纺织行业是中国为数不多的优势行业之一。中国是全球最大的纺织品牌服装生产国和消费国,也是全球最大的纺织品净输出国。得益于纺织行业的发展,纺织机械作为天然纤维和合成成纤材料加工成纺织成品的机械设备在我国发展非常迅速。目前全国上规模的纺织机械厂家约在550家,主要在江苏、广东、浙江等省市。
伺服技术在纺织机械中的应用广泛,是纺织业发展的一个强有力的工具,为纺织业的高速发展提供了可靠的技术保证。我国纺织业国际化迈进的进程正在加快,纺织机械的机电一体化的水平上不断提高,但当前应用伺服的比例仍然很低,因此纺织机械是未来交流伺服大批量应用的重要行业之一。
无锡纺织工业协会吴志清副会长兼秘书长在此次会议上谈到,从90年代初期至今已经15年,纺织行业技术进步主要是依靠变频化、PLC化。只有少量纺织机械采用了高档伺服技术,用于提高精度和效率,目前已有高档梳棉机、带自调匀整的并条机、新型粗纱机、数控细纱机、分条整经机、浆纱机、园网印花机等设备应用了交流伺服。无梭织机上已经开始采用带交流伺服的电子送经和电子卷取,印染设备上也要用到伺服系统。这些设备每年的伺服用量在2、3万套左右,且几乎全部是进口产品,如Lenze、Danaher、Siemens和Baumuller,还有三菱、松下、山洋和台达等。
作为世界知名的纺织机械制造商,伦茨始终站在传动技术发展的前列,其产品的设计理念和技术水平始终处于同行业领先地位。此次会上,伦茨(上海)机电传动有限公司产品经理曹海笑先生向观众介绍了他们最新产品——伦茨9400伺服魔方。9400系列产品有着广泛的用途,能用于纺织、造纸、印刷、包装、物流、汽车制造等机械的驱动,实现高精度和高可靠性的运行。
伦茨9400是用于驱动电机的伺服驱动控制器,主要使用调频调压以及调整相位的方法,通过速度反馈和位置反馈监控,控制电机的高精度运行,作为9300系列伺服驱动控制器的后续产品,其功能和9300相似。
曹经理生动的解说配以动画式PPT,给观众以视觉和听觉上的感受。9400系统由安装底板和伺服模块两部分组成。所有的高于24V的电气连线都连接在安装底板上面,而所有反馈连线和24V直流连线都连接在伺服模块上,安装底板的使用能大幅度提高电气连接的安全性,同时在现场更换设备将更加容易。
9400系统在硬件相同的前提下,可以通过在基础操作软件上的变化完成不同的功能:速度控制;转矩控制;同步控制;定位控制;电子齿轮控制;电子凸轮控制;卷绕控制等。所有控制模式中可以选择半闭环(一个反馈)和全闭环(两个反馈)的控制模式,通过全32位的高性能运动处理系统完成高精度控制。指令的给定方式,除了使用内置于9400的IO点和CANopen总线接口之外,还可以使用扩展的通信接口兼容Profibus、Profinet、EthCat、DeviceNet、 Ethernet TCP/IP、Powerlink等总线系统进行通信,通过Ethernet(以太网),可以实现远程的调试和诊断。
会上,曹经理还介绍了LENZE伺服产品在纺织机械上的应用案例,例如卷绕驱动,对于较高要求的应用系统,使用9400伺服驱动,并结合减速电机和测角/测速装置一起使用。运用9400伺服PLC系列和卷绕软件包可实现完成的卷绕控制系统。
伺服技术在国产纺机上的广泛应用,推动了国产纺织机械的机电一体化发展,缩小了与国外的差距。但纺织专业自动化装置国内发展缓慢,尤其是在纺织专用的传感器和执行机构方面需加快开发。此外,纺织机械中的机与电必须同步发展,国产纺机已大量应用了计算机技术,但必须有精密的机械结合,才能发挥更大的效果,否则将影响机电一体化技术的发展。例如纺织机械,国外大量生产电脑控制的主机产品,而国产电脑园机、电脑横机等水平上不去,其主要原因是精密机械加工技术跟不上,限制技术的发展。
但我们仍然可以看到国产伺服厂家的成功案例,一个是在工业缝纫机上,近几年国产伺服控制器逐渐取代台湾和其他进口品牌变成市场主流,凭借低成本的电机、简单的低线数编码器,以及集成控制和驱动,在解决了批量稳定性之后,像上海鲍麦克斯这样的国内品牌获得了成功。每年数十万台的产量,这可能是未来几年里,低档伺服最大的市场了。另外一个紧密结合用户需求进行创新开发的案例,可以举和利时电机开发的络丝机控制系统。“络丝机”是属于织造前工序的精密工艺设备,将各种天然丝络成各种规格的柱状、宝塔形、双锥形筒子,供用于染色、整经、针织等后道工序。该公司充分利用自己在步进、无刷、伺服、运动控制、网络通讯等方面的综合技术,通过和国内最大纺机集团的密切合作,开发成功了精密络丝机控制系统,其核心是利用高动态的伺服横动电机以及数字卷绕技术,取代传统的机械传动而实现单锭化和数字化,每锭之间依靠CAN总线联系,是无轴技术应用的典范。该产品的研发成功充分体现了国内厂商的竞争能力,为国产伺服厂商开辟了参与市场竞争的新路。
纺织机械行业的伺服市场的增长将主要来自配比的增长,行业产品产量增长对伺服需求的贡献将持续增加。主要的纺机厂都开发出或正在开发新的产品系列型号,这些新的型号属于原有产品的升级产品,具有更高的自动化水平和生产精度,易于更换产品品种,产品的品质得到提升,并且具有更高的单机生产能力。在这些产品中,伺服取代了传动的机械机构。