗管長(zhǎng)度范圍、管紗最大直徑和管紗底部?jī)?nèi)徑等）有相應(yīng)的規(guī)定。工作管紗上的紗線(xiàn)退繞完畢時(shí)，光電傳感器檢測(cè)判別并發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將插紗錠座轉(zhuǎn)向空管輸送帶并把空紗管踢入輸送帶，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)管紗庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，將滿(mǎn)管紗補(bǔ)入插紗錠座?？展艿氖占姓_(tái)和分節(jié)兩種，整臺(tái)收集的，空管從自動(dòng)換管裝置下落到水平輸送帶上，由輸送帶將其移送到機(jī)頭的傾斜輸送帶，然后落入到集管箱。（4）除塵系統(tǒng)裝在車(chē)頭控制箱下部空吸裝置的風(fēng)機(jī)與貫通全機(jī)的高效除塵機(jī)構(gòu)組成除塵系統(tǒng)，包括管紗除塵器、巡回吸風(fēng)機(jī)及多噴嘴裝置。它吸取管

9、紗退繞產(chǎn)生的大量飛花和錠位上方吹下來(lái)的飛花和塵埃，同時(shí)吸取捻接過(guò)程中產(chǎn)生的回絲。它是一個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)的清潔系統(tǒng)，對(duì)提高絡(luò)筒質(zhì)量和車(chē)間的文明生產(chǎn)極為有利。（5）自動(dòng)換筒裝置當(dāng)筒子卷繞達(dá)到預(yù)定的繞紗長(zhǎng)度或筒子直徑時(shí)，自動(dòng)落筒裝置自動(dòng)定位在換筒位置，落下滿(mǎn)管筒子并換上一只空筒管，完成空管生頭的動(dòng)作。同時(shí)按要求繞好尾紗，將滿(mǎn)筒推入機(jī)后的筒子輸送帶。（6）定長(zhǎng)裝置電腦系統(tǒng)可以為每個(gè)生產(chǎn)組合建立滿(mǎn)筒長(zhǎng)度或直徑，設(shè)定兩套數(shù)據(jù)來(lái)控制滿(mǎn)筒自停裝置，用以同時(shí)控制筒子繞紗的長(zhǎng)度和卷繞密度連個(gè)參數(shù)，生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良的筒紗。 （7）電腦系統(tǒng)每臺(tái)絡(luò)筒機(jī)都裝備了電腦檢測(cè)信息控制系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)程序進(jìn)行儲(chǔ)存、控制和檢測(cè)，并提供生產(chǎn)數(shù)

10、據(jù)。一臺(tái)絡(luò)筒機(jī)可分為幾個(gè)組，同時(shí)生產(chǎn)不同品種、不同規(guī)格的產(chǎn)品。 （8）氣流循環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，氣路的循環(huán)貫穿全機(jī)，其中有除塵清潔循環(huán)、壓縮空氣通道及真空吸氣通道。2.2絡(luò)紗錠部分絡(luò)紗錠是自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)機(jī)構(gòu)最多、動(dòng)作最為復(fù)雜的部分，也是全機(jī)的核心。下文將對(duì)絡(luò)紗錠部分的氣圈控制器、紗線(xiàn)張力裝置、自動(dòng)捻接器、電子清紗器以及槽筒等關(guān)鍵部件做詳細(xì)闡述。1、氣圈控制器管紗在退繞過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣圈，造成退繞張力波動(dòng)。氣圈控制器能改變氣圈形狀，有效地均勻并降低管紗從滿(mǎn)管至管底整個(gè)退繞過(guò)程中紗線(xiàn)的張力，不僅能夠獲得卷繞密度均勻的筒子，還能防止管紗退繞過(guò)程中的脫圈。目前市場(chǎng)上使用較為廣泛的氣圈控制器有兩種。

