WINMO产品在圆网印花机中的应用

1. 引言

圆网印花机是纺织印染行业中印花生产的主要设备，按圆网传动方式可以分为机械式整体传动圆网印花机和独立传动圆网印花机两种。圆网印花机通常由进布单元、印花单元、烘房单元和落布单元组成，其中的印花单元是整个设备的核心部分

2. 圆网印花机设备组成

圆网印花机是一种使用圆形镍网在白色坯布上可连续印制各色图案专用生产设备，工作原理类似套色印刷机，整机包括进布、主机、烘房、落布这四大部分。主机部分是由主电机经蜗轮蜗杆减速机后带动一直径约450毫米(长由1.8米到3米不等)辊子,辊子带动厚两毫米多的聚氨脂导带转动,由直径较小的被动辊拉紧导带,使辊子与导带间无打滑,导带在两辊间形成一平面,坯布被贴紧导带经由一色网到最后一色网位而进入烘房将布烘干。只要网子与导带严格同步，且网子间任意时刻相位没有误差，则可以在高速运动中(极限速为120米/分)严格保持0.1毫米的印花精度(这也是印花导带的精度)。与数控技术在机床中应用一样，先进的圆网印花机用网头单电机驱动技术淘汰了落后的机械减速箱长轴传动的方式，克服了原机械传动间隙和磨损对印花的影响。与数控加工技术相比，他是一种高速高精度同步技术，升降速不能有明显的速度和位置误差。而不能象数控那样有时需降低进给速度来保证较小的误差。全伺服圆网印花机是指主电机与网头独立传动电机均采用WINMO伺服SD-100驱动电机，而进、出布电机均采用WINMO变频器型号为VFT0022T4来驱动。操作由WINMO触摸屏控制。

圆网印花机外形图如图一所示

图一    圆网印花机外形图

3. 圆网印花机原理简介

圆网印花机电控系统由两大部分组成，基于底层开发的先进电子技术实现的高速高精度同步运动控制，使网头伺服电机准确跟踪布速(通过高分辩率编码器测主辊角速度间接得到)。实现套色印花。变化的位置信息因最快10微秒系统就可在线处理。因此可使一秒内车速由80米/分降为零都不会产生多大位置误差，这一点是能同国外先进系统相比的。另一大部分是由数控实现的整机由进布到出布同步拖动控制及操作控制，以触摸屏完成速度模拟条显示，升降速的不同速度段快捷键一键操作，及故障滚动显示。

待印染的白坯布通过进布单元被传递到导带上，由于导带表面事先涂有一层专用胶水，用于坯布可以紧密的和导带接触，不会产生相对运动，和导带紧密接触的坯布随着导带的运动，通过各个印花单圆，由印花单元上的丝网（雕刻有图案、染料通过丝网内圆随着网头的转动渗透在坯布上，从而形成1种颜色的图案，不同的印花单元上的丝网图案形成不同的颜色的图案，为了确保各个颜色的图案最终形成一幅完整的图形，各个丝网之间的相位必须确保恒定，也就是说，要实现高质量、自动化的印花生产，圆网与导带及各圆网间在连续、高速运行时，必须实现高精度的同步控制，各个圆网的线速度与印花导带线速度必须确保同步，否则会产生断布、断网或“错花”事故，影响生产效率和产品质量

伺服驱动器接收脉冲指令驱动电机带动机械作定位运动。定位运行的过程中运行要平稳滑顺，伺服的运行速度将决定圆网印花机的工作效率是否能够满足客户的应用要求，在高速定位的时伺服电机不能出现过冲，震荡以及整定时间过长

4. WINMO伺服系统配置

调试时候难点是如何保证良好的印花效果，要求印花网头和印花导带保持高度的同步。只有圆网和导带之间的相位角保持恒定，才可以确保图案不错位。WINMO伺服可以在保证速度同步的同时保证位置同步。令各辊之间的相位始终保持一致。通过动态调整驱动器内电子齿轮比参数，达到消除齿轮传动时齿轮间隙的作用，极大的方便了系统的调试并确保了印布的精度。设定伺服控制方式、齿轮比等参数，然后进行往复运动测试，如果定位和速度精度达到要求，则调试完毕；如果未达到要求，则增大速度环路增益，此时如果出现电机停止时过冲或抖动，或者电机有响声，那么说明环路控制参数调的有些过强，再适当的减小比例或加大积分时间常数，直到位置和速度精度都达到要求，则说明位置环和速度环的比例和积分时间常数值为合适值。

南通某圆网印花机上，使用WINMO系列全数字SD-100伺服驱动器。控制系统的主要参数设置说明如下：

PA4=0（控制方式选择，0：位置控制）；

PA1=1（电机型号选择，不同电机此参数不一样）；

PA9=500（位置环增益，范围1—1000ms）；

PA5=500（速度环增益，范围5—2000HZ）；

PA6=100（速度环积分时间常数，范围1—1000ms）；

PA14=0(指令脉冲的输入形式，范围0—2)；

PA12=10(输入指令脉冲倍频分子)；

PA13=1(输入指令脉冲倍频分母)；

PA60=1000（电流环增益，范围500—8000）；

PA61=10（电流环积分时间常数，范围10—50）；

注：电子齿轮比=PA12/PA13==Ppulse / P

其中Ppulse ：电机每转脉冲数，指电机旋转一圈电机反馈元件反馈的的脉冲数（脉冲/圈）。如2500线的增量式编码器，其反馈到驱动器的脉冲数为2500×4=10000；

P：指要使电机旋转一圈伺服所需接收的上位机指令脉冲数（脉冲/圈）；

5. 调试注意事项

为了保证伺服驱动器能够可靠、稳定、正确的运行，在伺服系统的安装、调试以及使用过程中，应注意以下事项：

1. 正确的接线：WINMO伺服标配编码器线和电机动力线，接线时一定要正确连接伺服驱动器与控制器之间的信号线，否则伺服不会正常运行。

2. 正确的设置伺服控制模式：由于每种机器应用都有所不同，所以正确的设置伺服控制模式是保证伺服正确运行的前提。

3. 根据实际运行效果正确匹配增益参数。

4. 确保电机良好的接地，驱动器与设备机壳连接。一方面避免干扰，另一方面避免漏电。

5. 信号线尽量选择屏蔽双绞线，屏蔽层一般接到端子外壳。

6. 注意干扰问题，避免编码器信号和控制信号受到干扰，编码器线、信号线不要与电机线、电源线绑扎在一起或者通过一个线槽， 尽量保持一定的距离。

7. 结论

此圆网印花机充分结合了WINMO系列伺服的响应快、定位准确、整定时间短、运行平稳等优点，使客户达到很好的满意度。该系统 已于 2 013 年 9月投入运行至今，系统运行状态 良好。此设备向客户充分展示了WINMO伺服的优势，同时也提高了圆网印花机设备在市场上的竞争力。