Tekstil İplik ve Bobin Sarma Makinesi Otomasyonu
Hazırlayan: ONX Control mühendislik ekibi · Son güncelleme:
Kısa tanım
Elektronik tekstil makinelerinde (fantezi/efekt iplik, büküm ve bobin sarma makineleri) besleme silindirleri, iğler ve traverse kılavuzu ortak bir mil, dişli kutusu ve mekanik kamla değil; her biri kendi motoru ve sürücüsüyle, yazılımdaki bir ana eksene senkron çalışır. Efekt deseni, büküm (tur/metre) ve sarım geometrisi reçeteden değiştirilir; dişli ya da kam değiştirmek gerekmez. ONX Control tekstil makinesi üreticileri için bu mimariyi servo ve AC sürücüler, CODESYS SoftMotion ve EtherCAT ile kurar.
Nasıl çalışır?
Fantezi (efekt) iplik makinesinde efekt, besleme silindirlerinin hızındaki değişimle oluşur. Öz (core) iplik sabit hızla beslenirken efekt ipliğini besleyen silindir desene göre kısa süre hızlanır ya da yavaşlar; fazla beslenen iplik flamme (slub), düğüm (nope) veya bukle gibi efektleri oluşturur. Elektronik makinede desen; efekt uzunluğu, efekt kalınlığı (hız oranı) ve efektler arası mesafe olarak tanımlanır ve servo eksenin hız profiline dönüştürülür. Desen sabit bir dizi olarak ya da tanımlı sınırlar içinde rastgele üretilebilir; rastgele desen, kumaşta düzenli tekrar eden bir iz oluşmasını önler.
Büküm, iğ devrinin iplik çıkış hızına oranıdır: büküm (tur/m) = iğ devri (d/dk) / çıkış hızı (m/dk). Mekanik makinede bu oran dişli değişimiyle ayarlanır; elektronik makinede iğ ve çıkış silindiri aynı ana eksene elektronik dişliyle bağlanır, böylece makine hızlanırken, yavaşlarken ve dururken de büküm sabit kalır. İçi boş iğli (hollow spindle) fantezi büküm makinelerinde bağlayıcı ipliğin metredeki sarım sayısı da aynı oranla belirlenir.
Bobin sarmada traverse kılavuzu ipliği bobin boyunca gidip getirir ve çapraz sarım oluşturur. Kılavuz, bobin miline elektronik kamla bağlanır: kam profili, strok uçlarındaki dönüşü ve buradaki ivmeyi tanımlar; bobin kenarlarının sert ya da şişkin olmaması için dönüş noktaları her strokta küçük miktarlarda kaydırılır. Hassas sarımda (precision winding) bobin turu ile çift strok arasındaki oran (sarım oranı) sabit tutulur; rastgele sarımda sarım açısı sabittir ve oran çap büyüdükçe değişir. Oran belirli değerlerden geçerken iplikler üst üste yığılır (şerit, ribbon oluşumu); bunu önlemek için traverse hızı bu değerlerin çevresinde değiştirilir. Kademeli hassas sarım ikisini birleştirir: oran sabit tutulur, sarım açısı sınırdan çıkınca bir sonraki orana geçilir.
Çok pozisyonlu makinelerde iki yapı yaygındır. Grup tahrikte bir makine tarafındaki iğler teğet kayışla ya da ortak milden tek bir motorla, traverse kılavuzları da makine boyunca uzanan ortak bir traverse çubuğuyla tek bir servo motordan sürülür; burada çubuğun kütlesi ve esnemesi, dönüş noktalarındaki ivmeyi sınırlar. Tekil tahrikte her pozisyonun kendi motorları vardır; iplik kopuğu yalnızca o pozisyonu durdurur. İki yapıda da bütün eksenler aynı ana eksene bağlıdır ve makine hızlanırken, yavaşlarken ya da dururken oranlar korunur.
-
1
Ana eksen ve reçete
Makine hızı sanal bir ana eksen olarak tanımlanır; büküm, efekt deseni, sarım oranı ve bobin ölçüleri reçeteden okunur.
