并條機自調(diào)勻整控制理論與實踐

陳洪奎 封玉蓉 崔 潔

（1.吳忠德悅紡織科技有限公司，寧夏吳忠，751100；2.德州恒豐紡織有限公司，山東德州，253517）

對于自調(diào)勻整并條機的管理，關(guān)鍵在于自調(diào)勻整的管理。烏斯特自調(diào)勻整兩套系統(tǒng)的管理和控制非常重要。一套是喂入系統(tǒng)的管理，就是TG 羅拉喂入纖維量的控制，或者說是TG 電壓值的控制；一套是輸出棉條系統(tǒng)的管理，即FP 導(dǎo)條器出條電壓值的控制。通過對最終輸出須條質(zhì)量的檢測，反饋給自調(diào)勻整系統(tǒng)，以保證自調(diào)勻整的勻整效果。FP 電壓值控制不好，偏離標準值過大，就會影響自調(diào)勻整的勻整效果，造成須條重量出現(xiàn)較大的偏差。

1 問題的提出

我公司一臺FA1322A 型并條機在生產(chǎn)JC 14.6 tex 賽絡(luò)集聚針織紗的過程中，總是出現(xiàn)D 值報警停車，嚴重影響生產(chǎn)。為分析查找原因，對凹凸羅拉進行標車，正常情況下，在凹凸羅拉之間，標車時插入2 mm 的測量塊，電壓值應(yīng)在-5 500 mV 左右，插入4 mm 的測量塊，電壓值應(yīng)為0 mV 左右，插入6 mm 的測量塊，電壓值應(yīng)在+5 500 mV 左右。因此，實時電壓反應(yīng)的是纖維在凹凸羅拉隔距之間的充滿程度。

經(jīng)檢測，這臺并條機的實時電壓在-4 200 mV～-4 500 mV 之間，說明喂入的纖維經(jīng)凹凸羅拉擠壓后的厚度只有2 mm 多，調(diào)出該機臺的D 值，一眼為-18%，另一眼為-22%，嚴重超標。正常情況下，D 值在±5%以內(nèi)最好，超過±10%就有嚴重問題了。

由此判斷，該并條機配置的凹凸羅拉比較大，而因工藝需要喂入須條的總重量偏小，不適合在該機型并條機上生產(chǎn)，改用D81L 型并條機后問題得到了徹底解決。

2 烏斯特自調(diào)勻整電壓值和D 值解析

2.1 FP 電壓值

FP 導(dǎo)條器電壓值是棉條對導(dǎo)條器內(nèi)壁壓力通過放大器轉(zhuǎn)換成的電信號，反映的是輸出熟條定量和導(dǎo)條器的匹配關(guān)系，在導(dǎo)條器口徑一定的情況下，出條定量越大，電壓值也就越大，呈正相關(guān)。USG PRO 系統(tǒng)FP 電壓值的范圍在-2 000 mV～-6 000 mV，最佳工作值是-4 000 mV。烏斯特公司提供的FP 導(dǎo)條器與輸出熟條定量之間的關(guān)系［1］見表1。

表1 FP 導(dǎo)條器與輸出熟條定量的關(guān)系

因此，要根據(jù)輸出熟條定量來選擇導(dǎo)條器的號數(shù)，保證將FP 電壓值控制在-2 000 mV～-6 000 mV 的范圍內(nèi)。

2.2 TG 電壓值

TG 電壓值有零點電壓、名義電壓和實時電壓3 種。

2.2.1 零點電壓

FA1322A 型并條機標準的零點電壓是-11 000 mV。關(guān)于零點電壓的概念，可以理解為喂入纖維量為零時的TG 電壓。如果實際標定過TG 電壓就不難理解。根據(jù)測量塊厚度與TG 電壓值關(guān)系，從TG 羅拉標車參數(shù)就可以推算出這個數(shù)值。FA1322A 型并條機的零點電壓推算見圖1 和表2。