11、一種是日本村田的Bal-Con跟蹤式氣圈控制器，如圖2.1所示。它采用套管式上下跟蹤運(yùn)動(dòng)來(lái)控制管紗在高速退繞過(guò)程中形成的雙氣圈或多氣圈以及紗線(xiàn)摩擦管頭退繞時(shí)造成的脫圈斷頭，可以解決中小紗的斷頭排紗。圖2.1 Bal-Con跟蹤式氣圈控制器另一種是德國(guó)賜來(lái)福和意大利薩維奧采用的氣圈破裂器，如圖2.2所示。 這種氣圈破裂器能有效地降低和均勻氣圈張力，但是對(duì)氣圈不能實(shí)時(shí)跟蹤，當(dāng)管紗退繞到底部時(shí)，退繞張力增大，只能通過(guò)降低絡(luò)筒速度來(lái)減小絡(luò)筒張力。 圖2.2 氣圈破裂器1-管紗 2-氣圈破裂器2、預(yù)清紗器預(yù)清紗器一般為縫隙式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。它安裝在張力裝置外殼的底部，主要用于阻斷管紗上脫出的紗圈進(jìn)入張力裝置

12、，并刮去紗線(xiàn)上的粗大雜質(zhì)（如棉結(jié)合帶纖維籽屑），以減少電子清紗器的負(fù)擔(dān)和停車(chē)次數(shù)。3、紗線(xiàn)張力裝置以前自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的絡(luò)紗張力控制是隨機(jī)的，即張力器對(duì)紗線(xiàn)的附加張力是預(yù)先設(shè)定的一個(gè)不變的張力補(bǔ)償值。它不會(huì)因紗線(xiàn)退繞張力的變化而變化，易造成卷繞不均以及后道工序退繞時(shí)絡(luò)筒張力的波動(dòng)。目前新型自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)主要采用新型的張力控制措施，即附加張力是變化的。它隨退繞張力變化而反向變化，通過(guò)調(diào)節(jié)、補(bǔ)償張力使絡(luò)筒張力保持恒定。意大利ORION型采用了這一原理。自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上張力裝置有很多種類(lèi)型，目前普遍采用的是：張力盤(pán)式張力裝置和陶瓷柵欄式張力裝置。目前，國(guó)內(nèi)自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上張力裝置的主要類(lèi)型有圓盤(pán)式、彈子式、彈簧張力鞋

13、式、曲弧板式、梳齒式及氣動(dòng)式等，如圖2.3所示。 1- 瓷碗 2-鋼球 1-金屬支柱2-鐵杯3-下張力盤(pán)4-上張力盤(pán)5、6-墊圈7-保護(hù)桿（1）子彈式 （2）圓盤(pán)式 1-圓盤(pán)2-張力鞋3-擺動(dòng)桿4-扭力彈簧 （4）曲弧板式（3）彈簧張力鞋式 （5）氣動(dòng)式 （6）梳齒式圖2.3各種張力裝置4、自動(dòng)捻接器能使紗線(xiàn)的首尾兩端經(jīng)過(guò)解捻，再通過(guò)加捻器將其首尾捻接起來(lái)的接頭方式稱(chēng)為紗線(xiàn)捻接技術(shù)。其捻接原理如圖2.4。圖2.4 捻接原理目前的紗線(xiàn)捻接技術(shù)主要有：人工捻接和空氣捻接?？諝饽斫蛹赐ㄟ^(guò)壓縮氣體進(jìn)行解捻和加捻動(dòng)作，具有靈活性高、操作簡(jiǎn)單、可靠性高以及保養(yǎng)維護(hù)成本相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此空氣捻接廣泛應(yīng)用于

14、自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)。5、電子清紗器電子清紗器主要用于檢測(cè)紗線(xiàn)的直徑，清除紗疵雜質(zhì)，提高紗線(xiàn)的質(zhì)量。按照檢測(cè)原理分為電容式和光電式。電容式電子清紗器是檢測(cè)單位長(zhǎng)度內(nèi)紗線(xiàn)的質(zhì)量變化，紗線(xiàn)以恒速通過(guò)電容器的兩塊金屬極板之間。光電式電子清紗器是檢測(cè)紗疵的側(cè)面投影。6、切斷夾持器切斷夾持裝置執(zhí)行電子清紗器所發(fā)出的指令，把粗細(xì)疵點(diǎn)和雙紗疵點(diǎn)切除，夾持器把被切斷的紗夾持住。7、上蠟裝置毛羽是衡量紗線(xiàn)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。紗線(xiàn)的毛羽不僅影響紗線(xiàn)本身的表面光潔度和彈力，還影響后道工序的順利進(jìn)行。紗線(xiàn)上蠟的主要目的就是使紗線(xiàn)表面形成一層保護(hù)層，以減少絡(luò)筒對(duì)紗線(xiàn)毛羽的惡化。紗線(xiàn)上蠟過(guò)程中，蠟塊在紗線(xiàn)的拖動(dòng)下繞軸心自身轉(zhuǎn)動(dòng)，從