-
2
Besleme ve efekt
Besleme silindirleri ana eksene hız oranıyla bağlanır; efekt silindiri desen profiline göre hızlanır ve yavaşlar.
-
3
Büküm ve sarım
İğ ve çıkış silindiri elektronik dişliyle bükümü, bobin mili ve traverse elektronik kamla sarım geometrisini korur.
-
4
Senkron duruş
İplik kopuğunda, makine durdurulurken ya da şebeke kesildiğinde eksenler oranlarını koruyarak birlikte yavaşlar.
Kritik parametreler
| Parametre | Neden önemli? | Tipik aralık / ONX saha verisi |
|---|---|---|
| İplik hızı (m/dk) | Çıkış silindiri ve bobin mili devrini, traverse çift strok sayısını belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Büküm aralığı (tur/m) | İğ devrinin ulaşması gereken üst sınırı ve iğ tahrikinin seçimini belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Efekt deseni | En kısa efekt uzunluğu ve en yüksek hız oranı, efekt silindirinin ivmesini ve servo motorun tepe torkunu belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Traverse stroku ve çift strok / dakika | Dönüş noktalarındaki ivme, kılavuz ya da traverse çubuğu kütlesiyle birlikte servo boyutlandırmasını belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Sarım tipi ve sarım oranı | Hassas, kademeli hassas ya da rastgele sarım; bobin yoğunluğunu ve bobinin boyama ya da sonraki prosese uygunluğunu belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Pozisyon sayısı ve tahrik yapısı | Grup ya da tekil tahrik; eksen sayısını, EtherCAT çevrim süresini ve pano yapısını belirler. | Proje bazında belirlenir |
| Bobin çapı ve ağırlığı | Bobin milinin devir aralığını ve dolu bobindeki atalet yükünü belirler. | Proje bazında belirlenir |
ONX mimarisi
ONX mimarisinde makine hızı, endüstriyel PC üzerinde çalışan CODESYS Control RTE ve CODESYS SoftMotion'da bir sanal ana eksendir. Besleme ve efekt silindirleri, iğler, bobin milleri ve traverse bu eksene elektronik dişli ya da elektronik kamla bağlanır; efekt deseni ve traverse kam profili kontrolörde hesaplanır ve reçete değiştiğinde çalışma sırasında yeniden yüklenir. Servo sürücüler ve uzak I/O EtherCAT üzerinden aynı zaman tabanında çalışır.
Hızlı ve hassas hareket gereken eksenlerde (efekt silindiri, traverse) servo sürücü ve servo motor; gücü yüksek ama hızı yavaş değişen eksenlerde (iğ grubu, ana tahrik, fan ve emiş) AC sürücü ve asenkron motor kullanılır. AC sürücüler de aynı ana eksenin hız referansını izler. Şebeke kesintisinde sürücülerin DC barası motorların kinetik enerjisiyle beslenir ve eksenler oranlarını koruyarak kontrollü biçimde durdurulur; duruş süresi makinenin ataletine bağlıdır.
CODESYS SoftMotion
Sanal ana eksen, elektronik dişli ve kam; efekt deseni ve traverse profilinin hesaplanması.
Servo sürücü
Efekt silindiri ve traverse gibi dinamik eksenler için EtherCAT haberleşmeli servo sürücüler.
Servo motor ve boyutlandırma
Traverse dönüş ivmesi ve efekt deseninin tepe torkuna göre motor ve redüktör seçimi.
AC sürücü ve motorlar
İğ grubu, ana tahrik, fan ve emiş için AC sürücüler ve asenkron motorlar.
Uzak I/O
İplik kopuş sensörleri, pozisyon butonları, bobin dolu ve kapı sinyalleri için EtherCAT uzak I/O.
Saha referansı
Tekstil makinesi üreticileri, ONX Control'ün servo sistemleri, AC sürücüler ve kontrol bileşenleri tedarik ettiği başlıca sektörlerden biridir. Makinenize yakın uygulama örneklerini ve eksen yapısı önerimizi görüşmede paylaşıyoruz.
