富士伺服系统在纺织业中的应用与发展

作为现代科技发展的产物，伺服系统以其不可替代的作用及优良的性能，几乎遍布社会的各个领域。其中，伺服系统在制造业领域的应用最为广泛。纺机自动化是提高生产效率的重要手段伴随着全球经济的复苏，我国的纺织机械行业也得到了迅猛发展；随着人们审美意识增强和生活水平的提高，高档色织产品愈加受到人们喜爱。不仅仅真丝绸，化纤丝、人造丝、混纺纱和棉纱等也可采用色丝织造，这就促使纱筒染色工艺在色织行业获得广泛应用。一般纱筒染色前需要将外购的坯纱络成适合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，因此松式精密络筒机的需求日益增加。

由于市场竞争的加剧要求生产灵活性增加，要求设备能生产多品种的产品并能迅速更换工艺，纺织行业在很多机型上使用了伺服和步进产品，主要用于张力控制，在纺机中的精梳机、粗纱机、细纱机、并条机、捻线机，织机中的无梭织机和印染设备上的应用量最大。细纱机的集体落纱和电子凸轮用到伺服电机，但是并非标准配置，对于用户而言是可选功能，在2003年只有不到4%的细纱机选用了伺服电机。精梳机、粗纱机、并条机、捻线机都开始使用伺服产品来控制张力，只不过使用的比例还是非常低，不超过20%。无梭织机的电子选纬、电子送经、电子卷取也用到伺服和步进产品，主要应用于喷气织机和剑杆织机。另外，纺织产品的染整工序也会使用到伺服产品，尤其是在印染设备上会使用到类似印刷行业的高端运动控制产品。与变频器不同的是，伺服和步进产品在化纤行业的应用极少，只在个别生产设备和一些试验设备上使用。

富士伺服系统在纺织机械中的优势

纺织机械上应用伺服控制技术是为了提高设备的性能和生产效率，满足高精度控制的要求。目前，成本是运动控制产品在本行业大量使用的最主要的障碍。对用户而言，使用带伺服的纺织机械的一次性投资要高出很多，大多数纺织企业宁愿多购买几台低端设备以增加产能，只有对产品质量要求较高的企业会选用带伺服的高端产品。但是，相对而言纺织机械对伺服控制产品的技术要求较低，对精确度和响应速度的要求远远低于机床加工行业。因此，价格成为国内纺织机械制造厂家的首要参考标准。很多伺服控制厂家开发出专用的伺服控制驱动和电机，有些比较具有规模的纺织机械厂家也自行研发专用于纺织机械的伺服驱动，这样既满足应用要求，又降低成本。

尽管目前本行业的运动控制产品的使用比例较低，但是运动控制产品在纺机上的大量应用是发展的趋势。主要的纺机厂都开发出或者正在开发新的产品系列型号，这些新的型号属于原有产品的升级产品，具有更高的自动化水平和生产精度，易于更换产品品种，产品的品质得到提升，并且具有更高的单机生产能力。在这些产品中，伺服电机和步进电机取代了传统的机械机构，因此具有非常好的性能和功能。

富士伺服系统在纺织机械中的应用与发展

伺服系统又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。目前国内纺织工业中纺织机械伺服应用约占国内伺服应用总量的8%左右，下面就伺服系统在纺织机械中的应用进行论述。

随着纺纱生产要求的不断提高，在并条机上应用自调匀整技术己显得十分重要，这能自动有效地检测喂入纱条长短片段条干的不匀，可实时调节牵伸倍数，从而有效地控制输出纱条的质量，但这种控制系统尚有较大的提升空间。通过伺服电机及数字化闭环控制技术，实现了主牵伸无级调节和动态监控，最小牵伸倍数可在±0.01倍范围内调节，重量控制精度可达0.05g/(5m)，纱条质量稳定，运转可靠。其先进的的电子控制和自动化技术有效地降低了并条机的功耗和运转噪声，操作维护方便，每万锭运转班修机工可减少4～8人，每年可节约资金约20万元。

并条机采用了计算机控制、伺服驱动、变频调速以及传感器检测等先进电子技术，实现了开环控制短片段的全过程自调匀整和对纱条的实时控制，对于不同品种在不同速度等条件下试验时，均能达到稳定控制、匀整效果好，出条质量明显改善的效果，该机运开环控制的自调匀整系统控制原理图如下。

声、光、电、气、变频传动技术、先进的伺服系统等新技术以及新工艺、新的梳棉理论被大量采用，体现在清梳联生产线的设计制造中，促使清梳联生产线向高产、高速、节能、优质的方向发展，提高了生产的稳定性、可靠性，保证了整个生产流程能够同步、连续、平稳地运行，把棉条长短片段的不匀率、棉结含量、生条含杂率都稳定控制在一定的范围内，保证了后部生产工序的原料质量。目前，生产线设备，在外观形态和内在质量上，都已有了长足的发展，具备了精细抓棉能力，设计更加人性化，有着友好的人机界面，操作维护也更加简便。

采用了伺服控制系统进行数字化控制，能有效地解决起动、点动、停车过程中多电动机同步控制问题，消除粗纱机在开关车过程中纱线易产生的细节疵点，同时取消龙筋平衡重锤和差微齿轮，简化保养维修工作，并有利于节约能源、降低噪声及振动。

伺服系统由控制器、驱动器、执行电动机和传感器构成，主要运用在细纱机的集体落纱系统，传统的细纱机的锭子、罗拉及钢领板的升降都靠主电机传动，主电机多使用双速电机，慢速仅用于启动，高速为正常工作，在纺纱过程中断头率高。可编程序控制器及交流伺服控制器和网络等技术在细纱机控制上的应用，简化了机构，提高了精度，利于稳定纺纱张力、减少断头和毛羽，大大提高了纺织细纱机的生产效率。

伺服系统是实现纺织机械自动化、数字化控制系统的重要组成部分，当前我国无论是在技术上还是在产业化应用上都与国外先进水平有着不小的差距，这对于我们来说谋求先进的伺服控制技术意义重大，因此创新产学研结合模式，大力推动企业、高校和科研院所建立紧密的合作关系，促进伺服控制系统更好地应用于纺织机械，提高纺织机械的性能显得十分必要和紧迫。

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