本機是將兔毛原料未經改性處理,直接進行開松、梳理,制成一定支數的毛條,具備抱合力大和加有真捻等特點,并由紡紗機(FNT-28型兔毛紡紗機,專利號:9424N73-4)紡制成各種規格支數的細紗。本機是國家發明專利產品(專利號:93106597-6),"八五"國家星火項目。全機結構示意圖如圖1所示。

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圖1 梳理機結構示意圖

本機電氣部分采用繼電器控制系統,動力驅動由三相異步電動機來完成。該控制系統有三點不足:

(1) 繼電器線路接線復雜,功能單一。 繼電器接觸控制系統的邏輯部分由許多繼電器;按某一固定形式連接而成,若工藝流程發生改變,則需要改變繼電器控制系統的接線,才能滿足新的工藝流程要求。工人實際操作和維修復雜,易出故障;

(2) 可靠性不高,控制精度不夠,這就勢必影響了出條支數、出條定重;

(3) 繼電器控制柜的體積大,占用了較大的生產空間,影響了工人的操作。

因此有必要對本機的控制系統進行改造。近年來,隨著

科學技術的飛速發展,步進、伺服電機的應用越來越廣泛,其功能多樣性和產品可靠性日臻完善,正在逐步取代原來的普通電機。而且隨著可編程控制器技術的日益成熟,將二者完整地結合起來,完成對各種復雜運動的自動控制,實行機電一體化,正在成為一種趨勢。

2 控制方案的確定

由于步進電機可直接用數字信號控制,無需反饋可開環工作,無累積定位誤差,控制精度高,因此被廣泛用于數字控制系統和計算機控制系統。而可編程序控制器(PLC)是一種適于工業現場控制的,由單片計算機(CPU)、外圍大規模集成電路(LSI)、系統軟件及I/0接口等構成的新型控制器,用戶通過軟件設計,可實現以往難以實現的各種復雜邏輯控制。與通用PC機或單片機構成的系統相比,PLC具有可靠、抗擾能力強、編程簡單等優點,已成為替代傳統繼電接觸器控制線路的升級換代產品。因此,本系統采用可編程控制器(PLC) 為控制核心,步進電動機為執行元件、紅外光電傳感器為檢測元件的新型系統,實現了兔毛梳理機的計算機數字控制。其組成原理如圖2所示:

圖2 控制系統原理圖

3 控制系統的實現

 3.1 系統組成

PLC選用日本松下FP0 PLC,共8點輸入(X0~X7),8點輸出(Y0~Y7),主要控制主電機Motor1和毛斗步進電機Motor2的工作狀態和轉速;步進電機選用兩相混合步進電動機,步距角1.8°/STEP,用于驅動主機和毛斗;步進電機驅動器選用DMD402,電源電壓DC14V~40V,其作用是根據PLC的控制指令對電機實現脈沖和方向控制。