15、而保證上蠟的均勻度以及蠟塊的使用效率。只有紗線(xiàn)和蠟塊之間有足夠的摩擦力，才能使上蠟機(jī)構(gòu)能夠隨著紗線(xiàn)的切向運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。8、捕紗器捕紗器在上蠟裝置的上方。捕紗口位于導(dǎo)紗板的上方，緊靠在正在運(yùn)行的紗線(xiàn)的后面。紗線(xiàn)斷頭時(shí)，捕紗器把下方的紗頭吸入，并保持在此位置。切斷裝置的切刀把紗切斷后，捕紗器把切下的吸頭吸入。9、槽筒槽筒是絡(luò)紗卷繞的最重要部件。槽筒的作用是使紗線(xiàn)橫動(dòng)，驅(qū)動(dòng)紗管，形成筒子，成形的筒子必須滿(mǎn)足后道工序的需求。槽筒按照材質(zhì)可以分為膠木槽筒和金屬槽筒。膠木槽筒雖價(jià)格便宜、工藝簡(jiǎn)單，但其耐磨性差，壽命短；槽筒為實(shí)心，耗電量大；靜電效應(yīng)大，易使紗線(xiàn)起毛、起球、斷裂。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了膠木槽筒的使

16、用。金屬槽筒導(dǎo)電性好，能夠消除靜電，且表面及溝槽光潔度好，不易拉毛和碰斷紗線(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)上。2.3 自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)每錠自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)一般配置一套自動(dòng)換筒裝置，保證了生產(chǎn)效率水平的提高。自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)主要由紗庫(kù)、管紗滑槽和插紗錠座等組成，每個(gè)部件又由零件及子部件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。1、紗庫(kù) 如圖2.5所示為6個(gè)位置的紗庫(kù)。圖2.5 紗庫(kù)1-管紗尾吸管套筒與管帽2-管紗庫(kù)3-管紗庫(kù)底盤(pán)紗庫(kù)一般由管紗庫(kù)、管紗尾吸管套筒、管紗尾管帽、管紗庫(kù)底盤(pán)組成。原理圖如圖2.6。當(dāng)細(xì)紗管紗紡?fù)旰?，自?dòng)絡(luò)筒機(jī)自動(dòng)換紗，換紗時(shí)紗庫(kù)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始換紗時(shí)輸送連桿的銷(xiāo)子彈開(kāi)停止銷(xiāo)的羅拉，釋放停止銷(xiāo)；然后輸送連桿旋轉(zhuǎn)

17、，用紗庫(kù)輸送棘爪使紗庫(kù)停止齒輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)紗庫(kù)；停止銷(xiāo)靠在紗庫(kù)停止齒輪，與紗庫(kù)停止齒輪的下一個(gè)溝相合，進(jìn)行紗庫(kù)的定位；輸送連桿返回時(shí)，停止銷(xiāo)的羅拉部位向輸送連桿復(fù)位方向是自由，所以回到狀態(tài)的條件。圖2.6紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)原理圖2、管紗滑槽管紗滑槽采用鋼制“V”型滑槽，模型如圖2.7所示。換管時(shí)，紗庫(kù)中的滿(mǎn)管紗靠自重滑落至插紗錠上，這就要求“V”型滑槽的內(nèi)表面光滑，以減少管紗紗線(xiàn)在滑落過(guò)程中的磨損以及造成的過(guò)多毛羽。圖2.7 管紗滑槽12345679810在滑槽形狀上，將滑槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成相互對(duì)稱(chēng)的兩塊滑板，且當(dāng)兩塊對(duì)稱(chēng)的滑板抱合時(shí)，呈“U”型，這一點(diǎn)既消除了“V”滑槽開(kāi)口逐漸增大的弊端，又進(jìn)一步保證了管紗在

