摘要：縫邊機是紡織機械中的一種設備，它通過將布料對折後，利用縫紉機將布料進行縫合。傳統縫（féng）邊機送料（liào）、對折部分依靠人工完成，不僅生產效率低，而且成（chéng）本較高。本文以四方PLC和伺服係統及變頻器為平台，設計了一（yī）整套自（zì）動對折縫邊機控（kòng）製係統，係統能夠自動完（wán）成送料、折邊（biān）、縫紉和收布（bù）等工序。
 
       關鍵詞：縫邊機，PLC，伺服，HMI，變頻器
 
       一、引言
 
       近年來，紡織行業發展迅速，縫邊機作為紡織機械中的一種，它通（tōng）過將布料運送對折後，利（lì）用縫紉機將布料進（jìn）行縫合。為了提高生產效率，自動對折縫邊機應（yīng）運而生。然而許多自動對折縫邊機在快速運行過程中會出現斷針、跳針、頻（pín）繁斷線等一係列問（wèn）題，因（yīn）此如何設計出更加合理的自動對折縫邊機（jī）控製係（xì）統就很有必要了。以往的機（jī）械式（shì）的輥鍛機送料設備，往往存在機械成本高、通用性差、調整不靈（líng）活、人機交互差等一係列問題。這就需要開發出更合理的輥鍛機（jī）送料機械手控製係（xì）統，來提高機械效率、改善安（ān）全狀況、增強設備通用性。為此，我們設計了一套基於四方PLC、伺服驅係統和變頻器的自動對折縫邊機控製係統（tǒng），該係統成功應（yīng）用於浙江（jiāng）某紡織機（jī）械廠，經過數月（yuè）的運（yùn）行測試，係統運行穩定、生產效率高，得（dé）到客戶（hù）的認可和好評。
 
       二、工藝分析
 
       縫紉機原理如圖（tú）1所示，需要將針部分穿過織物。由於針眼就在尖頭（tóu）的後麵，而不是在針（zhēn）的尾端。針固定在針杆上，針杆由電機通過一係列的齒輪和凸輪牽引做上下運動（dòng）。當針的尖端穿過織物時，它在一麵向另（lìng）一麵拉出一個小線圈。織物下麵的一個裝置（zhì）會抓住這個線圈，然後將其（qí）包住另一根線（xiàn）或（huò）者同一根線的另一個線圈。
  
      
  
         圖1 縫紉原理（lǐ）圖
 
       縫紉機的線跡是由麵線、底線兩根（gēn）縫紉線在縫料上、下麵相互有規律交合（hé）在（zài）一起，縫紉線的交合點處於（yú）縫料中（zhōng）間，從線跡的橫斷麵上看，好像有兩把鎖（suǒ）相互連接在一起鎖住一樣，因此稱為（wéi）“雙線連鎖式（shì）線跡”。
 
       當機針從最低位置開始上升時，送布牙同步開始送布，機針向下接近縫料（liào）時（shí），送布（bù）結束，如圖2所示。隨後機針引著麵線繼續（xù）下降（jiàng），穿過縫料降低到最低位時，麵線受針孔向下（xià）的拉力和針杆與縫料的擠（jǐ）壓力而在針孔上方緊貼針杆（gǎn）繃緊。擺梭鉤著線環轉到梭心（xīn）下麵時，挑線杆停止輸送麵線並迅速上升收回麵線，使線（xiàn）環急速（sù）縮小上移套住底線。在夾線器、挑線杆和（hé）梭（suō）心套的共同的作用（yòng）下（xià），麵線把底線拉到縫料中間並收緊。這樣完整的（de）線跡形成了。
  
      
  
           圖2 縫紉（rèn）成型過程
 
 自動對折縫邊機整體結構如（rú）圖3所（suǒ）示，布料由（yóu）送布輥（gǔn）運送（sòng）至對折機構處，將一整塊大的布料進行對折之後送至縫紉機處對需要縫補的（de）邊緣處（chù）進行（háng）快速縫補。収布輥起到將縫（féng）紉的布料往前（qián）拉動的作用（yòng），布（bù）料經過縫補後，經（jīng）由収布擺杆整齊地鋪（pù）疊擺放在最終収布（bù）平台上。
  
