自调匀整的工作原理及应用

开环
检测点
黑箱系统
匀整点
检测机构
执行机构
开环匀整方式的特点
开环匀整方式为针对性匀整，是先检测后 匀整的方式。只要控制系统中的时间延迟和纱 条从检测点到匀整点之间通过的时间配合得当， 以及牵伸倍数的变化完全正比于纱条厚度的变 化，就可以消除一定频率范围内的不匀波。 开环匀整方式只能进行调节，不能核对结 果。所以，对纱条的匀整效果是不清楚的。
自调匀整在调节牵伸时也应考虑尽量少 改变原有的前后牵伸区的牵伸配置，特别是 对牵伸质量影响较大的后区牵伸倍数，避免 恶化条干。FA326A并条机自调匀整装置保持 并条机主牵伸倍数不变，专门设计一个预牵 伸区进行牵伸调节，须条在进入主牵伸前先 进入预牵伸区ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ经过自调匀整的作用，使进 入主牵伸区的条子定量均匀一致。
检测机构
闭环匀整方式的特点
喂入纱条是经过匀整后再进行检测的。 所以纱条的重量差异较小。主要是对匀整效 果起反馈作用。 闭环匀整方式是先匀整后检测，因此它 不能匀整波长等于或小于匀整点到检测点距 离的不匀波，这段距离被称为匀整死区。 在闭环匀整方式中，先调速后检测。检测 的波动幅度小。不匀的规律性越强，匀整的 作用越好。
的目的。同时在紧压罗拉处，对出条条干进 行在线监控，在线检测匀整结果经微机统计 比较，在荧光屏上以数字和图表方式显示出 条子的质量数据。在线检测的FP喇叭头还能 不断核对出条号数和出条实际条干不匀。如 果超出已设定的警报界限时，并条机能自动 停车并发出报警信号。
显示器还能随时显示多项工艺、质量、 产量等统计数据。传动机构采用机电组合差 速合成方式，这种方式具有控制功率小、伺 服电机故障不影响主机运行，控制方法简单 等较为突出的优点。
设 则
G1 = Ga＋ Gb G2 G1 Ga＋ Gb
v1 v2 v2
Ga＋ Gb G2 E Ga-喂入半制品额定重量 E-牵伸倍数 即v1、v2 的比值 Gb-额定重量与实际重量之差 既重量偏差
其中 G2 和 Ga 为常数，
Gb 和 E 是变数。
那么根据上式可看出牵伸变化的规律。也就是 说牵伸倍数E 随喂入纱条单位长度重量（或 粗细）偏差
FA326A并条机匀整特点分析

牵伸调节方式
自调匀整装置是通过改变牵伸罗拉的速 度来调节牵伸倍数的，可以改变后罗拉的速 度，也可以改变前罗拉的速度。在自调匀整 装置中，调节前罗拉速度或调节后罗拉速度 各有优缺点。从负荷上看，希望调速部分的 功率愈小愈好，以降低系统的设备费用。调 节后罗拉速度一般所需要功率比前罗拉小，
自调匀整的理论基础
纱条的牵伸是靠前后罗拉的线速度不同 来实现的。牵伸倍数可根据前后罗拉速度或喂 入和输出的纱条单位长度重量求得。依据牵伸 原理，单位时间内喂入的纱条重量应等于输出 的纱条重量。 即：
v1 G1
=
v2 G2
v1----后罗拉线速度 G1----喂入半制品的单位长度重量 v2----前罗拉线速度 G2----输出半制品的单位长度重量
FA326A自调匀整并条机工艺流程图
⑤ ⑨ ⑩ ① ⑦ ④ ⑥ ② ③ ⑧
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
伺服电机 控制单元 显示终端 数字变换器 凹凸罗拉测量部件 紧压罗拉监测传感器 差动齿轮箱 凹凸罗拉位移监测传感器 预牵伸区 主牵伸区
FA326A并条机自调匀整工作原理
如上图所示。4根-8根条子由导条架入， 通过给棉罗拉，进入沟槽罗拉与检测罗拉组 成的检测机构，然后扩展成棉网进入牵伸装 置。检测机构罗拉间保持有一定的左右压力， 随喂入条子单位长度重量的不同，检测罗拉 左右移动，由位移传感器发出讯号。检测相 应断面到达主牵伸区时，伺服电机变速，调 整预牵伸区牵伸倍数，以达到匀整出条条干
检测方法：对输入的对象（纱条）进行 连续的测量，并将测量信号进行转换（放大） 和传送。 检测型式：机械式、电容式、光电式、 电磁感应式、应变片式、同位素等。纺织行业 的工作环境一般都有相应的要求。电容式、应 变片式容易产生温漂和零漂。所以，使用最广 泛的是机械与磁电感应传感器相结合的方式。