18、滑入滑槽過(guò)程中能夠有效準(zhǔn)確地插到插紗錠上。圖2.8 管紗滑槽機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-驅(qū)動(dòng)凸輪 2-轉(zhuǎn)軸 3、4、5、6、7、8連桿 9、10-滑板管紗滑槽空間連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.8所示。其中，凸輪1始終與轉(zhuǎn)軸2接觸，轉(zhuǎn)軸2上連有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的球桿3和球桿4，球桿3與球桿5球鉸，球桿4與球桿6球鉸，球桿5與連桿7球鉸，球桿6與連桿8球鉸，連桿7與連桿8的末端分別固定兩塊對(duì)稱(chēng)的滑板9和10。其工作原理為：當(dāng)工作管紗退繞完畢，插紗錠座轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置，空管被排出后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)凸輪1旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)一定角度，使連桿5末端的兩塊滑板9和10接觸，此時(shí)紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)一個(gè)位置，滿(mǎn)管紗插到插紗錠上，滑板9和10在凸輪的驅(qū)動(dòng)

19、下張開(kāi)，回到初始位置。3、插紗錠座插紗錠座包含了空管排出器、插紗錠座、插紗錠和螺栓。當(dāng)紗線(xiàn)退繞完畢時(shí)，空管排出器將空管排出至水平輸送帶上，之后由輸送帶將其移送到機(jī)頭的傾斜輸送帶上，然后落入到集管箱。3 模擬自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)之前的知識(shí)所學(xué)，應(yīng)用PLC對(duì)薩維奧自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬的設(shè)計(jì)。過(guò)程從無(wú)紗線(xiàn)信號(hào)發(fā)出開(kāi)始到換管結(jié)束位置。圖3.1為流程圖。無(wú)紗線(xiàn)信號(hào)光電傳感器檢測(cè)紗管彈出管紗滑槽機(jī)構(gòu)閉合管紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)換管結(jié)束管紗滑槽機(jī)構(gòu)打開(kāi)無(wú)紗線(xiàn)信號(hào)有紗線(xiàn)信號(hào) 圖3.1 自動(dòng)換管流程圖自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)在絡(luò)筒過(guò)程中，當(dāng)工作管紗退繞完畢時(shí)，光電傳感器檢測(cè)判別并發(fā)出信號(hào)，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，空管排出器把空管

20、紗踢入輸送帶，管紗滑槽機(jī)構(gòu)閉合，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)管紗庫(kù)，使管紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)一定角度，預(yù)先放置在紗庫(kù)中的新的滿(mǎn)管紗靠自重經(jīng)過(guò)管紗滑槽插到插紗錠上，無(wú)紗線(xiàn)時(shí)，管紗庫(kù)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到有紗線(xiàn)信號(hào)時(shí)，管紗滑槽機(jī)構(gòu)打開(kāi)，換管結(jié)束，紗線(xiàn)接頭之后繼續(xù)開(kāi)始卷繞。3.1元器件的選擇在此選用三菱FX2N-32MR的PLC進(jìn)行對(duì)薩維奧自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)的自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬，此時(shí)假設(shè)管紗庫(kù)中可放3個(gè)管紗。1、FX系列PLCFX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語(yǔ)言的軟元件，按通俗叫法分別稱(chēng)為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱(chēng)它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線(xiàn)圈沒(méi)有工作電壓等級(jí)、功

21、耗大小和電磁慣性等問(wèn)題；觸點(diǎn)沒(méi)有數(shù)量限制、沒(méi)有機(jī)械磨損和電蝕等問(wèn)題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無(wú)記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，X：代表輸入繼電器Y：代表輸出繼電器 M：代表輔助繼電器 T：代表定時(shí)器 C：代表計(jì)數(shù)器 S：代表狀態(tài)繼電器 2、PLC程序中常用到的電氣元件接近開(kāi)關(guān)：接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等，接近開(kāi)關(guān)原理如圖3

22、.2。感應(yīng)頭輸出器振蕩器晶體管開(kāi)關(guān)物體 圖3.2接近開(kāi)關(guān)原理框圖 當(dāng)物體接近時(shí)，感應(yīng)頭產(chǎn)生信號(hào)到振蕩器，振蕩電路產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)受到信號(hào)干擾，感應(yīng)電流增強(qiáng)，引起振蕩電路的負(fù)載增加，然后振蕩減弱直到停止，傳感器通過(guò)振幅監(jiān)測(cè)電路檢測(cè)振動(dòng)變化，通過(guò)輸出器傳出信號(hào)。時(shí)間繼電器：三菱PLC中，T代表了定時(shí)器。相當(dāng)于繼電器線(xiàn)路中的時(shí)間繼電器，它在程序中用作延時(shí)控制。FX2系列PLC定時(shí)器共有4中類(lèi)型，型號(hào)T0-T199 T200-T245 T246-249 T250-255名稱(chēng)分別為100MS定時(shí)器，10MS定時(shí)器1MS定時(shí)器100MS積算定時(shí)器。（數(shù)量，計(jì)時(shí)范圍也不一樣）定時(shí)器可以使用立即數(shù)K作為設(shè)定值。

