梳棉鋸條沖齒加工伺服控制分析

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

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

　　2 原理設計

　　　2.1系統工藝與控制分析
　　機械等同架構參見圖3。當該生產線張力發生變化時，變頻器根據張力的反饋進行自身的PI調節，由于該張力環節在工藝上要求不高，所以很容易控制。而當變頻的速度發生變化時，輥輪上的挫刀沖切速度隨之改變，為保證沖齒節距的恒定，后端的伺服系統需要精確實時跟蹤變頻器的速度。根據變頻率器速度和齒距的比例，既保證脈沖當量精度小于十分之一的目標精度，又要保證馬達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 鋸片機控制方案
　　鋸片機控制系統方案參見圖3。自動化系統全部由臺達機電自動化產品實現。包括臺達DVP14ES00T型可編程控制器；臺達ASD-A0421LA/ASMT04L250AK型400W伺服系統（伺服馬達傳動減速比：10：1。）。編碼器要求差動輸出/AB相/1000PPR/DC5V。
觸摸屏 /DOP