行业见解
物质利益
发布06/22/2010
| By: Kristin Lewotsky, Contributing Editor
运动控制带来了纺织制造的同步,快速转换和可靠性。
织机和纺车是最早被制造出来的复杂机器。他们的机械化推动了工业革命的到来。因此,纺织制造业将构成一个强大的运动控制市场是有道理的。
纺织品的范围远远超出衣服,包括窗帘和地毯等家具,汽车装饰等消费品,以及诸如用于过滤器和垫子的工业纺织品。纺织品制造在长期多步生产线路中进行。多年来,机械轴承在纺织业摇摆。通过从机械转换为电子轴系,机器制造商能够加速转换,简化维护,降低成本。也许更重要的是,该技术允许机器支持Web处理所需的高度同步。
结束
当织物离开织机时,必须准备,洗涤和染色。着色后,纺织品在切成部分之前经历额外的洗涤和热处理。Web过程的每个模块都需要使用下一个模块的进给的EXEED精确同步。这就是运动控制进来的地方。“我们必须精确地同步每行的速度来获得适当的紧张,因为我们不想伸展材料或扭曲它,”柯特费尔曼(Resall-Stream Manager)说派克汉尼汾公司集团.SSD驱动器部门(夏洛特,北卡罗莱纳)。
在每个步骤中,材料必须重复地从阀芯中展开,并将其送入机器以进行处理步骤,然后使用称为SLIDS的绕组头重新卷绕到卷轴上(见图1)。通常,滑块由旋转电动机组合于诸如舞者杆的张力反馈装置组合。展开和倒带函数甚至在更换诸如网直径或织物等参数的面上施加受控张力。例如,在弹性织物的情况下,展开/倒带可以引入受控的拉伸。长度计数器监控镜头,而注册控制允许具有重复模式的纺织品进行同步。
在20世纪80年代,工厂开始开关到电子轴系,通常选择交流电机和驱动器。通过实用性驱动伺服电机的矢量电机选择。“他们比伺服电机更经济,”布尔德曼说。“纺织机器并不真正需要永磁伺服电机可以给您的功率密度。”随着谚语,技术不需要好;它只是需要足够好。
“我们有一个大型的光纤绕线机,它使用了逆变器和各种各样的控制。日本安川电气美国公司。(沃尔岛,伊利诺伊州)。该设计在卷绕机上设有40-HP电机和送料器上的15-HP电机。然而,DroundPover花了太多时间,并且客户难以找到替换零件。“他们最终使用了矢量驱动器和单机控制器,”米勒说。“伺服电机的大小如此昂贵,而且对于该过程,它们不需要伺服功能。”矢量电机提供了一种经济的解决方案,特别是当设计团队增加了再生能力时。“当你从展开中拉出网站,它基本上产生能量,如果你没有任何地方,它就会进入一个电阻,”他说。“用线路再生,你正在看大约三分之一的能量,你将进入返回线的电阻。”
保持同步
一种被称为染色系列的多级机器,包含18到20个轴,可以对织物进行洗涤和染色。当织网离开染料范围后,它进入一种叫做拉幅机的机器,这种机器通过加热来预收缩布料。在拉幅框中,网的两侧的长链抓取布料,并将其通过一个长烘干机传送。为了防止布料被拉伸或扭曲,两条链条必须以完全相同的速度移动。反馈监测一个电机相对于另一个电机的位置。驱动器之间的高速通信通道使两个电机电锁在一起,这样拉线架就不会使布料前后倾斜,以确保织布从机器出来时仍然是90°。
该系统通常使用具有能够以自己执行路径规划的智能逆变器的分布式架构。因为它们具有内存,它们能够采用即插即用操作,因为参数通过USB端口从PC下载到组件。这种能力允许它们从机器沟通到机器,车间到顶层,甚至从外部积分器进入工厂。“这是一个巨大的价值主张,特别是对于被迁移到他们没有整体维护结构的新兴国家的纺织机器,”布尔德曼说。“他们依靠OEM和集成商跳到互联网上并登录机器看看发生了什么。“
纺织厂对电子元件来说可能是不友好的地方。许多清洗和驱动步骤使硬件受到热量和湿度的影响。腐蚀性化学物质的存在使情况进一步复杂化。例如,为了防止线在编织过程中打结,它会被涂上一层蜡状的涂层。准备染料的第一步是用碱浴除去蜡。许多使用的运动部件夸耀不锈钢外壳,以生存的严酷的化学品使用的染料范围的影响。虽然大多数电机是环氧树脂漆,很少是传统的ip级电机。冷却外壳保持电子元件清洁和干燥,而通过噪声免疫光纤电缆通信防止电气干扰和串扰。
一旦织物经过编织、染色和热收缩,就必须将其缝在一起制成产品。但这不是你妈妈的缝纫机。在Parker Hannifin Gmbh Automation Group (Offenburg, Germany),他们将伺服电机与中央控制相结合,用于多达七个运动轴的自动化工业缝纫机(见图2)。“我们使用伺服电机有很多原因,”市场经理Henry Claussnitzer说。“它具有健壮性、动态性、高速应用和可靠性。”带有高速通讯卡的PC机既是运动控制器又是人机界面。电机本身范围从60毫米到155毫米,功率高达10千瓦每轴。Claussnitzer补充说,使用解析器而不是编码器进行反馈提供了更健壮的解决方案。
随着运动控制技术变得更聪明,更全面,机器建设者继续为其投资提供更多。例如,驱动器的进步提供多功能性能,允许它们运行感应电机,矢量电机或伺服电机。共性不仅可以减少库存,它会增加操作员熟悉,超速编程和安装。无论是安装为改造还是新工厂建造,运动控制将在纺织制造中发挥越来越重要的作用。