同理，D81L 型并條機標準的零點電壓是-15 500 mV。

圖1 測量塊厚度與TG 電壓值關(guān)系圖

表2 測量塊厚度與TG 電壓值的關(guān)系

USG PRO 說明書中有一個TG 傳感器位置調(diào)整的示例，步驟如下：

首先，在TG 羅拉中插入基準量塊4 mm，將TG 電壓調(diào)至0 mV 左右，鎖緊安裝螺釘。實踐中調(diào)整時很難達到0 mV，實際控制在±100 mV以內(nèi)。

其 次，進 入USG PRO Tool 與UQA，進 入USG PRO Tool 傳 感 器>T and G 菜 單。

（1）塞入2 mm 量塊，閉合TG 羅拉，輸入距離2 mm，顯示-7 446 mV。

（2）塞入6 mm 量塊，閉合TG 羅拉，輸入距離6 mm，顯示7 143 mV。

從說明書中提供TG 標定的實際情況可以看出，TG 零點電壓實際上是量塊在2 mm～6 mm之間最大限度的電壓值之和，標定后的TG 零點電壓實際就是自調(diào)勻整喂入部分進行質(zhì)量控制的一個基準。

機臺上顯示的零點電壓，是生產(chǎn)中的實際零點電壓，應(yīng)該使它盡可能接近標準的零點電壓。如果出入過大，就應(yīng)該重新標定。

2.2.2 名義電壓（標定電壓）

在FA1322A 型并條機顯示面板上標定電壓稱為名義電壓。TG 標定電壓是D 值在零左右波動時顯示的電壓值，也就是說，它反映的是在一定長度內(nèi)喂入須條的平均厚度。由于喂入TG 的條子根數(shù)不同，定量不同，各廠顯示的TG 標定電壓并不相同。每臺自調(diào)勻整都有自己的標定電壓。標定電壓就是完成正常標定喂入條子運行一段時間后，自調(diào)勻整系統(tǒng)智能自動顯示的電壓值，表3 是同一臺D81L 型并條機在喂入定量不變、也不做任何標定的條件下，連續(xù)3 天觀察到的標定電壓值。

根據(jù)表3 的數(shù)據(jù)，我們可以得出以下結(jié)論：

（1）標定電壓值不是固定的。

（2）當喂入定量不變的條件下，標定電壓是波動的。

每次開車，自調(diào)勻整儀運行一定長度后，標定電壓就會進行自動標定，并以此作為自調(diào)勻整的基準，實時電壓應(yīng)圍繞著它上下波動。

表3 連續(xù)3 天的TG 標定電壓

2.2.3 實時電壓

實時電壓顯示的是正在喂入條子時的實際電壓值，它隨著喂入條子纖維量的變化而波動。

2.3 D 值

D 值指牽伸變化率，它是由自調(diào)勻整實時控制的實際牽伸倍數(shù)和機械牽伸倍數(shù)的百分比值。

3 自調(diào)勻整并條機壓緊厚度和電壓值的關(guān)系

雖然可以通過喂入定量與TG 羅拉的匹配來保證自調(diào)勻整的效果，但在喂入定量變化較大時，究竟采用多大的TG 羅拉，還需要通過試驗才能確認。如果能夠建立起凹凸羅拉喂入纖維的壓緊厚度和電壓值關(guān)系的數(shù)學(xué)模型就方便多了。由于電壓值與纖維喂入量是一種正比關(guān)系，假定喂入纖維壓縮厚度的變化量與傳感器彈簧壓力的變化量也呈正比關(guān)系，那么就可以根據(jù)胡克定律進行計算了。根據(jù)實際情況，可以按照0.25 mm 的距離為一檔來確定與電壓值的對應(yīng)關(guān)系。

我公司有兩種自調(diào)勻整并條機，一種是FA1322A 型并條機，一種是D81L 型并條機，計算結(jié)果分別見表4 和表5。

理想的電壓值是在能夠滿足壓縮厚度在2 mm 左右，零點電壓值在0 mV 左右，這時喂入的定量是最合適的，凹凸羅拉的大小和喂入的纖維定量也是匹配的，自調(diào)勻整的波動量最小，勻整效果也最好。通過表4 和表5，我們可以很容易地根據(jù)自調(diào)勻整并條機的實時電壓值，查出TG羅拉喂入纖維量的實際厚度，突破了定性的籠統(tǒng)，可以定量地知道喂入的纖維量，或者說喂入定量大小。這樣就能判定出喂入定量是否合適，從而通過改進工藝來調(diào)節(jié)標定電壓，改進自調(diào)勻整的工作狀態(tài)。