23、K10中的10也相當(dāng)于延時(shí)的時(shí)間。在程序中應(yīng)該注意的是：掉電以后，如何防止定時(shí)器可能發(fā)生的錯(cuò)誤動(dòng)作。輔助繼電器：PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線(xiàn)圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱(chēng)中間繼電器，它沒(méi)有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開(kāi)/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過(guò)輸出繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。輔助繼電器的主要用途是在繼電保護(hù)和自動(dòng)控制中用于擴(kuò)大主繼電器的觸點(diǎn)容量和觸點(diǎn)數(shù)目。 電磁閥：電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥是用電磁的效應(yīng)進(jìn)行控制，主要的控制方式

24、由繼電器控制。這樣，電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。3.2 輸入/輸出與端口的分配根據(jù)動(dòng)作要求分析所得，該過(guò)程需要10個(gè)輸入端，5個(gè)輸出端，具體分配見(jiàn)表3.1。表3.1 I/O分配表輸入元件符號(hào)元件名稱(chēng)輸出元件符號(hào)元件名稱(chēng)X0SQ0接近開(kāi)關(guān)1Y0YV1管紗彈出X1SQ1接近開(kāi)關(guān)2X2SQ2彈出裝置開(kāi)關(guān)Y1YV2管紗滑槽閉合X3SQ3管紗滑槽閉合位置開(kāi)關(guān)X4SQ4管紗限位開(kāi)關(guān)1Y2YV3管紗滑槽打開(kāi)X5SQ5管紗限位開(kāi)關(guān)2X6SQ6管紗限位開(kāi)關(guān)3Y3KM1管紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)X7SQ7管紗滑槽限位開(kāi)關(guān)X10SB1啟動(dòng)Y4HL換管結(jié)束X11SB2停止3.3 PLC的

25、外部接線(xiàn)圖根據(jù)系統(tǒng)原理的需要，繪制了電氣原理圖，如圖3.3所示。圖3.3 外部接線(xiàn)圖其中用到一個(gè)FX2N-32MR的PLC，即32個(gè)端口的PLC，3個(gè)電磁閥，汽缸帶動(dòng)紗管的彈出、滑槽機(jī)構(gòu)的閉合與打開(kāi)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)管紗庫(kù)的旋轉(zhuǎn)，最后當(dāng)管紗滑槽打開(kāi)到位時(shí)，根據(jù)HL指示燈的提示告知換管結(jié)束。3.4自動(dòng)換管機(jī)構(gòu)的程序圖根據(jù)電氣制圖軟件PCSELCAD畫(huà)出自動(dòng)換管的程序圖， 如圖3.4。啟動(dòng)總開(kāi)關(guān)，X10閉合，此時(shí)檢測(cè)到無(wú)紗線(xiàn)信號(hào)，X0閉合，Y0得電，電磁閥控制氣缸推動(dòng)紗管彈出，然后碰到彈出限位開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)由OFF變?yōu)镺N，X2閉合，Y1得電，滑槽機(jī)構(gòu)閉合，滑槽將保持閉合的狀態(tài)，接著碰到滑槽限位開(kāi)關(guān)，X3閉合，Y3得電，管紗庫(kù)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，管紗庫(kù)旋轉(zhuǎn)到任意限位開(kāi)關(guān)位置處，觸碰到管紗庫(kù)中3個(gè)限位開(kāi)關(guān)的任意一個(gè)，即X4或X5或X6閉合時(shí)，檢測(cè)到有無(wú)紗線(xiàn)信號(hào)，Y3保持得電狀態(tài)，管紗庫(kù)繼續(xù)向下一位置轉(zhuǎn)動(dòng)；檢測(cè)到有紗線(xiàn)信號(hào)時(shí)，X1常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合，Y1失