梳棉鋸條沖齒加工伺服控制分析

摘 要：重點(diǎn)討論基于變頻伺服技術(shù)在鋸條沖齒加工工藝中的應(yīng)用。方案應(yīng)用自動化機(jī)電控制技術(shù)取代了鋸條沖齒機(jī)原來的渦輪渦稈系統(tǒng)的牽引部分，齒距的控制完全由伺服實(shí)時跟蹤變頻位置完成，齒距的更改只要修改伺服參數(shù)即可。
關(guān)鍵詞：伺服系統(tǒng) 跟蹤誤差 前饋增益 PLC

1 引言
　　梳棉機(jī)是紡織工程的前端工藝設(shè)備。梳棉鋸條是疏棉機(jī)關(guān)鍵配件（圖1）。沖齒是梳棉鋸條的主要加工工藝。傳統(tǒng)的沖齒工藝---沖齒和牽引分別由渦輪渦稈一體的機(jī)械機(jī)構(gòu)完成。不同的齒距需要不同的渦輪減速比組在繁瑣的機(jī)械安裝調(diào)試背后，加工精度亦有一定隨機(jī)的波動，而新設(shè)計(jì)的伺服系統(tǒng)取代了原來的渦輪渦稈系統(tǒng)的牽引部分，沖齒由變頻單獨(dú)完成，齒距的控制完全由伺服實(shí)時跟蹤變頻位置完成，齒距的更改只要修改伺服參數(shù)即可，不但效率高，且加工的齒距一致性很好，該伺服系統(tǒng)完全對該行業(yè)進(jìn)行了全新概念的提升和質(zhì)的飛躍（圖2）。

　　2 原理設(shè)計(jì)

　　　2.1系統(tǒng)工藝與控制分析
　　機(jī)械等同架構(gòu)參見圖3。當(dāng)該生產(chǎn)線張力發(fā)生變化時，變頻器根據(jù)張力的反饋進(jìn)行自身的PI調(diào)節(jié)，由于該張力環(huán)節(jié)在工藝上要求不高，所以很容易控制。而當(dāng)變頻的速度發(fā)生變化時，輥輪上的挫刀沖切速度隨之改變，為保證沖齒節(jié)距的恒定，后端的伺服系統(tǒng)需要精確實(shí)時跟蹤變頻器的速度。根據(jù)變頻率器速度和齒距的比例，既保證脈沖當(dāng)量精度小于十分之一的目標(biāo)精度，又要保證馬達(dá)最大速度時回授編碼器的頻率小于500KHZ，由此選擇被跟蹤馬達(dá)回授編碼器的分辨率為1000PPR。而齒距的更改則通過PLC與伺服RS-485通訊功能，直接修改伺服的電子齒輪比即可。
　　2.2 鋸片機(jī)控制方案
　　鋸片機(jī)控制系統(tǒng)方案參見圖3。自動化系統(tǒng)全部由臺達(dá)機(jī)電自動化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)。包括臺達(dá)DVP14ES00T型可編程控制器；臺達(dá)ASD-A0421LA/ASMT04L250AK型400W伺服系統(tǒng)（伺服馬達(dá)傳動減速比：10：1。）。編碼器要求差動輸出/AB相/1000PPR/DC5V。
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