表4 FA1322A 型并條機喂入纖維電壓值與凹凸羅拉隔距、纖維壓縮厚度的關(guān)系

表5 D81L 型并條機喂入纖維電壓值與凹凸羅拉隔距、纖維壓縮厚度的關(guān)系

4 TG 標定電壓和D 值之間的關(guān)系

D 值直接顯示了牽伸倍數(shù)的變化率，而電壓值間接顯示了牽伸倍數(shù)的變化。

（1）必須保證D 值的波動值在±5%的范圍之內(nèi)，最好是使D 值在零位上下波動。D 值不能長期偏離±5%的范圍，更不能出現(xiàn)零點漂移±10%以上的情況。D 值波動較小時，一方面說明了牽伸比較穩(wěn)定，另一方面意味著自調(diào)勻整的負荷較小，有利于延長自調(diào)勻整的使用壽命。

（2）標定電壓（名義電壓）是一個基準值，應(yīng)保證實時電壓在標定電壓（名義電壓）上下小范圍波動。實時電壓值越接近標定電壓（名義電壓），D 值就越小；實時電壓值偏離標定電壓（名義電壓）越大，D 值就越大。

5 問題分析及解決思路

了解烏斯特自調(diào)勻整電壓值的相關(guān)概念后，對FA1322A 型并條機出現(xiàn)D 值報警停車問題的分析就比較有針對性了。

5.1 FA1322A 型并條機電壓值的分析

問題發(fā)生后，我們調(diào)取了自調(diào)勻整的TG 信息，發(fā)現(xiàn)A 眼的名義電壓值是-1 788 mV，實時電壓是-4 508 mV，B 眼的名義電壓值是-1 701 mV，實時電壓是-4 174 mV，見圖2。從表4 可以查出，喂入須條的凹凸羅拉距離都在2.25 mm 左右，比標準的4 mm 偏薄1.75 mm；TG 實時電壓與TG 名義電壓值的偏差也較大，A眼相差-4 508-（-1 788）=-2 720（mV），B 眼相差-4 174-（-1 701）=-2 473（mV），說明報警時喂入須條的厚度比自調(diào)勻整標定的喂入須條厚度偏薄了約1.75 mm，造成了D 值偏差達-20%左右，從而引起了報警停車。

圖2 FA1322A 型并條機的TG 信息

5.2 D81L 型并條機電壓值的分析

改用D81L 型并條機進行生產(chǎn)時，我們對機臺用同樣的方法進行了標定，2 mm 處的電壓值-7 750 mV，6 mm 處的電壓值應(yīng)該在+7 550 mV 左右。調(diào)取自調(diào)勻整的TG 信息，左眼實時電壓-4 980 mV，標定電壓-4 034 mV；右眼實時電壓-5 957 mV，標定電壓-4 746 mV，見圖3。從D81L 型并條機自調(diào)勻整的運行數(shù)據(jù)來看，相對于TG 羅拉，喂入的纖維量也偏小，但D81L 型并條機的TG 零點電壓在-15 500 mV 左右，零點電壓值范圍比FA1322A 型并條機寬-4 500 mV 左右，且實時電壓與標定電壓的差值也相對較小，所以仍可以正常工作。

圖3 D81L 型并條機的TG 信息

5.3 TG 電壓值調(diào)整試驗

5.3.1 并合數(shù)的調(diào)整

為進一步驗證我們的分析，在FA1322A 型并條機上改紡JC 26.4 tex 紗（條子定量19 g/5 m），并合數(shù)由5 根改為6 根，輸出定量16 g/5 m，總牽伸7.125 倍。調(diào)取UQA 數(shù)據(jù)和TG 信息，A、B眼的實際總牽伸分別為7.5 倍、7.6 倍（見圖4），D值A(chǔ) 眼是-5.7%，B 眼是-6.7%。兩眼的D 值相差不大，但D 值負偏差，且超出±5%的正常范圍，因此電壓值還需要進一步調(diào)整。