      
  
          圖3 工藝原理圖
 
       三、係統架構
 
       本方案中的控製係統，采用EM1係列HMI實現人（rén）機交互，送料、縫紉機、收布電機的控製采用E550係列變頻器，而收布輥傳（chuán）動機構采用CA100伺服（fú）係（xì）統，EP1係列（liè）PLC對整個工藝過程（chéng）進行（háng）集中（zhōng）控（kòng）製。基本工（gōng）作原理（lǐ）為：HMI完成運行參數的設置和顯示，PLC通過通訊讀寫CA100伺服係統的內部位置參數，伺服係統根據（jù）外部（bù）縫紉機端的接近開關信號來控製電機實現內部位置的反複行走，帶動拉布輥將布（bù）行走。
 
       係統方案如圖（tú）4所示。
  
      
  
           圖4 控製係（xì）統結構方案
 
       四、係（xì）統調試
 
 自動對折縫（féng）邊（biān）機控製係統調試主要分為伺服係統調試，PLC程序調試（shì），整機調（diào）試這（zhè）幾部分。
 
       4.1 係統電氣圖
 
 自動對折縫邊機的部分的電（diàn）氣圖紙如圖5所示。
  
      
  
       圖（tú）5 係統電氣圖紙
 
       4.2 伺服驅動器參數調試 
 
       係統調試首先要進（jìn）行的是伺服參數調試，使伺服的功能和性能達到係統的要求，伺服驅動（dòng）器調（diào）試的主（zhǔ）要參數如（rú）下表所示：

       表1  伺服驅動器調試參數（部分）表
   

      
  
       4.3 PLC程序調試
 
 四方EP1係列PLC編程軟件具有在（zài）線監控和修改功能，可以方便的（de）監（jiān）控PLC程序運行狀態，便於使用者在調試過程中持續的優化PLC程（chéng）序，實現完（wán）美（měi）的工（gōng）藝流程控製。EP1係列PLC提供了2路通訊接口（kǒu），可（kě）以在線監（jiān）控PLC程序（xù）同時連接HMI，可以直觀的監控（kòng）HMI與PLC之間的通信，便於發現各類問題，減少了多機聯調時容易（yì）出現的兼容性問題。
    
      
  
       圖6 EP1係（xì）列PLC在線監控圖
 
       4.4人機交互界麵
 
       HMI主界（jiè）麵如圖7所示，可進行伺服使能（néng）控製以及針距及伺服速度的設定，顯示（shì）設備的當前工作狀態（tài）和報警狀（zhuàng）態等信息。
  
      
  
       圖7 HMI主界麵
   
       4.5 整機調試
 
 整機調試需要注意以下問題：
 
       （1）必須保證布（bù）料折疊後上下（xià）邊平齊後才啟動（dòng）縫紉機。
       （2）在調整縫紉機速度前（qián），必須將送（sòng）布機構的速度調整到一個合適的範圍，保證送布和拉布之（zhī）間布處於繃直狀態。
       （3）収（shōu）布機構的變頻（pín）器頻率可適當比送布的低些，保證是（shì）伺服控製的収布輥在拉布。
 
       五（wǔ）、結束語
 
 基於四方電氣機電產品所設計的自動對折縫邊（biān）機控製係統，較好的解決（jué）了傳統對折縫邊（biān）機人（rén）工送布的效率低、成本高、高速時跳針、斷線（xiàn）等（děng）問題。係統采用全套（tào）四方工控產品，包括HMI、PLC、伺服及變頻器，保證了各產品間（jiān）良好的兼容型。經（jīng）過（guò）數月的現場使用測試，係統性能穩定可靠，生產效率顯（xiǎn）著提高，滿足了用戶的實際生產需求。

       參考文獻（xiàn）
 
       1、深圳市四方電氣EP1係列PLC編程手冊. 深圳：深圳市四方電氣技術有限公司（sī）. 2016
       2、深圳（zhèn）市四方電氣CA100係列伺服驅動器使（shǐ）用（yòng）說明書. 深圳：深圳市四方電氣技術有限公司. 2016