Gb的增大而增大，随着它的减小
而减小。 由此可见，自调匀整的牵伸调节是以喂
入纱条重量（或粗细）的偏差大小为依据的。
棉纺FA326A并条机
FA326A并条机的自调匀整装置
卧式凹凸罗拉
FA326A并条机主要技术参数
l、眼数： 2 2、机械速度： 最高600米/分钟 3、适纺纤维长度：22～76mm 4、喂人型式： 高架顺向积极喂入 5、牵伸型式： 三上三下压力棒加导向上罗拉曲线牵伸 6、总牵伸倍数： 5．6～9．7倍 7、加压型式： 摇架弹簧加压 8、罗拉直径／mm： 上罗拉：34，34，30，34 下罗拉：45，35，35 9、换筒型式： 自动后进前出链条推杆式 10、自调匀整型式： 开环式自调匀整
传统的解决纱条不匀的办法是依靠定向供 应；喂入轻重条搭配；增多并合道数及频繁更 换齿轮控制纱条重量，以此获得理想的纤维均 匀度及平行度，供后道工序使用。这些调节属 离线控制和滞后调节, 有人为造成条干不匀的 可能,容易使产品不匀率产生波动。 如何降低纱条不匀率，实现在线控制？是 众多企业研究的课题。随着纺织机械自动化程 度的不断提高，自调匀整技术就应运而生了。
喂入检测 喂人检测系统的作用是将喂入须条的不匀 变化以某种信号反应出来，FA326A并条机是利 用一线位移传感器配合一对凹凸罗拉（对输入 棉条进行连续测量），其工作原理是凹罗拉固 定不动，凸罗拉通过弹簧加压紧靠在凹罗拉上， 形成一测量钳口。由于钳口中棉条粗细的变化， 使凸罗拉推动传感器的探头发出信号。根据位 移量的大小，传感器输出相应的电压值。
检测信号进入控制器后，系统将所有模拟 信号（编码器反馈脉冲数）转换为数字信号， 进行数字操作和运算。并与设定的指令脉冲数 进行对比，产生差值。 同时计算出输出量作为指令输出。系统根 据编码器反馈的脉冲频率和计算得到的脉冲频 率对比，差值反馈到电流控制器，最后经由驱 动部件转换之后来控制电机的运转。
大，相应的惯性也大，有时不易满足系统的惯 性要求。后罗拉变速则不同，由于速度低，如 果速度变化仅百分之几，则误差就大。而且， 后罗拉变速时整个喂入机构，如导条架、检测 机构及后罗拉等的速度都要变化，容易产生意 外牵伸；前罗拉变速时，牵伸倍数与喂入纱条 的重量变化为线性关系；而后罗拉变速时，则 为双曲线关系。在调整时，线性关系比较容易 调节。
也比较容易满足系统对惯性的要求；从提高 系统的调节精度来看，前罗拉速度比后罗拉 调节有利，因为前罗拉的转速比后罗拉速度 高，转速误差率可降低。 另外，调速部分一般作高速运转。这样， 减速齿轮系统可尽量减少，因而，也减小了 齿轮误差。但在前罗拉变速时，必须同时改 变紧压罗拉、圈条器等的速度。因为其负荷
三、执行系统
执行系统主要是起调速和变速的作用。他 是按控制系统中放大器发出的指令，产生相应 的速度。利用指令速度与需改变机件的速度进 行叠加，使机件的速度随检测对象（纤维束的 粗细、重量）的增减而做反比例变化，达到匀 整的目的。 执行的方式有机械式、液压机械式、电气 式和机电式等。
控制方式
自调匀整根据其检测点和匀整点的设置 不同分为开环、闭环和混合环三种方式。开 环方式属针对性匀整。由于其检测点趋前， 所以主要针对随机造成的不匀；闭环方式的 检测点滞后，检测的是已经过匀整的纱条， 所以适合不匀范围较广；混合环方式则能兼 顾随机不匀与附加不匀，但机构复杂，制造 精度要求较高。 生产过程中，针对性相对较高。因此， 开环方式的使用较为广泛。
该值与棉条输入量有良好的线性关系，同时得 到放大和传送。 这种结构的优点是测量稳定可靠，不易受 外界干扰，操作使用方便。为使凹凸罗拉组成 的测量钳口能正确反应须条不匀的变化，要合 理设置测量罗拉加压、直径和沟槽宽度等参 数，同时还要注意须条定量、回潮率、结构性 状等对测量信号的影响，不同品种可以设置不 同的测量参数。

伺服系统