圖4 FA1322A 型并條機的UQA 數(shù)據(jù)

從TG 信息可以看出，實時電壓變成了A眼-1 555 mV，B 眼-2 178 mV（見圖5）。

由此可見，在喂入條子定量不變的情況下，增加并合數(shù)，實時電壓值會增大，處于負偏的D值絕對值會變小。這是因為自調(diào)勻整TG 羅拉的選配，是以插入4 mm 的測量塊時電壓值顯示在0 mV 左右為標準的，也就是說默認的喂入須條的纖維量受壓后的厚度為4 mm，當實際喂入的條子定量偏小時，凹凸羅拉間隙的充盈度不足，造成實時電壓值偏小。因此增加喂入條子的定量或者增加并合數(shù)，進而增加喂入凹凸羅拉間隙處的纖維量，使之達到標定時的凹凸羅拉隔距4 mm 左右厚度的標準，或者說是纖維壓縮厚度在2 mm 時，才是最理想的狀態(tài)。

圖5 FA1322A 型并條機的TG 信息

5.3.2 并合數(shù)+喂入定量的調(diào)整

根據(jù)并合數(shù)調(diào)整的結(jié)果，在并合數(shù)改為6 根的基礎(chǔ)上，進一步將喂入條子的定量加大到20.5 g/5 m，喂入須條的總量由最初的95 g/5 m增加到123 g/5 m，分別在FA1322A 型和D81L型并條機上進行測試，結(jié)果見表6。

表6 TG 電壓值調(diào)整試驗結(jié)果

從表6 中的電壓值可以看出：

（1）優(yōu)化調(diào)整后，喂入定量和TG 羅拉已經(jīng)基本匹配。FA1322A 型并條機的實時電壓值負值已經(jīng)接近為0，說明喂入條子的壓縮厚度已經(jīng)基本接近4 mm，這時TG 羅拉的工作狀態(tài)是比較適宜的。

（2）D81L 型并條機的實時電壓值在-2 000 mV 左 右，由表5 可知，喂入條子的凹凸羅拉隔距在3.5 mm 左右，纖維壓縮厚度在1.5 mm 左右，也基本上是符合生產(chǎn)要求的。

（3）從顯示的電壓值來看，在同樣的工藝條件下，D81L 型并條機顯示的電壓值與零點差異大，這說明該并條機所配的TG 羅拉要大一號，這種情況下，D81L 型并條機所配的TG 羅拉要小一檔，以保證更適宜的匹配度。

（4）在實際生產(chǎn)中，要結(jié)合本公司條子的定量情況，精心選擇TG 羅拉，或者多配幾檔TG 羅拉，以更好地適應(yīng)不同條子定量的生產(chǎn)要求。

6 某公司TG 電壓值的優(yōu)化案例

某公司FA1322A 型并條機末道全部采用7根并合，調(diào) 取TG 信 息 和UQA 數(shù) 據(jù)，TG 名 義 電壓值都穩(wěn)定在200 mV 左右，實時電壓在600 mV左右，實時電壓和名義電壓相差較小（見圖6）。說明該公司喂入的纖維量恰巧在4 mm 厚度偏大一點的位置，這是很好的位置，自調(diào)勻整的波動范圍很小，處于良好的工作狀態(tài)。

圖6 某公司FA1322A 型并條機的TG 信息

機臺的實際牽伸倍數(shù)與設(shè)計牽伸倍數(shù)基本接近（見圖7），D 值都會在零位上下波動。說明喂入定量與TG 羅拉的匹配度很好。

圖7 某公司FA1322A 型并條機的UQA 數(shù)據(jù)

7 結(jié)語

自調(diào)勻整的TG 電壓值和TG 羅拉壓縮的纖維厚度間是線性關(guān)系，通過建立自調(diào)勻整并條機喂入纖維在凹凸羅拉中的壓縮厚度與電壓值關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，可以直接顯示喂入纖維量和TG羅拉的匹配關(guān)系，有利于技術(shù)人員根據(jù)喂入定量合理匹配TG 羅拉，從而更好地控制和管理自調(diào)勻整并條機，保證產(chǎn)品質(zhì)量。