Retrofit senaryosu
Eski tekstil makinelerinde sık görülen tablo; tek ana motordan dişli kutuları ve kayışlarla dağıtılan hareket, desen ve büküm için değiştirilebilir dişliler, traverse için mekanik kam kutusu ve yedeği bulunmayan eski bir kontrol kartıdır. Desen ya da büküm değiştirmek dişli değişimi ve duruş gerektirir. Retrofit'te makine gövdesi, iğler ve silindirler çoğunlukla korunur; mekanik bağlantılar kaldırılarak ilgili eksenler servo ya da AC sürücülü hale getirilir ve desen, büküm ve sarım ayarları reçeteye taşınır.
- Makine kinematiğinin çıkarılması: hangi milin hangi orana bağlı olduğu, dişli ve kam değerleri
- Elektronikleştirilecek eksenlerin seçimi ve servo / AC sürücü boyutlandırması
- Mevcut desen, büküm ve sarım ayarlarının reçeteye dönüştürülmesi
- İplik kopuğu, pozisyon durdurma ve şebeke kesintisinde senkron duruş senaryoları
- Önce tek pozisyonda deneme, ardından bütün makinede devreye alma
Sık sorulan sorular
Elektronik fantezi iplik makinesinde efekt deseni nasıl tanımlanır?
Desen; efekt uzunluğu, efekt kalınlığı (efekt silindirinin öz ipliğe göre hız oranı) ve efektler arası mesafe olarak girilir. Kontrolör bu değerleri efekt silindirinin hız profiline çevirir. Değerler sabit bir dizi olarak ya da tanımlı sınırlar içinde rastgele seçilebilir; desen değişikliği dişli değişimi gerektirmez.
Traverse için mekanik kam mı, elektronik kam mı?
Mekanik kam tek bir strok ve dönüş profili için yapılır; bunları değiştirmek parça değişimi demektir. Elektronik kamda strok, sarım oranı ve dönüş profili reçeteden gelir; strok kaydırma, kademeli hassas sarım ve şerit önleme yazılımda yapılır. Sınırı, kılavuzun ya da ortak traverse çubuğunun kütlesi ve dönüş noktalarındaki ivmedir.
Hangi eksenler servo, hangileri AC sürücülü olmalı?
Hızı ve konumu hızlı değişen eksenler (efekt silindiri, traverse, gerekiyorsa çıkış silindiri) servo; gücü yüksek ama hızı yavaş değişen eksenler (iğ grubu, ana tahrik, fan ve emiş) AC sürücüyle sürülür. Seçim, hareket profiline göre yapılan boyutlandırmayla netleşir.
Elektrik kesildiğinde iplik kopar mı?
Kesinti anında sürücüler motorların kinetik enerjisini DC barada kullanarak kontrollü duruş yapabilir; eksenler aynı ana eksene bağlı olduğu için oranlarını koruyarak birlikte yavaşlar. Ne kadar sürede durulabileceği makinenin ataletine ve sürücü yapısına bağlıdır.
Teklif için hangi bilgiler gerekir?
Makine tipi, pozisyon sayısı, iplik hızı ve büküm aralığı, efekt deseni örnekleri, traverse stroku ve hedef bobin ölçüleri, mevcut tahrik yapısı (grup ya da tekil) ve varsa makinenin kinematik şeması ön değerlendirme için yeterlidir.
Tekstil makinenizin tahrik mimarisini mühendislerimizle konuşun
Makine tipini, pozisyon sayısını, hız ve desen hedeflerinizi paylaşın; eksen yapısı, servo ve AC sürücü seçimi ve kontrol mimarisi önerisiyle dönüş yapalım.
Control Techniques
Estun Automation
CODESYS
Crevis
Nexcom / Nexcobot
Leroy-Somer
Servo Sistemleri
AC Sürücü + Motor
DC Sürücüler
Akıllı PLC
Panel PC / IPC
Uzak I/O