伺服系统主要包括控制电机、伺服控制 器、刹车控制器和大功率变压器等。控制电 机使用无刷类电机，选择功率为1.2 kW的交 流伺服电机。电机刹车控制板用于吸收电机 减速运行时反馈给控制器的能量。
混合环
开环检测点 闭环检测点
匀整点
黑箱系统
检测机构1
执行机构
检测机构2
混合环匀整方式的特点
混合环匀整方式是指在牵伸装置调节系统 中，既有开环方式，又有闭环方式，牵伸罗拉 位于两个检测点之间。 混合环匀整方式兼有开环和闭环的优点， 既能保持匀整效果，又能自动修正牵伸装置引 起的波动偏差。具有开环与闭环互补的特点， 从调节性能上看是比较完善的。但它的机构和 技术较为复杂，设备的费用较高。
开环匀整方式不能匀整短片段不匀。由于 纱条是在进入牵伸机构之前进行检测。因此， 无法纠正在牵伸装置中所形成的牵伸波。而这 些牵伸波往往都造成短片段不匀。 检测的要求较低。由于是在喂入端检测， 纱条还没经过匀整，不匀的波动较大，因此， 检测机构的波动幅度也大。
闭环
匀整点
黑箱系统
检测点
执行机构
理等，达到了在任何状态下的数据均完整可靠 的设计目标。 软件设计采用了实时操作系统进行控制设 计。主程序中，设计了内容丰富的 6 级菜单 系统。通过这些菜单，可以直接观察系统内的 各项工艺数据，可以输入各种控制参数，能对 显示菜单进行更改。此外，设计中还增加了自 检和测试功能，通过显示面板就可以了解整个 系统的工作情况。
自调匀整装置的作用
自调匀整装置系统有纯机械式和机电一体 化式两种。主要应用于纺织行业前纺工序中， 与梳棉机、并条机配套使用。可实现生产过程 中的自动检测与控制，从根本上改变原先纺织 行业落后的生产控制手段。 自调匀整系统就是根据纤维束的粗细、重 量的变化，相应调整可变牵伸区的瞬时牵伸倍
数，以改变纤维束的均匀度。并且能较好的 控制定量；降低重量偏差、成纱条干不匀、 单纱强力不匀；减少偶发性结点纱疵、成纱 毛羽、后道工序断头。大大提高了生产过程 的在线检测水平，优化工艺，最终提高成纱 质量。
3
执行系统
转换机构
2
控制系统
调节机构
1
检测系统
位置检测 速度检测
一、检测系统
检测系统是整个自调匀整装置的初始环 节，它的任务是为控制系统提供准确的原始 数据。因此，选择检测点、检测方式是获得 检测准确度的关键。 检测系统根据其检测对象分为位置检测、 速度检测和转矩检测。自调匀整系统通常只 检测位置和速度。
自调匀整的工作原理及应用
讲解:
前言
纺织行业中，纱线的不匀率程度，关系到 纱线品级的高低，同时也直接影响到制成品的 质量。而纱线的不匀，尤其是长片段不匀，主 要是由于纺纱前道工序中纱条不匀所造成的。 纱条不匀分为随机不匀和附加不匀两大部 分。随机不匀是纤维在纱条中随机排列造成， 属客观存在的。附加不匀则是由于纺纱过程中 的牵伸不良造成的，通常指牵伸波和机械波两 种。

控制计算机
控制计算机是整个自调匀整系统的核心。 选择工业级的主CPU减少了外围控制元件。因 为整个系统共有8个采样点，为减少采样等待 时间，减少主CPU的负担，单独设计了一个采 样子系统，该子系统由单片机控制，它将所有 信号采集后，通过并行接口传输到主CPU。此 外，硬件设计上采取了许多有效的措施，如掉 电保护电路的设计采用了电源掉电信号控制、 片选控制、掉电中断控制以及锂电池的保护处
二、控制系统
控制系统是整个装置的核心部分。它的任 务是将检测系统传来的信息，进行分析转换处 理。最后通过放大转送给执行系统。 机械式 纯机械式的控制系统是通过杠杆 原理来传送和放大检测信号和执行信号。转换 机构则是由一套记忆延迟机构来对信号进行处 理。 机电一体化式 是采用微机控制器和控制 通讯技术相结合。同时具备转换和调节的功能。
自调匀整系统的组成
自调匀整系统主要由三大部分组成，分别 为检测系统、控制系统、执行系统。 检测系统 利用机械、气压、光电等方式 检测喂入品或输出品在输入和输出过程中的速 度与位移波动量。 控制系统 转换机构将检测所得的波动机 械量，转换成相应的电信号。调节机构则将电 信号按比例放大，控制调速部分变速。 执行系统 调节机件的速度，使输出半制 品的指标接近设计要求。